Quadrature Decoding .pdf

【Quadrature Decoding】是编码技术的一种，用于精确跟踪旋转运动物体的位置。在本实验中，我们将使用增强型时间处理单元（eTPU）进行四相解码，以读取光学编码器的数据并更新一个16位的位置计数寄存器，以此追踪轮子的位置。光学编码器会生成与轮子旋转相关的正交信号，这些信号通过eTPU的四相解码功能转化为位置信息，既可以用计数表示，也可以转换为角位置。 【eTPU】全称为Enhanced Time Processing Unit，是CPU的一个协处理器，专为定时控制设计。它能与CPU并行工作，执行内建的功能或用户自定义的程序，存储在专用RAM中。Freescale（现为NXP半导体）提供了针对不同应用的特殊eTPU软件，包括交流和直流电机控制、汽车应用（如曲轴位置感应、点火和燃油控制），以及本文重点讨论的四相解码功能。尽管MPC5553微控制器在不同的外围设备（如eMIOS）上集成了四相解码，但实验中将直接使用eTPU。 【Lab 2: eTPU】的目的是让学生熟悉如何利用eTPU实现四相解码。实验中，学生需要利用eTPU的“慢模式”解码，以读取光学编码器的信号，并实时更新位置计数。同时，还需要用调试器验证轮子的位置，将位置信息输出到16个LED上，展示计数器的溢出和下溢现象，以检验解码的准确性和范围。 【文件和文档】中提到了一些重要的参考资料，包括Freescale的应用笔记AN2842，它详细介绍了如何使用eTPU的四相解码功能，包括操作模式、性能及编程示例。MPC5553微控制器参考手册的第18.4节则描述了内存映射和寄存器定义。此外，实验所需的代码文件包括`etpu_set.h`、`etpu_util.h`、`etpu_util.c`、`etpu_qd.h`和`etpu_ppa.h`等，它们包含了eTPU的自动生成代码、函数原型和其他必要的功能。 【编程任务】要求学生编写`fqd.c`中的函数，基于提供的`fqd_template.c`模板文件。其中包括初始化eTPU的`init_FQD()`、读取编码器位置的`ReadFQD_pc()`、更新位置计数的`updateCounter()`以及将计数转换为角度的`updateAngle()`。这些函数将构成实现四相解码的关键部分，确保能够正确地处理来自光学编码器的信号，并实时更新和显示轮子的角位置。 Quadrature Decoding是一种重要的位置检测技术，而eTPU作为专门的定时控制协处理器，为其实现提供了高效且灵活的解决方案。通过这个实验，学习者不仅能够深入了解四相解码的工作原理，还能掌握如何利用eTPU的硬件资源来实现这一功能，这对于嵌入式系统设计和电机控制等领域具有重要意义。