符合电磁兼容标准第二部分的电机位置编码器接口——的设计

在本博客系列的部分，MarTIn Staebler概述了各种电机位置编码器及其接口。在第二部分，作者将解释双向/串行/同步位置编码器的接口。

BiSS是来自iC-Haus的开源协议。它为执行器和传感器(如旋转编码器或位置编码器)定义了一个数字双向串行接口。(有关更多详细信息，请参见。BiSS允许单向或双向模式下的串行同步数据通信(称为BiSS-C连续模式)。BiSS接口与串行同步接口(SSI)硬件兼容。

BiSS协议定义了访问数据部分的每个用户/从站，即：传感器数据部分、执行器数据部分、寄存器数据部分和(如果指定)多周期数据部分。根据访问和传输性能，每个数据部分可以有不同的设置——，这取决于传感器的应用。为了连接到用户/从站，应该预先确定“BiSS主站”协议，该协议可以向位置编码器发送数据和从位置编码器接收数据。BiSS主站是软件，在Sitara处理器或现场可编程门阵列(FPGA)上实现。

BiSS接口有两个物理层(phy)选项，一个基于TIA/EIA-422标准，另一个基于LVDS TIA/EIA-644标准。典型接口基于TIA/EIA-422标准。

BiSS有两种不同的结构选择：点对点结构和总线结构。在本文中，作者将重点介绍点对点结构。有关总线结构硬件的更多信息，请参考5V BiSS位置编码器接口TI设计参考设计的设计指南。

现在的编码器一般采用点对点结构。当用RS422或RS485物理层连接BiSS数字编码器到伺服驱动器时，我建议用双绞线为芯的屏蔽电缆。编码器电缆通常有六到八个核心，可以用作信号线和电源线，如图1所示。100米或以上的电缆长度并不少见。

图1: Biss-C点对点结构

图1显示了位置或旋转编码器的典型BIs配置。在点对点配置中，只有一个设备(带有一个或多个传感器)连接到主站。

毫安时钟频率是可变的。推荐的毫安时钟频率取决于电缆长度，大致如图1所示。该图使用应用手册《BiSS接口AN15：BiSS C主站运行详情》中的表1生成。

图2:推荐的内部总线毫安时钟频率和电缆长度

在设计BiSS接口推荐频率时，10MHz的MA时钟频率会转换成可以支持20m波特率的RS422/485收发器。这些是低要求。使用5V BiSS位置编码器接口TI设计参考设计的测试表明，更快的收发器将允许您增加电缆长度，同时仍然使用协议的高频率，因为收发器对电缆失真引起的噪声不敏感。

BiSS编码器的电源通常需要支持表1所示的参数，但您应该借助编码器供应商的产品规格来确认这些数据。

表1:编码器电源的一般规格

对于电源，您需要考虑编码器可以支持的电压范围和电缆的压降。一种选择是使用可编程电源，它可以根据电缆长度改变电压。检查具有可编程输出电压和位置编码器接口保护功能的电源设计参考设计。

在本系列的下一篇文章(讨论编码器接口)中，作者和他的同事将提供如何实现符合EMC标准的Endat2.2位置编码器的工业接口的详细信息。

其他资源

进一步了解适合硬件接口的5V BiSS位置编码器接口的参考设计。

有关Sitara设备的BiSS主站软件示例，请查看集成BiSS C主站接口的ARM微处理器(MPU)的ti设计参考设计。