專利名稱：激光打標(biāo)控制系統(tǒng)的光纖通訊裝置及編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光打標(biāo)設(shè)備，特別是涉及激光打標(biāo)設(shè)備的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的激光打標(biāo)設(shè)備的控制系統(tǒng)一般包括通訊連接的激光打標(biāo)卡和DA卡，這兩塊卡之間通過(guò)四組差分電纜來(lái)傳輸信號(hào)?，F(xiàn)有的這種結(jié)構(gòu)，存在兩方面的不足一、比較容易受到周圍環(huán)境電磁干擾和對(duì)周邊其他器件造成輻射干擾；ニ、兩塊卡之間的距離受到比較大的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提出一種激光打標(biāo)控制系統(tǒng)的光纖通訊裝置及編碼方法，能夠大大改善EMC性能，并可以實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)距離傳輸。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案包括，提出一種激光打標(biāo)控制系統(tǒng)的光纖通訊編碼方法，每位數(shù)據(jù)的發(fā)送編碼過(guò)程依次包括在發(fā)送周期開始時(shí)刻，使發(fā)送電平跳轉(zhuǎn)一次；在一設(shè)定時(shí)段內(nèi)維持當(dāng)前電平；如果當(dāng)前發(fā)送位為第一電平，在該設(shè)定時(shí)段過(guò)后使發(fā)送電平再跳轉(zhuǎn)一次；維持當(dāng)前電平，直至發(fā)送周期截止時(shí)刻。本發(fā)明的光纖通訊編碼方法，該第一電平指高電平。本發(fā)明的光纖通訊編碼方法，該設(shè)定時(shí)段不超過(guò)發(fā)送周期的一半。優(yōu)選地，該設(shè)定時(shí)段不超過(guò)發(fā)送周期的四分之一。本發(fā)明的光纖通訊編碼方法，每位數(shù)據(jù)的發(fā)送頻率在10-50MHZ。本發(fā)明的光纖通訊編碼方法，每組數(shù)據(jù)的接收解碼過(guò)程依次包括取得與發(fā)送過(guò)程的同步；捕獲延時(shí)該設(shè)定時(shí)長(zhǎng)段之后的電平；判斷該電平是否與一個(gè)接收周期之前的電平相同，是的話，解碼當(dāng)前的發(fā)送電平為第一電平，不是的話，解碼當(dāng)前的發(fā)送電平為非第一電平。本發(fā)明的光纖通訊編碼方法，其中的捕獲延時(shí)該設(shè)定時(shí)長(zhǎng)段之后的電平所使用的采樣頻率不低于每位數(shù)據(jù)的發(fā)送頻率的四倍。本發(fā)明的光纖通訊編碼方法，同步是通過(guò)在每組數(shù)據(jù)的發(fā)送開始端設(shè)置一位的非第一電平，或者，同步是通過(guò)在每組數(shù)據(jù)的發(fā)送開始端設(shè)置時(shí)寬超過(guò)一位的非第一電平。本發(fā)明的光纖通訊編碼方法，該激光打標(biāo)控制系統(tǒng)包括一激光打標(biāo)卡和一數(shù)模轉(zhuǎn)換卡，該激光打標(biāo)卡與數(shù)模轉(zhuǎn)換卡之間采用單模光纖進(jìn)行串行通訊。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案還包括，提出一種激光打標(biāo)控制系統(tǒng)中光纖通訊裝置，該激光打標(biāo)控制系統(tǒng)包括一激光打標(biāo)卡和一數(shù)模轉(zhuǎn)換卡，該光纖通訊裝置包括設(shè)置在該激光打標(biāo)卡處的光纖發(fā)送模塊、設(shè)置在該數(shù)模轉(zhuǎn)換卡處的光纖接收模塊以及連接在該光纖發(fā)送模塊與光纖接收模塊之間的單模光纖，該光纖通訊裝置采用串行通訊， 其中每位數(shù)據(jù)的發(fā)送編碼過(guò)程包括在發(fā)送周期開始時(shí)刻，使發(fā)送電平跳轉(zhuǎn)一次；在一設(shè)定時(shí)段內(nèi)維持當(dāng)前電平；如果當(dāng)前發(fā)送位為第一電平，在該設(shè)定時(shí)段過(guò)后使發(fā)送電平再跳轉(zhuǎn)一次；維持當(dāng)前電平，直至發(fā)送周期截止時(shí)刻。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的激光打標(biāo)控制系統(tǒng)的光纖通訊裝置及編碼方法，能夠大大改善EMC性能，并可以實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)距離傳輸。


圖1為本發(fā)明的激光打標(biāo)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意。圖2為本發(fā)明的激光打標(biāo)控制系統(tǒng)的光纖通訊裝置的框圖。圖3為在本發(fā)明的激光打標(biāo)控制系統(tǒng)中每位數(shù)據(jù)的發(fā)送編碼過(guò)程的流程示意。圖4為在本發(fā)明的激光打標(biāo)控制系統(tǒng)中每位數(shù)據(jù)的接收解碼過(guò)程的流程示意。圖5為本發(fā)明的激光打標(biāo)控制系統(tǒng)發(fā)送第一例數(shù)據(jù)的時(shí)間波形關(guān)系示意。圖6為本發(fā)明的激光打標(biāo)控制系統(tǒng)發(fā)送第二例數(shù)據(jù)的時(shí)間波形關(guān)系示意。圖7為本發(fā)明的激光打標(biāo)控制系統(tǒng)發(fā)送第三例數(shù)據(jù)的時(shí)間波形關(guān)系示意。圖8為本發(fā)明的激光打標(biāo)控制系統(tǒng)的發(fā)送編碼過(guò)程的時(shí)間波形關(guān)系示意。圖9為本發(fā)明的激光打標(biāo)控制系統(tǒng)中的DA卡的原理框圖。圖10為本發(fā)明的激光打標(biāo)控制系統(tǒng)中的DA卡的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖所示之最佳實(shí)施例作進(jìn)ー步詳述。參見圖1和圖2，本發(fā)明的激光打標(biāo)控制系統(tǒng)包括一激光打標(biāo)卡和一數(shù)模轉(zhuǎn)換卡。本發(fā)明的光纖通訊裝置包括設(shè)置在該激光打標(biāo)卡處的光纖發(fā)送模塊和設(shè)置在該數(shù)模轉(zhuǎn)換卡處的光纖接收模塊，該光纖發(fā)送模塊與光纖接收模塊之間采用單模光纖進(jìn)行串行通訊?？紤]到需要替代現(xiàn)有的激光打標(biāo)卡和DA卡(數(shù)模轉(zhuǎn)換卡)之間是由4組差分電纜來(lái)傳輸信號(hào)的情形，本發(fā)明只需要設(shè)置一路單模光纖來(lái)完成數(shù)據(jù)傳輸。再考慮到激光打標(biāo)卡輸出的信號(hào)在10 50MHz的范圍，光纖發(fā)送模塊和光纖接收模塊可以選用常用的150MHz 的模塊。參見圖9，本發(fā)明的激光打標(biāo)控制系統(tǒng)中的DA卡大致包括光纖接收模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)解碼模塊、模擬輸出模塊以及為這些功能模塊供電的電源模塊。參見圖10，具體而言，本發(fā)明的激光打標(biāo)控制系統(tǒng)中的DA卡大致包括電源輸入10、光纖接收模塊11、信號(hào)轉(zhuǎn)換器12、電源模塊13、大容量電容組14、能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)解碼單元151、信號(hào)處理單元152 以及信號(hào)輸出單元153的高性能可編程邏輯器件15、LED指示裝置16、功能選擇開關(guān)17、 DAC轉(zhuǎn)換單元18、模擬差分運(yùn)算單元19、范圍選擇開關(guān)20、X軸和Y軸打標(biāo)信號(hào)21以及多功能輸出接ロ 22。考慮激光打標(biāo)機(jī)的信號(hào)傳輸，需要將多組DA數(shù)據(jù)串行地通過(guò)光纖傳送至DA卡，但
4是由于光纖模塊的限制，傳送速率太小會(huì)影響傳送。另外，遇到要發(fā)送的數(shù)據(jù)是全H，或者全 L的情形，光纖接收模塊收到的數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)紊亂，特此提出本發(fā)明的光纖通訊編碼方法。參見圖3，每位數(shù)據(jù)的發(fā)送編碼過(guò)程包括以下步驟SlOl 在發(fā)送周期開始時(shí)刻，使發(fā)送電平跳轉(zhuǎn)一次；S102 在一設(shè)定時(shí)段內(nèi)維持當(dāng)前電平；S103:判斷當(dāng)前發(fā)送位是否為第一電平，是的話，進(jìn)入步驟S104，否則轉(zhuǎn)步驟 S105 ；S104 使發(fā)送電平又跳轉(zhuǎn)一次；S105 維持當(dāng)前電平，直至發(fā)送周期截止時(shí)刻。參見圖4，每組數(shù)據(jù)的接收解碼過(guò)程包括以下步驟S201 取得與發(fā)送過(guò)程的同步；S202 捕獲延時(shí)該設(shè)定時(shí)長(zhǎng)段之后的電平；S203 判斷該電平是否與一個(gè)接收周期之前的電平相同，是的話，進(jìn)入步驟S204 ； 不是的話，轉(zhuǎn)步驟S205 ；S204 解碼當(dāng)前的發(fā)送電平為第一電平；S205 解碼當(dāng)前的發(fā)送電平為非第一電平。以下，對(duì)本發(fā)明的編碼方法進(jìn)ー步通過(guò)三個(gè)例舉來(lái)進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。參見圖5，發(fā)送第一例位串W1010]時(shí)的時(shí)間波形關(guān)系有發(fā)送一位數(shù)據(jù)的時(shí)間位T ；發(fā)送數(shù)據(jù)第一位0吋，T時(shí)間內(nèi)位高電平；發(fā)送數(shù)據(jù)第二位1吋，T時(shí)間內(nèi)有一次電平翻轉(zhuǎn)；發(fā)送數(shù)據(jù)第三位0吋，T時(shí)間內(nèi)是低電平；發(fā)送數(shù)據(jù)第四位1吋，T時(shí)間內(nèi)有一次電平翻轉(zhuǎn)；發(fā)送數(shù)據(jù)第五位0吋，T時(shí)間內(nèi)是高電平。參見圖6，發(fā)送第二例位串W000]時(shí)的時(shí)間波形關(guān)系有發(fā)送一位數(shù)據(jù)的時(shí)間位T ；在發(fā)送的數(shù)據(jù)是全0吋，形成周期是2T的方波。參見圖7，發(fā)送第三例位串[1111]時(shí)的時(shí)間波形關(guān)系有發(fā)送一位數(shù)據(jù)的時(shí)間位T ；在發(fā)送的數(shù)據(jù)是全1吋，形成周期是T的方波。參見圖8，以位串W10]的發(fā)送為例，編碼過(guò)程的時(shí)間波形關(guān)系說(shuō)明需要在T周期內(nèi)傳送一位ニ進(jìn)制數(shù)據(jù)，即0或者1，定義如果在T周期內(nèi)有電平變化則傳送的位為1，否則所傳送的位為0。將T周期分割為tl和t2兩個(gè)時(shí)段(T = tl+t2)，tl段只用于改變電平信號(hào)，t2 段主要用于接收端檢測(cè)信號(hào)時(shí)使用?？梢?，本發(fā)明產(chǎn)生編碼和發(fā)送的過(guò)程可以大致歸納為三步第一歩、在發(fā)送開始時(shí)刻，首先改變發(fā)送位的電平。即如原來(lái)是L需要置為H(高電平)，如原來(lái)是H需要復(fù)位L(低電平)；第二步、在經(jīng)過(guò)tl時(shí)間后，如果正在發(fā)送的信號(hào)是1，則再次改變輸出位電平；如果正在發(fā)送的信號(hào)是0，則輸出不變；第三步、保持電平t2時(shí)間，此位發(fā)送完畢；如此重復(fù)直到要發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。對(duì)應(yīng)于上述發(fā)送端的情形，接收端需要ー個(gè)高于傳輸信號(hào)的頻率來(lái)采集輸入端的信號(hào)。在本發(fā)明的接收解碼的一個(gè)實(shí)施例中，可以采用周期為T的頻率的4倍，或者4倍以上的頻率來(lái)采集輸入端的信號(hào)。大致地，接收信號(hào)解碼過(guò)程可以包括以下步驟第一歩、同步采集到信號(hào)，通常接收ー組數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)有ー個(gè)L位作為同步信號(hào)，或者使用一個(gè)超過(guò)T時(shí)間的L電平，更利于檢測(cè)到數(shù)據(jù)的開始位。第二步、采集T時(shí)間內(nèi)的t2的電平信號(hào)。第三步、解碼，如果從t2時(shí)間內(nèi)采集的信號(hào)電平和前ー個(gè)T時(shí)間內(nèi)的信號(hào)電平相同則接收的此位信號(hào)為1，否則說(shuō)明接收到的信號(hào)位0.需要說(shuō)明的是，為了利于采集信號(hào)，發(fā)送位數(shù)據(jù)是1吋，tl時(shí)刻的電平可以盡量窄，tl是用做平衡光纖傳輸頻率限制，舉例而言，tl時(shí)刻應(yīng)該不超過(guò)T/2，優(yōu)選地，tl時(shí)刻應(yīng)該不超過(guò)T/4。tl時(shí)段窄了，t2時(shí)段的電平信號(hào)足夠長(zhǎng)可以方便信號(hào)采集。在本發(fā)明的接收解碼的另ー個(gè)實(shí)施例中，接收解碼過(guò)程也可以是判斷在T時(shí)間內(nèi)有無(wú)電平翻轉(zhuǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的激光打標(biāo)控制系統(tǒng)的光纖通訊裝置及編碼方法，發(fā)送串行數(shù)據(jù)時(shí)，要發(fā)送數(shù)據(jù)位的數(shù)值不僅于本次發(fā)送的電平信號(hào)有關(guān)，還與上次所發(fā)送電平信號(hào)有關(guān)；經(jīng)過(guò)編碼后所傳輸?shù)碾娖叫盘?hào)的頻率只有周期是T，或者周期是2T的頻率，其中 T為發(fā)送一位數(shù)據(jù)所用的時(shí)間；由于可以使串行通訊時(shí)，傳輸數(shù)據(jù)波形的頻率只在1倍或 1/2倍之間，從而有利于低頻光纖通訊，進(jìn)而通過(guò)光纖通訊相對(duì)現(xiàn)有電纜通訊的優(yōu)勢(shì)，大大改善EMC性能，并可以實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)距離傳輸。以上，僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例，意在進(jìn)ー步說(shuō)明本發(fā)明，而非對(duì)其進(jìn)行限定。凡根據(jù)上述之文字和附圖所公開的內(nèi)容進(jìn)行的簡(jiǎn)單的替換，都在本專利的權(quán)利保護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求
1.一種激光打標(biāo)控制系統(tǒng)的光纖通訊編碼方法，其特征在于，每位數(shù)據(jù)的發(fā)送編碼過(guò)程依次包括在發(fā)送周期開始時(shí)刻，使發(fā)送電平跳轉(zhuǎn)一次；在一設(shè)定時(shí)段內(nèi)維持當(dāng)前電平；如果當(dāng)前發(fā)送位為第一電平，在該設(shè)定時(shí)段過(guò)后使發(fā)送電平再跳轉(zhuǎn)一次；維持當(dāng)前電平，直至發(fā)送周期截止時(shí)刻。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖通訊編碼方法，其特征在于，該第一電平指高電平。
3.如權(quán)利要求1所述的光纖通訊編碼方法，其特征在干，該設(shè)定時(shí)段不超過(guò)發(fā)送周期的一半。
4.如權(quán)利要求1所述的光纖通訊編碼方法，其特征在干，該設(shè)定時(shí)段不超過(guò)發(fā)送周期的四分之一。
5.如權(quán)利要求1所述的光纖通訊編碼方法，其特征在于，每位數(shù)據(jù)的發(fā)送頻率在 10-50MHz。
6.如權(quán)利要求1所述的光纖通訊編碼方法，其特征在于，每組數(shù)據(jù)的接收解碼過(guò)程依次包括取得與發(fā)送過(guò)程的同歩；捕獲延時(shí)該設(shè)定時(shí)長(zhǎng)段之后的電平；判斷該電平是否與一個(gè)接收周期之前的電平相同，是的話，解碼當(dāng)前的發(fā)送電平為第 ー電平，不是的話，解碼當(dāng)前的發(fā)送電平為非第一電平。
7.如權(quán)利要求6所述的光纖通訊編碼方法，其特征在干，其中的捕獲延時(shí)該設(shè)定時(shí)長(zhǎng)段之后的電平所使用的采樣頻率不低于每位數(shù)據(jù)的發(fā)送頻率的四倍。
8.如權(quán)利要求6所述的光纖通訊編碼方法，其特征在干，同步是通過(guò)在每組數(shù)據(jù)的發(fā)送開始端設(shè)置一位的非第一電平，或者，同步是通過(guò)在每組數(shù)據(jù)的發(fā)送開始端設(shè)置時(shí)寬超過(guò)一位的非第一電平。
9.如權(quán)利要求1所述的光纖通訊編碼方法，其特征在干，該激光打標(biāo)控制系統(tǒng)包括一激光打標(biāo)卡和一數(shù)模轉(zhuǎn)換卡，該激光打標(biāo)卡與數(shù)模轉(zhuǎn)換卡之間采用單模光纖進(jìn)行串行通訊。
10.一種激光打標(biāo)控制系統(tǒng)的光纖通訊裝置，其特征在干，該激光打標(biāo)控制系統(tǒng)包括一激光打標(biāo)卡和一數(shù)模轉(zhuǎn)換卡，該光纖通訊裝置包括設(shè)置在該激光打標(biāo)卡處的光纖發(fā)送模塊、設(shè)置在該數(shù)模轉(zhuǎn)換卡處的光纖接收模塊以及連接在該光纖發(fā)送模塊與光纖接收模塊之間的單模光纖，該光纖通訊裝置采用串行通訊，其中，每位數(shù)據(jù)的發(fā)送編碼過(guò)程包括在發(fā)送周期開始時(shí)刻，使發(fā)送電平跳轉(zhuǎn)一次；在一設(shè)定時(shí)段內(nèi)維持當(dāng)前電平；如果當(dāng)前發(fā)送位為第一電平，在該設(shè)定時(shí)段過(guò)后使發(fā)送電平再跳轉(zhuǎn)一次；維持當(dāng)前電平，直至發(fā)送周期截止時(shí)刻。
全文摘要
一種激光打標(biāo)控制系統(tǒng)的光纖通訊裝置及編碼方法，每位數(shù)據(jù)的發(fā)送編碼過(guò)程包括在發(fā)送周期開始時(shí)刻，使發(fā)送電平跳轉(zhuǎn)一次；在一設(shè)定時(shí)段內(nèi)維持當(dāng)前電平；如果當(dāng)前發(fā)送位是第一電平，在該設(shè)定時(shí)段過(guò)后使發(fā)送電平再跳轉(zhuǎn)一次；維持當(dāng)前電平，直至發(fā)送周期截止時(shí)刻。本發(fā)明能夠大大改善EMC性能，并可以實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)距離傳輸。
文檔編號(hào)H04B10/12GK102571209SQ20111043043
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者孟方, 楊賢卓, 楊錦寧, 陰波波, 高云峰 申請(qǐng)人:深圳市大族激光科技股份有限公司