【正文】 幾個位置相互分立的光柵組成。 當光柵盤隨被測工作軸一起轉(zhuǎn)動時，每轉(zhuǎn)過一個縫隙，光電管就會感受到一次光線的明暗變化，然后將明暗光線發(fā)送給光敏電阻，使光電管的電阻值改變，這樣就把光線的明暗變化轉(zhuǎn)變成電信號的強弱變化，而這個電信號的強弱變化近似于正弦波的信號，經(jīng)過整形和放大等處理，變換成脈沖信號。通過計數(shù)器計量脈沖的數(shù)目，即可測定旋轉(zhuǎn)運動的角度；其原理如圖222所示。此外通過有一定相位差的兩組增量式脈沖信號可以檢測出光電編碼器的轉(zhuǎn)動方向。光電編碼器測角體積小，承載能力強，數(shù)字化程度高，性能可靠，使用時間長。圖222 光電編碼器 增量式光電編碼器由主碼盤、鑒向盤、光敏元件和光電變換器組成。在主碼盤（光電盤）周邊上刻有距離相等的輻射狀窄縫，形成均勻分布的透明區(qū)和不透明區(qū)。而光柵碼圖案主要由循環(huán)碼道和零位標記碼道組成，循環(huán)碼道由一系列均勻交錯的透明區(qū)和不透明區(qū)光柵線條組成，零位標記碼道由幾個距離相等的光柵組成零位標記碼道。 由于碼道信號的讀取采用的是光電掃描原理，對測量基準的掃描是非接觸的，因此沒有磨損。如果一個光柵的刻線與另一個光柵的狹縫對齊則光線無法通過，如果一個光柵的透明區(qū)剛好與另一光柵的透明區(qū)在同一條直線上時則光線剛好通過，利用光電掃描法可檢測到非常精細的柵線，掃描產(chǎn)生等同于柵線同期輸出的脈沖信號。工作時，主碼盤與轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，鑒向盤靜止不動，當光電碼盤隨工作軸一起轉(zhuǎn)動時，光線透過光電碼盤和光欄板狹縫，形成光信號。光敏元件接收光信號信號，經(jīng)過處理后轉(zhuǎn)換成脈沖信號，然后由單片機來計脈沖數(shù)，最后由液晶顯示屏直接顯示角度量。 光電編碼器的測角精確度與碼盤圓周上的透光槽數(shù) n有關(guān)，能分辨的角度 α 為 360176。/n，分辨率為 1/n 。例如：型號為ZSP52系列的增量式光電式編碼器，碼盤邊緣的狹縫條紋數(shù)為 36000 個，則能分辨的最小角度α=360176。/36000=。為了判斷碼盤旋轉(zhuǎn)時是順勢正還是逆時針，必須在光欄板上設(shè)置兩個透明區(qū)，兩者之間相差4/1截距，并設(shè)置了兩組對應的光敏元件，由光敏元件來得出高低電平，進而傳給單片機。當檢測對象旋轉(zhuǎn)時，光碼盤會被帶動旋轉(zhuǎn)，進而光源一會穿過透明區(qū)，一會被遮擋，就這樣循環(huán)反復， A、B 信號的波形及其時序關(guān)系得出，A的高電平先于B出現(xiàn)，則判斷為正轉(zhuǎn)，B的高電平先于A出現(xiàn)時則判斷為反轉(zhuǎn)。同時A 和 B 輸出的脈沖個數(shù)與被測角位移變化量成線性關(guān)系，因此，通過對脈沖個數(shù)計數(shù)就能計算出相應的角位移。 當我們在測量被測物體的旋轉(zhuǎn)角度時，我們還要確定碼盤轉(zhuǎn)動位置的起始點即絕對位置，因此我們必須要設(shè)定一個基準點，這基準點就是光柵碼盤中的“零位標志槽”，當光柵碼盤旋轉(zhuǎn)時，零位標志槽也跟著旋轉(zhuǎn)，當零位標志槽旋轉(zhuǎn)到與光柵板對齊的時候，光線恰好穿過，傳輸給光敏電阻，產(chǎn)生一個高電平，到傳過去之后，光敏電阻一直處于低電平，所以只有旋轉(zhuǎn)一圈才能產(chǎn)生一個脈沖，且是零位標志槽與光柵板對齊的時候，所以通過檢測這個脈沖就能確定碼盤轉(zhuǎn)動的起始點，再根據(jù) A 和 B 之間的這種關(guān)系正確地解調(diào)出被測機械的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)角位移即就是所謂的脈沖辨向和計數(shù)。通過求出脈沖數(shù)得出光電編碼器轉(zhuǎn)了多少角度，最后通過光電編碼器齒輪與被測物體齒輪關(guān)系求出被測物體旋轉(zhuǎn)的角度。光電編碼器的A,B,Z輸出的波形圖如223所示。圖223 光電編碼器輸出的信號波形 AT89S51單片機的原理 AT89S51 為 ATMEL 所生產(chǎn)的可電氣燒錄清洗的 8051 相容單芯片，其內(nèi)部程序代碼容量為4KB。（一）、AT89S51主要功能列舉如下：1，8位CPU。2，片內(nèi)帶振蕩器，—12MHZ。3，片內(nèi)帶128B的數(shù)據(jù)存儲器。4，片內(nèi)帶4KB的程序存儲器。5，程序存儲器的尋址空間為64KB。6，128個用戶為尋址空間。7，21個字節(jié)特殊功能寄存器。8，4個8 位并I/O接口:P0，P1,P2,P3。9，兩個16位定時/計數(shù)器。10，兩個優(yōu)先級別的5個中斷源。11，1個全雙工的串行I/O接口，可多機通信。 12，111條指令，含乘法指令和除法指令。13，片內(nèi)采用總線結(jié)構(gòu)。14，有較強的位處理能力。15，采用+5V電源。（二）、AT89S51各引腳功能介紹： 芯片共有40個引腳，引腳的排列順序為從靠芯片的缺口（見右圖）左邊那列引腳逆時針數(shù)起，依次為4....40，其中芯片的1腳頂上有個凹點（在單片機的40個引腳中，電源引腳2根，外接晶體振蕩器引腳2根，控制引腳4根以及4組8位可編程I/O引腳32根。主電源引腳（2根）VCC單片機的第40引腳，電源輸入，接＋5V電源。GND單片機的第20引腳，為接地線。外接晶振引腳（2根）XTAL1為單片機的第19引腳，作用是片內(nèi)振蕩電路的輸入端。XTAL2單片機的第20引腳，為片內(nèi)振蕩電路的輸出端?？刂埔_（4根）RST/VPP單片機的第9引腳，作用是復位引腳，引腳上出現(xiàn)2個機器周期的高電平將使單片機復位。ALE/PROG單片機的第30引腳，為地址鎖存允許信號。PSEN單片機的第29引腳，為外部存儲器讀選通信號。EA/VPP單片機的第30引腳，程序存儲器的內(nèi)外部選通，如果接的是低電平則外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則內(nèi)部程序存儲器讀指令。 可編程輸入/輸出引腳（32根）　 AT89S51單片機有4組8位的可編程I/O口，分別位P0、PPP3口，每個口有8根引腳，共32根。每一根引腳都可以編程，比如用來控制電機、交通燈、霓虹燈等。PO口單片機的第32引腳到第39引腳，為8位雙向I/O口線，～。P1口單片機的第1到第8引腳，8位準雙向I/O口線，～ 。P2口單片機的第21到第28引腳，8位準雙向I/O口線，～ 。P3口單片機的第10到第17引腳，8位準雙向I/O口線，～。上面就是AT89S51單片機引腳的簡單介紹，其它51系列家族的單片機80380589C51等引腳和89S51兼容，只是個別引腳功能定義不同。端口0是一個8位寬的開路汲極（