容栅数显产品数据输出口的应用

    一、概述

    自从利用容栅数显技术制造出数显卡尺以来，由于采用容栅原理所具备的低功耗、小体积、价格低廉等特点，因此在量具行业得于迅速推广，目前，采用容栅原理制造的产品有数显卡尺、数显千分尺、数显高度尺等常规量具，近年来又发展出数显千分表、数显百分表、机床数显度盘等产品。这类产品其最终测量结果除直接显示外还具有数据输出的功能，能满足仪器仪表、专用测试设备、生产线在线检测等与计算机或工业单片机联网使用的要求。但目前市场能采购到的容栅计算机专用接口不仅价格昂贵，而且资源十分浪费，本文专门介绍了这类产品的串行数据输出口的硬件结构、数据格式、使用方法等概况，以满足计算机联结自行设计方面用户的要求。

    二、硬件结构

    目前市场上采购到的容栅数显产品其数据输出口一般由四根信号线组成:

    1. Vdd    电源正端    OV

    2. Vss    电源负端    一1.5V

    3. Tout    数据同步信号

    4. Dout    二进制数据信号

    该信号线中Vdd电源正端一般与产品外壳相连，数据同步信号Tout还具备双向传输功能，当有外界输入信号时可作为输入清零端口。

    三、数据格式

    容栅专用电路无论应用于何种测量仪表，其数据输出方式是一致的。在测量过程中，数显表从Tout输出同步脉冲，从Dout输出二进制数据信号;这些数据送出二次，第一次的数据是相对数据即包括数显表相对零位的数据，第二次的数据是绝对数据即数显表显示的数字输出数据是以二进制码方式从低位到高位串行方式输出的。同步信号与数据信号输出波形、脉宽等定义参数见图1。

    数据格式有以下规定:

    1.输出数据最高位为符号位(第24位)，当符号位为低电平(一1.5V)时输出二进制原码;当符号位为高电平(0V)时输出二进制反码。

    2.测量方向(以零位为基准)的判断依赖于数据符号位。

    3.同步脉冲负跳变触发数据信号有效(从OV到一1.SV)。

    4.输出数据的低四位在接收时一般舍去不计，第5至24位为有效数据。

    5.无论数显表功能如何变化，输出数据的输出方式、量值保持不变;若须与数显表公英制转换功能一致，应在接收后配合25.4公英制转换系数予以计算。数显表本身公英制转换功能仅仅是改变了显示值，并不影响数据输出。