SSI Encoders

同步串行接口 同步串行接口 （SSI） 是一种广泛使用的串行接口标准，适用于主设备（即控制器）和从设备（即传感器）之间的工业应用。时钟由主 （控制器） 驱动，数据线由从机 （传感器） 驱动。当非工作状态时， clock 和 data line 都为高电平。位置值从最高有效位 （MSB） 开始同步传输到控制系统的时钟信号。一旦 clock sequence 的 clock 信号第一次从高变为低（图 1 A），传感器数据就会被冻结（锁存）以防止它在传输中发生变化. 随着 clock 信号的后续上升沿 （图 1 B） 转换，传输从最高有效位 （MSB） 开始。对于 clock 信号的每个后续 rising edge transition，下一个 bit 在 data line 的 output 上设置。在最低有效位 （LSB） 移出后，时钟信号的最后一个上升沿转换（图 1 C）将数据线切换到低电平（传输端）。

暂停时间
在 clock的最后一个 Falling edge 之后， data line 在一段时间内保持低电平，称为 transfer timeout （在较早的出版物中也称为 monoflop time）。这是从站意识到数据传输完成所需的最短时间。在 tm 之后，数据线设置为 idle （图 1 D），slave 开始更新其数据。如果在该时间内收到 clock 信号 （data-output request），则将再次发送相同的数据（参见 multiple transmission）。最小暂停时间为 20 微秒，最大暂停时间不受限制。
图 1：SSI 传输

中断传输
通过停止向编码器发送时钟信号，可以随时中断传输。Pause Time 过后，数据值将更新，编码器已准备好发送数据。不需要进一步的 stop 命令，也不可能通过发送错误的命令等来破坏接口。

SSI 传输二进制数据表示
编码器制造商未对数据表示进行标准化。Binary Code 最常见的数据表示形式是左对齐数据。这意味着数据从 MSB 开始，MSB 是多圈编码器的最高位（图 2 顶部）或单圈编码器的最高位（图 2 底部）。
图 2：SSI 传输数据表示二进制代码
Mxx – 表示多圈编码器 25 位的 Revolution 数据
sxx – 表示 13 位单圈编码器的角度数据

格雷码数据表示
编码器数据有时用 Gray Code 表示。在此代码中，称为 “Tannenbaum - format” 的表示形式仍然很常见。在此表示形式中，前 12 位表示多圈数据（转数），后 13 位表示单圈数据。数据以 13 Clk 循环为中心，请在 （图 3） 中找到示例。
图 3：SSI 传输数据表示格雷码

多传输 / Ringshift
为了确保数据的完整性，可以多次传输相同的数据并比较接收到的值。此过程通常也称为多次传输或移环。实现 Multitransmission 的顺序是在接收到完整的数据字后继续发送 clock 信号（图 4 A）。在单个 “0” 字节之后，数据再次以 MSB 开头。multiple transmissions 的结束方式与单次 transmission 相同，只是停止发送 clock signals。请注意：并非所有编码器型号都支持多传输功能。
图 4：SSI 多重传输

物理学和电缆
物理传输是根据 EIA-422 （RS-422） 标准实现的，可确保组件的可用性，并确保即使在工业环境中也能可靠传输。好处是：
传输距离长达 1200 米（4000 英尺）
差分传输提高了抗噪能力
宽共模范围允许主设备和从设备之间的接地电位差

建议使用符合 RS422 标准的双绞线电缆。Maximum Baud rate （最特率） 取决于电缆长度，作为指导，可以使用以下值：

提示和提示
如何连接单圈分辨率超过 13 位的编码器？
控制器通常限制为 13 位单圈分辨率。如果想连接具有更高单圈分辨率（即 16 位）的编码器，可以尝试在 25 位多圈模式下使用控制器，并使用控制器的缩放功能。