布瑞特单圈绝对值旋转编码器串口数据读取

数据手册：http://briter.net/col.jsp?id=109 (2.1版本RS485说明书通信协议单圈.pdf)

绝对式编码器为布瑞特BRT38-ROM16384-RT1，采用RS485通信。

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该绝对式编码器共有5根线：红、黄、黑、绿、白
在这里插入图片描述

由于需要通过绝对是编码器采集数据，并通过串口上传至上位机。因此，需要使用RS485转USB模块进行转接。

1.2 MODBUS-RTU 帧格式

本编码器支持 MODBUS 的 0x03(读保持寄存器)、0x06(写单个寄存器)。

1.2.1 0x03 读保持寄存器

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1.2.2 0x06 写单个寄存器

在这里插入图片描述

1.3 寄存器定义

1.3.1 编码器寄存器

在这里插入图片描述

如上表可知，该编码器共有13个寄存器，每个寄存器对应着一种功能，可通过对这13个寄存器进行设置，实现特定的功能。

由1.2可知，寄存器有两种模式：读和写。支持功能码为0x03为读保持寄存器，支持功能码为0x06为写保持寄存器。

编码器通信设置：

1、读取编码器虚拟多圈值

Tx:01 03 00 00 00 02 (C4 0B)
Rx:01 03 04 00 01 76 3B (CC 40)

主站发送：

Tx寄存器字节	1（ADR）	2（读）	3（起始寄存器高字节）	4（起始寄存器低字节）	5（寄存器低字节）	6（寄存器低字节）	7（CRC高字节）	8（CRC低字节）
内容	01	03	00	00	00	02	C4	0B

寄存器的第3和4个字节构成寄存器的地址即0x0000

从站回送：

Rx寄存器字节	1（ADR）	2（读）	3（字节总数）	4、5（寄存器数据1）	6、7（寄存器数据2）	…	M-1、M（寄存器数据M）	M+1（CRC高字节）	M+2（CRC低字节）
内容	01	03	04	00 01	76 3B			CC	40

注:括号内为 CRC 校验位，编码器值返回数据是 00 01 76 3B (十进制：95803)

2、设置编码器波特率

Tx:01 06 00 05 00 02 (18 0A)
Rx:01 06 00 05 00 02 (18 0A)
注:括号内为 CRC 校验位，设置的波特率为 38400 (0x02)

主站发送：

Tx寄存器字节	1（ADR）	2（写）	3（寄存器高字节）	4（寄存器低字节）	5（寄存器数高字节）	6（寄存器数低字节）	7（CRC高字节）	8（CRC低字节）
内容	01	06	00	05	00	02	18	0A

寄存器的第3和4个字节构成寄存器的地址即0x0005，第5和6个字节构成要发送的数据为0x0002。

当从站接收正确，从站回送：

Rx寄存器字节	1（ADR）	2（读）	3（寄存器高字节）	4（寄存器低字节）	5（寄存器数高字节）	6（寄存器数低字节）	7（CRC高字节）	8（CRC低字节）
内容	01	06	00	05	00	02	18	0A

寄存器的第3和4个字节构成寄存器的地址即0x0005，第5和6个字节构成要发送的数据为0x0002。

3、设置编码器数据模式

Tx: 01 06 00 06 00 01 (A8 0B)
Rx: 01 06 00 06 00 01 (A8 0B)
注:括号内为 CRC 校验位，设置当前编码器数据模式为自动回传（默认查询）

4、设置编码器自动回传时间(毫秒)

Tx: 01 06 00 07 00 64 (39 E0)
Rx: 01 06 00 07 00 64 (39 E0)
注:括号内为 CRC 校验位，设定自动回传时间为 100 毫秒（HEX:0x0064）
千万注意：一旦设置自动回传时间小于 20 毫秒，编码器将无法再设置其他参数，谨慎使用！！

5、设置编码器零点

Tx:01 06 00 08 00 01 (C9 C8)
Rx:01 06 00 08 00 01 (C9 C8)
注:括号内为 CRC 校验位，设置当前编码器当前点为零点。

6、设置编码器数值递增方向

Tx:01 06 00 09 00 01 (98 08)
Rx:01 06 00 09 00 01 (98 08)
注:括号内为 CRC 校验位，设置当前编码器逆时针数值增加（默认顺时针）

7、设置编码器当前位置值

Tx 01 06 00 0B 03 E8 (F8 B6)
Rx: 01 06 00 0B 03 E8 (F8 B6)
注:括号内为 CRC 校验位，设置的位置为 1000 （HEX:0x3E8）

8、编码器转速计算：

编码器旋转速度 = 编码器角速度值 / 单圈精度 / 转速计算时间（单位：转/分钟）
例如：编码器角速度值回传为 1000，单圈精度为 32768，转速采样时间为
100ms(0.1/60min)
编码器旋转速度 = 1000/32768/(0.1/60) = 1000*0.0183 = 18.31 转/分钟

完整代码如下：

**串口设置：**串口号为COM15（根据实际情况设置）；波特率：115200；数据位：8；停止位：1；超时时间：None

#模式切换   转换成16进制
modecmd1 = bytes([0x01, 0x06, 0x00, 0x06, 0x00, 0x01, 0xA8, 0x0B])                 #自动回传
modecmd2 = bytes([0x01, 0x06, 0x00, 0x06, 0x00, 0x00, 0x69, 0xCB])                 #查询
modecmd3 = bytes([0x01, 0x03, 0x00, 0x00, 0x00, 0x02, 0xC4, 0x0B])                 #读取编码器虚拟多圈值
BUF_SIZE = 10
buf = bytearray([0x01, 0x03, 0x04, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00])
c = c1 = c2 = ib = flag = 0

def CRC16(data, length): # CRC校验函数代码：使用参考手册提供的代码。
    CRC = 0xFFFF
    for i in range(length):
        CRC ^= data[i]
        for _ in range(8):
            if CRC & 0x0001:
                CRC = (CRC >> 1) ^ 0xA001
            else:
                CRC >>= 1
    return CRC

if __name__ == '__main__':
    ser = serial.Serial(port="COM15",
                        baudrate=115200,
                        bytesize=8,
                        parity=serial.PARITY_NONE,
                        stopbits=1,
                        timeout=None)

    if ser.isOpen():
        print("Open Successfully ", end='')
        print(ser.name)
    else:
        print("Open Fail")

    # write_len = ser.write(modecmd1) #  写指令：切换模式，设置参数

    while True:
        R = ser.read(1) # 读取一个字节
        if R == b'': # 接收字符串为空
            print("Read Fail")
            ser.close()
            break
        c = int.from_bytes(R, byteorder='big') # 将十六进制转换为整数

        if flag > 0:
            if ib < BUF_SIZE - 1:
                buf[ib] = c
                ib += 1
            else:
                CRC = CRC16(buf, BUF_SIZE - 3) # 校验位，数据手册有提供
                if (CRC & 0xFF) == buf[7] and ((CRC >> 8) & 0xFF) == buf[8]:
                    A = (buf[5] << 8) + buf[6] # 将buf[5]左移8位后与buf[6]相加，结果赋值给A。
                    print(A)
                else:
                    print("CRC Fail")
                flag = 0
        if flag == 0:
            if c2 == 0x01 and c1 == 0x03 and c == 0x04: # 判断帧头，且帧头要连续，即为0x01、0x03、0x04
                flag = 1
                ib = 3
        c2 = c1
        c1 = c