图5为编码器硬件原理图，U1(HEDS9701)采集A、B信号，PH-U、PH-V、PH-W三只光电开关检测产生U、V、W信号，它们与码盘一起装在电机内，检测电机转速、判断转子位置,并将采集信号送给DSP。图6为我们系统实际所用编码器安装在电机上的位置，中间电机转轴旋转，带动编码器旋转，从而输出编码开关信号给DSP处理。DSP(TMS320F2406)内部带有正交编码模块(quadrature decoder)，从编码器输出的正交信号输入DSP的PHASEA脚和PHASEB脚，内部的正交编码模块将信号进行四倍频，再由位置计数器计数从而可以确定转子的速度和位置。如果PHASEA信号的相位领先于PHASEB信号，那么运动方向为正向，落后则为负向。
PHASEA和PHASEB的输入信号首先必须通过一个干扰信号滤波器，该滤波器可以数字延时，可以滤除毛刺，保证只有真正的信号才进行计数。同时对于只用单个信号的控制，均可配置为单个的脉冲计数。
对于一个高速转轴编码器，转轴速度可以通过计算每单位时间内位置计数器的变化值来得到。对于电机低速时，由于输入PHASEA和PHASEB与通用定时器相连均可作为输入捕捉引脚，可以利用定时器测量正交相位之间的时间周期来得到高分辨率的速度测量。定时器模块利用一个16位的计数器，通过对总线时钟的分频来计数，40MHZ的总线时钟频率最大可以得到102ms的计数周期。对于一个1000齿的编码器来说，通过利用定时器测量速度可以精确测量到0.15转每分。.
图6编码器
4．机头同步定位器的设计
编码器是装在电机里，而机头同步定位器则是装在机头里，它们均属于传感器的范畴。
微机控制缝纫机的一个重要指标是停机位置的准确度，这里包括上针位和下针位的停机，所以，缝纫机在这两个位置必须各给出一个信号，DSP才可以通过检测这两个信号来控制电机停止，这是机头同步定位器的主要作用。另外电机运转通过皮带与机头连接传动，皮带可能存在打滑现象，只有结合电机编码器信号与机头同步信号，才能准确判断系统状态，从而保证系统运转在最佳状态。
上下针位信号的产生主要是依靠安装在机头上的两块极性相反的磁铁(跟着电机旋转)，对两个相反安装的开关型霍尔传感器(固定)作用，即每块磁铁仅对应一个传感器起作用。当机头旋转到上针位或下针位位置上时，相应的开关霍尔传感器因为磁场到达其跳变的阈值，而产生输出跳变，也就是需要的开关信号，即机头同步信号。在系统设计时我们选用的是Allegro公司的U3144，运用方便，性能稳定。
在整个系统设计中我们强调了可靠性设计，对系统中的敏感信号我们都加强了保护，以符合电磁兼容的要求。在程序设计中强调了指令的精简及信号的多次确认，以提高运算结果的快速性与准确性。在系统设计中我们还引入了多种保护措施，如过流、过压、过载、堵转等状态下，系统都将立即进入保护状态，以保证系统稳定可靠。
在系统设计中我们也强调了可维修性设计，如装拆方便、功能板更换方便，并设置了许多错误代码，以保证当系统发生故障时，就能根据错误代码快速判断故障位置及原因，节约维修时间。
结语
目前该缝纫机控制系统已开发成功，并进行了小批量生产。从实际使用效果看，该控制技术实现了缝纫机针位控制的快速性与准确性，保证了高低速运行的平稳性，同时使缝纫机具备了自动剪线、自动拨线、自动前后加固的功能。基于DSP的磁场定向控制技术是运用于缝纫机电气控制系统的突破口，它的成功开发，其意义不仅在于可以在工业缝纫机电控系统中获得较高的性能，另外可将该技术演化到其它种类的缝制纺织设备中去，以实现针位控制的快速性与准确性。
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