ICS17.040.30 J42 备案号：44077--2014
中华人民共和国机械行业标准
JB/T11505—2013
位移编码器CPE-BuS总线双向串行通信协议规范
CPE-Bus of position encoders
--Protocol specification for bidirectional serial communication
2014-07-01实施
2013-12-31发布
中华人民共和国工业和信息化部发布 中华人民共和国
机械行业标准
位移编码器CPE-Bus总线双向串行通信协议规范
JB/T11505—2013
+
机械工业出版社出版发行北京市百万庄大街22号
邮政编码：100037
善
210mm×297mm·1印张·27千字 2014年9月第1版第1次印刷
:1n:
*
书号：15111·11258 网址：http：/www.cmpbook.com 编辑部电话：（010）88379778 直销中心电话：（010）88379693
封面无防伪标均为盗版
版权专有 侵权必究 JB/T11505-2013
目 次
前言引言范围.
III
1
2规范性引用文件 3术语和定义、缩略语
3.1术语和定义 3.2缩略语
4体系结构.. 5物理层.. 5.1概述. 5.2电气特性 5.3机械特性 6协议层. 6.1概述 6.2工作模式选择 6.3工作模式. 7可靠性和安全性，附录A（规范性附录）编码器参数附录B（规范性附录）工作流程图附录C（规范性附录）循环余校验图1CPE-Bus体系结构图，图2’曼彻斯特编码示意图. 图3CPE-Bus配置模式数据帧图4配置模式下，数据传输时序图图5CPE-Bus数据模式数据顿，图6数据模式下，数据传输时序图.. 图7 数据模式下，编码器位置值32位的数据传输时序图图8数据模式下，编码器位置值64位的数据传输时序图. 表A.1 编码器寄存器定义表A.2 编码器配置寄存器号OC定义表A.3 编码器配置寄存器号OD定义表A.4 编码器配置寄存器号OE定义表A.5 编码器状态寄存器号10定义表 C.1 CRC生成多项式形式.
1O
10 JB/T11505—2013
前 言
本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国量具量仪标准化技术委员会（SAC/TC132）归口。 本标准负责起草单位：珠海市怡信测量科技有限公司。 本标准参加起草单位：武汉华中数控股份有限公司、华中科技大学、广州数控设备有限公司、长春
禹衡光学有限公司、广州市诺信数字测控设备有限公司、长春光机数显技术有限责任公司、广东万濠精密仪器股份有限公司、贵阳新豪光电有限公司、廊坊开发区莱格光电仪器有限公司、无锡市科瑞特精机有限公司、中国计量科学研究院、国家机床质量监督检验中心。
本标准主要起草人：黄志良、宋宝、何英武、张玉洁、陆庆年、张松涛、梅恒、王忠杰、莫元劲、 潘伟华、李英志、巫孟良、刘广黔、许兴智、聂东君、张恒、张建国。
本标准为首次发布。
II JB/T115052013
引 言
为加快我国位移编码器的技术研发和产业化，提高我国位移编码器的竞争力，由国内若干编码器研发、制造及使用等单位根据位移编码器串行接口快速传输数据、高可靠性特点，联合研发、共同制定了统一的位移编码器CPE-Bus总线双向串行通信协议规范。
本标准是结合近年来科学技术发展及编码器的功能特点制定的。
I JB/T11505—2013
位移编码器CPE-BuS总线双向串行通信协议规范
1范围
本标准规定了位移编码器CPE-Bus总线（CommunicationProtocolofEncoderBus，编码器通信协议总线，以下简称CPE-Bus）的术语和定义、缩略语、体系结构、物理层、协议层、可靠性和安全性，还规定了位移编码器双向串行数据通信的协议规范。
本标准适用于位移编码器（包括直线位移编码器和角度位移编码器，以下简称编码器）的双向串行通信。
2规范性引用文件
下列文件对于本文中的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
TSB-89-ATIA/EIA-485-A应用指南（ApplicationguidelinesforTIA/EIA-485-A）
3术语和定义、缩略语
下列术语和定义、缩略语适用于本文件。 3.1术语和定义 3.1.1
协议protocol 对通信系统数据交换中的数据格式、时序关系和纠错方法的约定。
3.1.2
物理层physicallayer 处于ISO/OSI通信参考模型的最底层，是整个通信系统的基础。物理层为设备之间的数据通信提供
传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境，包括媒体（光纤、双绞线、同轴电缆等）、连接器（插头/插座）、接收器、发送器、中继器等。物理层为数据端设备提供传送数据的通路，保证数据能在其上以一定的速率正确通过。 3.1.3
点对点peer-to-peer 简称P2P，又称对等互联网络技术，用户可以直接连接到其他用户的计算机文件共享与交换。
3.1.4
半双工halfduplex 指两台相互通信的通信设备均具有双向收发数据的能力，但在某一时间内，设备不同时执行收、发
两种操作，数据在连接链路上只单方向传送。 3.2缩略语
CPE-Bus：编码器通信协议总线（communicationprotocolofencoderbus） JB/T11505—-2013
CRC：循环余码校验（cycleredundancycheck）注：CRC校验的基本思想是利用线性编码理论，在发送端根据要传送的k位二进制码序列，以一定的规则产生一个
校验用的监督码（即CRC码）r位，并附在信息后边，构成一个新的二进制码序列数共（k+r）位，最后发送出去。在接收端，则根据信息码和CRC码之间所遵循的规则进行检验，以确定传送中是否出错。
ISO：国际标准化组织（internationalorganizationforstandardization） LSB：最低有效位（least significantbit） MSB：最高有效位（mostsignificantbit）注：在二进制数中，MSB是最高加权位，与十进制数字中最左边的一位类似。通常MSB位于二进制数的最左侧，
LSB位于二进制数的最右侧。 OSI：开放系统互连（open system interconnection）
4.体系结构
CPE-Bus采用点对点传输方式，其体系结构如图1所示，主要包含两部分：编码器接口与后续电子设备接口。后续电子设备对编码器进行供电，通过RS-485（按TSB-89-A）接口进行半双工模式通信。
RS-485 TXI
RS-485
器博
广
Y
X2
D
9 工
屏蔽
RX RE1
V+
RE2
H
编码器
后续电子设备
图1CPE-Bus体系结构图
5物理层
5.1概述
CPE-BuS的物理层规范提供了编码器与后续电子设备之间的物理连接，同时规定了以下物理接口的各种特性：
电气特性：电源、硬件接口特性、数据编码与解码、传输时钟频率、最大传输距离等；机械特性：连接端子的设计要求。
5.2电气特性 5.2.1电源部分
编码器电源应满足接收器工作电压要求。 5.2.2硬件接口特性
硬件接口应符合RS-485的接口特性。 CPE-Bus电缆应至少包括四条导线和屏蔽线，四条导线分别为两条电源线和一对差分信号线。
5.2.3数据编码
在数据传输时，CPE-Bus采用曼彻斯特编码。在曼彻斯特编码中，如图2所示，每一位的中间有一
1 JB/T11505--2013
跳变，该跳变既作时钟信号，又作数据信号；从低到高跳变表示“0”，从高到低跳变表示“1”。
二进制一
时钟
编码后波形 ——
图2曼彻斯特编码示意图
5.2.4传输时钟频率
传输时钟频率如下： a）最大传输时钟频率为8MHz; b）编码器上电复位后，传输时钟频率为1MHz（默认值）。
5.2.5传输距离
最大传输距离为100m。 .5.3机械特性
为保证CPE-Bus传输的可靠性，对采用电信号互连的CPE-Bus连接端子的设计要求如下： a）CPE-Bus连接端子由端子插头及端子插座两部分组成，CPE-Bus连接端子插头及插座之间金属
触点应通过物理插接接触方式互连； b）CPE-Bus连接端子插座处应有标志。
6协议层
6.1概述
CPE-Bus采用双向同步串行传输数据，根据数据传输方向分为两种工作模式，即如下的配置模式和数据模式：
-配置模式：采用一问一答方式实现编码器与后续电子设备之间的参数配置或数据交换；数据模式：采用周期性方式由编码器向后续电子设备传输数据。
6.2工作模式选择
当编码器和后续电子设备上电复位后，处于配置模式，后续电子设备可通过配置编码器的工作模式配置参数见附录A，选择编码器的工作模式。由后续电子设备和编码器组成的系统初始化流程图见附录B。 6.3工作模式 6.3.1配置模式 6.3.1.1配置模式下数据顿定义
CPE-Bus配置模式由后续电子设备向编码器写入或读出编码器参数信息。 CPE-Bus配置模式数据顿如图3所示，其要求如下： a）起始位：起始位永远为0，以一位低电平信号表示开始传输标志；
3