УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ МОТОРОМ Российский патент 2020 года по МПК G05B19/40 H02P8/00 

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к цифровым устройствам управления шаговыми моторами.

Известно устройство управления шаговым мотором SU №1684779, содержащее четыре мажоритарных элемента и в каждом из трех каналов - элемент «НЕ», восемь элементов «И», три элемента задержки, блок формирования шагов, мажоритарный элемент, триггер и элемент «ИЛИ».

В этом устройстве обеспечивается возможность подсинхронизации «сбившегося» канала при одиночных сбоях. Однако эта процедура осуществляется только при запитке первой и второй обмоток шагового мотора.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению, является устройство для управления шаговым мотором SU №1746362, содержащее четыре мажоритарных элемента и в каждом их трех каналов элемент «НЕ», два элемента «И», элемент задержки, элемент «ИЛИ» и блок формирования шагов, включающий в себя двенадцать элементов «И», шесть элементов «ИЛИ» и четыре триггера.

Это устройство обладает большей помехозащищенностью, так как подсинхронизация «сбившегося» канала осуществляется после каждого шага. Однако она также невелика, так как время между шагами может быть достаточно большим. Кроме того, для подсинхронизации используются выходные мажоритарные элементы, которые должны быть выполнены на той же элементной базе, что и остальные узлы устройства, то есть на логических элементах, источник питания которых, гальванически развязан от источника питания шагового мотора. То есть для сопряжения с шаговым мотором дополнительно требуется устройство гальванической развязки и усилитель, обеспечивающий коммутацию токов в обмотках. Отсутствие гальванической развязки и усилителя приводят к снижению надежности устройства.

Кроме того, в прототипе нет защиты от одновременного сбоя в двух или трех каналах. Наличие в прототипе синхронизации "сбившегося" канала, не позволяет использовать режим поканального обмена для проверки сопряжения с шаговым мотором в составе системы управления, когда поочередно в два канала задается определенное количество шагов, а в третий ноль. Но так как канал с количеством шагов ноль восстанавливает свое состояние относительно состояния двух других, проверка сопряжения с шаговым мотором невозможна без отключения питания в соответствующем канале.

Задачей настоящего изобретения является повышение помехозащищенности и надежности за счет восстановления состояния схемы как при сбое в одном канале, так и в нескольких каналах, с возможностью проведения поканальных проверок в составе системы.

Задача достигается тем, что в устройство управления шаговым мотором, содержащее четыре мажоритарных элемента и три канала, в каждом из которых: два элемента «И», элемент «ИЛИ», элемент «НЕ», блок формирования шагов, введены в каждый канал: устройство гальванической развязки, а в блок формирования шагов включены два мажоритарных элемента, мультиплексор, два триггера, шесть элементов «И-НЕ», при этом обеспечены соответствующие связи между элементами и узлами схемы.

На Фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на Фиг. 2 - функциональная схема блока формирования шагов, где:

1-4 обозначены соответственно первый - четвертый мажоритарные элементы,

5 - элемент «НЕ»,

6, 7 - первый и второй элементы «И»,

8 - первый элемент «ИЛИ»,

9 - блок формирования шагов (БФШ),

10 - устройство гальванической развязки,

11-23 - первый-тринадцатый входы каналов устройства,

24-27 - первый-четвертый выходы устройства,

28, 29 - пятый и шестой выходы канала,

30-45 - первый-шестнадцатый входы блока 9,

46-53 - первый-восьмой выходы блока 9,

54-65 - третий-четырнадцатый элементы «И»,

66-71 - второй-седьмой элементы «ИЛИ»,

72-77 - первый-шестой триггеры,

78, 79 - пятый и шестой мажоритарные элементы,

80 - мультиплексор,

81-86 - первый-шестой элементы «И-НЕ»,

87-176 - входы и выходы элементов, входящих в устройство.

Устройство управления шаговым мотором, содержит следующие элементы и связи: первый-четвертый мажоритарные элементы 1-4, выходы которых подключены соответственно к первому 24 - четвертому 27 выходам устройства. В каждом из трех каналов содержатся первый 6 и второй 7 элементы «И», первый элемент 8 «ИЛИ», и элемент 5 «НЕ», а также БФШ 9. При этом первый 11 (знаковый) вход канала связан с первым 87 входом первого 6 элемента «И» и через элемент 5 «НЕ» - с первым входом 88 второго 7 элемента «И», второй вход 89 которого соединен со вторым входом 90 первого 6 элемента «И» и вторым 12 (шаговым) входом канала. Третий 13 (начального сброса) и четвертый 14 (обнуления) входы канала подключены соответственно к первому 91 и второму 92 входам первого элемента 8 «ИЛИ». Первый 30 - третий 32 входы блока 9 соединены соответственно с выходами первого 6, второго 7 элементов «И», и первого элемента 8 «ИЛИ». В каждом БФШ 9 первый его вход 30 подключен к первым входам 93-96 соответственно, третьего 54, пятого 56, седьмого 58 и девятого 60 элементов «И», второй вход 31 - к первым входам 97-100 соответственно, четвертого 55, шестого 57, восьмого 59 и десятого 61 элементов «И». Выходы третьего 54, пятого 56, седьмого 58 и девятого 60 элементов «И» в каждом канале подключены к первым входам 101-104 соответственно, второго 66 - пятого 69 элементов «ИЛИ», выходы четвертого 55, шестого 57, восьмого 59, десятого 61 элементов «И» - соответственно ко вторым входам 105-108 соответственно, второго 66 - пятого 69 элементов «ИЛИ». Выходы второго 66 и четвертого 68 элементов «ИЛИ» связаны с первыми входами 109, 110 соответственно, шестого 70 и седьмого 71 элементов «ИЛИ», вторые входы 111, 112 шестого 70 и седьмого 71 элементов «ИЛИ» соединены с третьим 32, входом блока 9. Выходы третьего 67 и пятого 69 элементов «ИЛИ» в каждом канале связаны соответственно с S входом первого 72 и второго 73 триггера, выходы шестого 70 и седьмого 71 элементов «ИЛИ» - соответственно с R входом первого 72 и второго 73 триггера, прямые выходы которых подключены соответственно к первым 113 входам одиннадцатого 62 и 114 тринадцатого 64 элементов «И», а инверсные выходы - соответственно к первому 115 входу двенадцатого 63 и 116 четырнадцатого 65 элементов «И». Вторые входы 117-120 одиннадцатого 62 - четырнадцатого 65 элементов «И» связаны между собой и с четвертым 33 (первым тактовым) входом блока 9. Выходы одиннадцатого 62 и тринадцатого 64 элементов «И» соединены соответственно с R входом третьего 74 и четвертого 75 триггеров. Выходы двенадцатого 63 и четырнадцатого 65 элементов «И» - соответственно с S входом третьего 74 и четвертого 75 триггеров. Прямой выход третьего 74 триггера подключен ко второму входу 121 восьмого 59 и 122 девятого 60 элементов «И». Инверсный выход третьего триггера 74 связан со вторым входом 123 седьмого 58 и 124 десятого 61 элементов «И», прямой выход четвертого 75 триггера - с вторым 125 входом третьего 54 и 126 шестого 57 элементов «И». Инверсный выход четвертого 75 триггера подключен ко второму 127 входу четвертого 55 и 128 пятого 56 элементов «И». В каждом канале устройства пятый 15 - тринадцатый 23 его входы подключены соответственно к четвертому 33, пятому 34, десятому 39 - шестнадцатому 45 входам блока 9, первый 46 - четвертый 49 выходы которого связаны соответственно с первым 129 - четвертым 132 входами устройства 10 гальванической развязки. Первые входы 133-136 первого 1 - четвертого 4 мажоритарных элементов соединены соответственно с первым 137 - четвертым 140 выходами устройства 10 гальванической развязки первого канала, вторые входы 141-144 первого 1 - четвертого 4 мажоритарных элементов - соответственно к первым 137 - четвертым 140 выходам устройства 10 второго канала, третьи входы 145-148 первого 1 - четвертого 4 мажоритарных элементов - к первым 137 - четвертым 140 выходам устройства 10 третьего канала. Блоки 9 трех каналов соединены между собой следующим образом: пятый 50 выход первого канала - с седьмым 36 входом второго и шестым 35 входом третьего канала, шестой 51 выход первого канала - с девятым 38 входом второго канала и восьмым 37 входом третьего канала, пятый 50 выход второго канала - с шестым 35 входом первого канала и седьмым 36 входом третьего канала, шестой 51 выход второго канала - с восьмым 37 входом первого канала и девятым 38 входом третьего канала, пятый 50 выход третьего канала - с седьмым 36 входом первого канала и шестым 35 входом второго канала, шестой 51 выход третьего канала с девятым 38 входом первого канала и восьмым 37 входом второго канала. В каждом канале седьмой 52 и восьмой 53 выходы блока 9 подключены соответственно к пятому 28 и шестому 29 выходам устройства, а в каждом блоке 9 четвертый 33 вход связан с входом 149 первого разряда первой группы входов мультиплексора 80, входы второго 150 и третьего 151 разрядов этой группы - соответственно с выходами пятого 78 и шестого 79 мажоритарных элементов, входы первого 152 - третьего 154 разряда второй группы входов мультиплексора 80 - с соответственно пятым 34, одиннадцатым 40, двенадцатым 41 входами блока 9. Выход 155 первого разряда мультиплексора 80 - с С-входами первого 72 и второго 73 триггера, выходы второго 156 и третьего 157 разряда мультиплексора 80 - с соответственно с Д-входами первого 72 и второго 73 триггеров. Вход управления (S) мультиплексора 80 - с десятым 39 входом блока 9, пятый 50 выход которого связан с первым 170 входом первого 81 элемента «И-НЕ», обратным выходом первого 72 триггера и первым 159 входом пятого 78 мажоритарного элемента. Шестой 51 выход блока 9 - с первым 160 входом шестого 79 мажоритарного элемента, обратным выходом второго 73 триггера и первым 171 входом четвертого 84 элемента «И-НЕ». Шестой 35 - девятый 38 входы блока 9 - подключены соответственно ко второму 162 и третьему 163 входу пятого 78 мажоритарного элемента, второму 164 и третьему 165 входу шестого 79 мажоритарного элемента. Прямые выходы третьего 74 и четвертого 75 триггеров - соответственно к первому 166 входу пятого 85 и 167 шестого 86 элементов «И-НЕ», вторые входы 168, 169 которых объединены между собой и с четырнадцатым 43 входом блока 9. Тринадцатый 42 вход блока 9 связан с S-входом пятого 76 триггера, соединенного своим R-входом с третьим 32 входом блока 9 и S-входом шестого 77 триггера. Прямые выходы первого 72 и второго 73 триггеров подключены соответственно к первым 158 входам второго 82 и 161 третьего элементов 83 «И-НЕ». Вторые входы 172-175 первого 81 - четвертого 84 элементов «И-НЕ» объединены между собой и с обратным выходом шестого 77 триггера. Третьи входы 176-179 первого 81 - четвертого 84 элементов соединены между собой и с прямым выходом пятого 76 триггера. Выходы первого 81 - четвертого 84 элементов «И-НЕ» связаны соответственно с первым 46, третьим 48, четвертым 49 и вторым 47 выходами блока 9. Седьмой 52 и восьмой 53 выходы блока соединены соответственно с выходами пятого 85 и шестого 86 элементов «И-НЕ». Пятнадцатый 44 вход блока 9 - с С-входом шестого 77 триггера, а шестнадцатый 45 вход блока 9 соединен с D-входом шестого 77 триггера.

Данное устройство управления шаговым мотором является частью преобразователя код - количество импульсов для управления шаговым мотором, входящего в состав управляющего цифрового вычислительного комплекса (ЦВК).

Устройство работает следующим образом: из контроллера в преобразователь по кодовым шинам данных поступают коды, определяющие направление движения (знак) и количество шагов. На устройство из преобразователя непрерывно на входы 15 и 16 поступают две тактовые последовательности сигналов с частотой 500 кГц (Т1 и Т3). На входы 13 и 14 поступают команды «Начальный сброс», формируемая после включения питания, и «Обнуление», формируемая программно, которые используются для приведения схемы в исходное состояние. На входы 17, 20, 21, 22 из преобразователя поступают дешифрированные команды «Запись состояния», «Запись», «Опрос», «Блокировка».

Кроме того, устройство связано с контроллером кодовой шиной данных, входами 18, 19 и 23 для приема кода задания выходных сигналов, а выходами 28, 29 для передачи в ЦВК информации о состоянии блока 9.

С помощью соответствующего подключения обменных выходов синхронизации 50, 51 блока 9, к обменным входам 35-38 блоков 9 других каналов обеспечивается синхронизация работы трех каналов.

Все сигналы, поступают на одноименные входы резервированного набора устройства синхронно и синфазно.

Временная диаграмма работы устройства приведена на Фиг. 3

На Фиг. 4 приведена схема сопряжения одного из выходов (46-49) блока 9 с одной из обмоток шагового мотора (R).

Устройство 10 гальванической развязки может быть выполнено, например, на оптотранзисторной паре.

Мажоритарный элемент 1, 2, 3, 4 может быть выполнен по схеме, приведенной на Фиг 4, на 6 транзисторах и 12 резисторах.

После подачи сигнала на вход 13 все триггеры блока 9 устанавливаются в состояние готовности к запитке первой и второй обмотки, однако так как триггер 76 обнулен, на входах элементов 81-84 устанавливается высокий потенциал, что приводит к закрытию выходных транзисторов устройств 10 гальванической развязки и соответственно закрытию транзисторов T1-Т6 мажоритарных элементов 1-4. Тока в цепи обмоток нет. Обмотки шагового мотора (ШМ) обесточены.

По поступлению через вход 20 устройства на вход 42 блока 9 сигнала «Запись» триггер 76 устанавливается в единицу, а на выходах 46 и 47 блока 9 устанавливается нулевой потенциал, обеспечивающий прохождение тока через входной диод оптопары. При этом ее выходной транзистор открывается. Если открылись выходные транзисторы хотя бы двух каналов, то ток от источника U2 протекает через последовательно соединенные транзисторы первого и второго или второго и третьего или третьего и первого каналов мажоритарного элемента, в обмотку шагового мотора (R) к его минусовой клемме.

При нулевом сигнале на входе И, поступающие на вход 12 импульсы Шаг проходят через элемент «И» 7, формируется импульсом «+Шаг» на входе 31 блока 9, а при единичном сигнале на входе 11, на входе элемента «И» 6 формируется импульсы «- Шаг» на входе 30 блока 9.

При прямом направлении вращения на выходах 46-49 формируется следующая последовательность запитки обмоток: 1-2, 2-3, 3-4, 4-1, 1-2, при обратном - 1-2, 1-4, 4-3, 3-2, 1-2.

В составе блока 9 триггер 72 управляет первой и третьей обмотками, триггер 73 - второй и четвертой.

Триггеры 74 и 75 являются повторителями соответственно триггеров 72 и 74, обеспечивающими подготовку схемы к приему следующего импульса на входах 30 или 31.

Так как импульсы шага совпадают с тактом Т3, то после каждого изменения состояния триггеров 72 или 73, последующему такту Т1 происходит изменение триггеров 74 и 75.

После установки триггеров 72 и 73 в ноль, следующий за этим сигнал Т1 (через вход 15 устройства) со входа 33 блока 9 проходит через элементы 62 и 64, устанавливая в единицу триггеры 74 и 75.

Высокий уровень прямых выходов триггеров 74 и 75 разрешает прохождение первого импульса со входа 31 («+Шаг») соответственно через элементы «И» 57, 59.

С выхода элемента «И» 57 сигнал через элемент «ИЛИ» 67 поступает на S-вход триггера 72, устанавливая его в единицу.

С выхода элемента «И» 59 сигнал проходит через элементы «ИЛИ» 68 и 71 и поступает на R-вход триггера 73, подтверждая его обнуленное состояние.

Сигналы с выходов триггеров 72 и 73 поступают на входы элементов «И-НЕ» 81-84, так как на другие входы этих элементов поступают единичные сигналы с выходов триггеров 76 и 77, то на выходе 46 появляется высокий уровень, а на выходе 48 - низкий. То есть третья обмотка ШМ запитывается, а первая обесточивается.

Следующий после этого импульс Т1 проходит через элементы 62 и 65, устанавливая в ноль триггер 74 и подтверждая единичные состояния тригера 75.

Второй импульс со входа 31 проходит через элементы «И» 57 и «ИЛИ» 67 подтверждая единичное состояние триггера 72, а также через элементы «И» 61 и элемент «ИЛИ» 69 устанавливая в единицу триггер 73, при этом запитывается четвертая обмотка, а вторая - обесточивается.

Следующий импульс Т1 проходит через элементы «И» 62 и 64, подтверждая обнуленные состояния триггера 74 и обнуляя триггер 75. Третий импульс со входа 31 проходит через элементы «И» 55 и 61, проходит через элементы «ИЛИ» 66 и 70, элемент «ИЛИ» 69, обнуляя триггер 72 и подтверждая единичное состояние триггера 73. При этом запитывается первая обмотка, а третья - обесточивается.

Следующий за этим импульс Т1 проходит через элементы «И» 63 и 64, устанавливая в единицу триггер 74 и подтверждая обнуление триггера 75. Четвертый импульс с входа 31 проходит через элементы «И» 55 и 59, затем проходит через элементы «ИЛИ» 66 и 70, 68 и 71, подтверждая обнуленное состояние триггера 72 и обнуляя триггер 73.

Следующий за этим импульс Т1 проходит через элементы «И» 63 и 65, подтверждая единичное состояние триггера 74 и устанавливая в единицу триггер 75.

Первый импульс со входа 30 («-Шаг») проходит через элементы «И» 54 и 60, элементы «ИЛИ» 66, 70, 69, устанавливая в единицу триггер 73 и подтверждая обнуление триггера 72 при этом запитывается четвертая обмотка, а вторая обесточивается.

Следующий за ним импульс Т1 проходит через элементы «И» 63, 64, подтверждая единичное состояние триггера 74 и обнуляя триггер 75.

Второй импульс со входа 30 проходит через элементы «И» 56 и 60, затем через элементы «ИЛИ» 67 и 69, устанавливает в единицу триггер 72 и подтверждает единичное состояние триггера 73. При этом запитывается третья обмотка, а первая - обесточивается.

Следующий за ним импульс Т1 проходит через элементы «И» 62 и 64, обнуляя триггер 74 и подтверждая обнуленное состояние триггера 75.

Третий импульс со входа 30 проходит через элементы «И» 56 и 58, элементы «ИЛИ» 67, 68, 71, обнуляя триггер 73 и подтверждая единичное состояние триггера 72, при этом запитывается вторая обмотка, а четвертая - обесточивается.

Следующий за ним импульс Т1 проходит через элементы «И» 62 и 65, подтверждая единичное состояние триггера 74 и устанавливая в единицу триггер 75.

Четвертый импульс со входа 30 проходит через элементы «И» 54 и 58, через элементы 66, 70, 68, 71, обнуляя триггер 72 и подтверждая обнуление состояния триггера 73, при этом запитывается первая обмотка, а третья - обесточивается.

Следующий за ним импульс Т1 проходит через элементы «И» 63 и 65, устанавливает в единицу триггер 74 и подтверждает единичное состояние триггера 75.

Мажоритарные элементы 78 и 79 формируют на своих выходах сигналы, значение которых определяется состоянием двух или трех соответственно триггеров 72 и 73.

На Фиг. 5 приведена временная диаграмма работы устройства при сбоях в первом канале.

На вход S управления мультиплексором 80 со входа 39 поступает нулевой сигнал, подключающий его сигналы со входов 149, 150, 151 к выходам 155, 156, 157. При этом сигнал Т1 со входа 33 поступает на входы С триггеров 72 и 73, с выхода мажоритарных элементов 78 и 79 - на входы D соответственно триггеров 72 и 73.

Как только состояние триггера 72 (73) в данном канале отличается от двух других по ближайшему импульсу Т1, следующему с частотой 500 кГц, сигналы с выходов мажоритарного элементов 78 или 79 в течение 2 мкс «подправляет» сбившийся канал.

Элементы «И-НЕ» 85, 86 введены в состав устройства для обеспечения его тестового контроля после включения питания и проведения оперативного контроля в процессе работы.

По приходу из контроллера сигнала «Опрос», на вход 43 блока 9 через выходы 52 и 53 по кодовой шине данных передается в контроллер состояние блока 9. Причем, если в момент действия сигнала «Опрос» на выходе 52 (53) низкий уровень, это означает, что первая (вторая) обмотка запитана, а третья (четвертая) - обесточена.

Если высокий - то первая (вторая) - обесточена, а третья (четвертая) - запитана.

Как видно из приведенного выше текста, данная схема защищена от одиночных сбоев, однако помехозащищеннось ее выше чем у прототипа, так как подсинхронизация (восстановление) сбившегося канала осуществляется каждые две микросекунды, а не один раз после шага, период которого как правило составляет миллисекунды.

Кроме того, в составе управляющего ЦВК данное устройство способно парировать одиночный сбой в двух или трех каналах. Это обеспечивается использованием описанной выше команды «Опрос», позволяющей определить состояние выходов управления ШМ, а также введением команды «Запись состояния», позволяющей установить триггеры 72 и 73 в нужное состояние.

Возможный алгоритм восстановления следующий: перед заданием по команде «Запись» нового управляющего воздействия (направления движения и количества шагов) ЦВК опрашивает устройство и запоминает состояние его выходов. Затем выдается команда «Запись» и программа ЦВК зная частоту на которой работает ШМ определяет состояние выходов устройства на момент окончания движения. По окончанию движения производится «Опрос» и сравнение фактического состояния выходов с программным. Если они не совпадают, через вход 17 устройства, через вход 39 блока 9 на S-вход мультиплексора 80 подается команда «Запись состояния» высоким уровнем, в сопровождении двухразрядного кода на выходах 40, 41 блока 9 (через входы 18, 19 устройства). Высокий уровень по входу S мультиплексора 80, подключает к его выходам 155, 156, 157 вторую группу входов 152-154 соответственно такт Т3 со входа 34, разряд К кодовой шине данных со входа 40 и разряд К+1 со входа 41.

Заданная по шинам К и К+1 информация записывается в триггеры 72 и 73, восстанавливая их состояние, которое ожидалось при окончании отработки. Пример временной диаграммы работы устройства при сбое в трех каналах приведен на Фиг. 6.

В мажоритарно-резервированном управляющем ЦВК для проверки мажоритарных элементов в составе используются команды поканального вывода информации, позволяющие выдавать одноименные абоненты резервированного набора разную информацию.

Для проверки мажоритарных элементов устройства достаточно задать в два канала (например, в первый или второй) 4 шага, а в третий ноль шагов. При этом устройство обеспечивает четыре шага шагового мотора. Одако проверяются только мажоритарные элементы 78 и 79, а элементы 1-4 не проверяются, так как на их входы всех каналов поступают одинаковые сигналы. Проверка их возможна только поочередным отключением питания, требующим дополнительного коммутационного оборудования, снижающего надежность устройства.

Для решения задачи проверки выходных мажоритарных элементов 1-4 в состав устройства введен триггер 77. При выдаче команды «Блокировка» на вход 44 блока 9 через вход 23 устройства одновременно поступает информация по кодовой шине данных, стробируемая командой «Блокировка». В случае записи нулевой информации нулевой потенциал с выхода триггера 175 обеспечивает высокий уровень на выходах 44-47 блока 9, что соответствует обесточиванию обмоток. При выдаче команды «Блокировка» поканально обеспечивается возможность установить триггера 175 двух каналов в единицу, третьего - в ноль. После этого осуществляется отработка заданного числа шагов. Это позволяет, повторяя процедуру с поочередной блокировкой выходов в разных каналах проверить мажоритарные элементы 1-4.

Техническим результатом изобретения является повышение помехозащищенности и надежности за счет восстановления состояния схемы как при сбое в одном канале, так и в нескольких каналах, с возможностью проведения поканальных проверок в составе системы.

Таким образом, заявлено устройство управления шаговым мотором, содержащее с первого по четвертый мажоритарные элементы, выходы которых подключены соответственно к первому-четвертому выходам устройства, а в каждом из трех каналов - первый и второй элементы «И», первый элемент «ИЛИ», и элемент «НЕ», а также блок формирования шагов, при этом первый (знаковый) вход канала связан с первым входом первого элемента «И» и через элемент «НЕ» - с первым входом второго элемента «И», второй вход которого соединен со вторым входом первого элемента «И» и вторым (шаговым) входом канала, третий (начального сброса) и четвертый (обнуления) входы канала подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента «ИЛИ», первый-третий входы блока формирования шагов соединены соответственно с выходами первого, второго элементов «И», и первого элемента «ИЛИ», в каждом блоке формирования шагов первый его вход подключен к первому входу третьего, пятого, седьмого и девятого элементов «И», второй вход - к первым входам четвертого, шестого, восьмого и десятого элементов «И», выходы третьего, пятого, седьмого и девятого элементов «И» подключены соответственно к первому входу второго-пятого элементов «ИЛИ», выходы четвертого, шестого, восьмого, девятого элементов «И» - соответственно ко второму входу второго-пятого элементов «ИЛИ», выходы второго и четвертого элементов «ИЛИ» - соответственно к первому входу шестого и седьмого элементов «ИЛИ», вторые входы шестого и седьмого элементов «ИЛИ» соединены с третьим входом блока формирования шагов, выходы третьего и пятого элемента «ИЛИ» связаны соответственно с S входом первого и второго триггера, выходы шестого и седьмого элементов «ИЛИ» - соответственно с R входом первого и второго триггеров, прямые выходы которых подключены соответственно к первому входу одиннадцатого и тринадцатого элементов «И», а инверсные выходы - соответственно к первому входу двенадцатого и четырнадцатого элементов «И», вторые входы одиннадцатого четырнадцатого элементов «И» связаны между собой и с четвертым (первым тактовым) входом блока формирования шагов, выходы одиннадцатого и тринадцатого элементов «И» соединены соответственно с R входом третьего и четвертого триггеров, выходы двенадцатого и четырнадцатого элементов «И» - соответственно с S входом третьего и четвертого триггеров, прямой выход третьего триггера подключен ко второму входу восьмого и девятого элементов «И», инверсный выход третьего триггера - ко второму входу седьмого и десятого элементов «И», прямой выход четвертого триггера - ко второму входу третьего и шестого элементов «И», а инверсный выход четвертого триггера - ко второму входу четвертого и пятого элементов «И», отличающиеся тем, что в каждом канале введены пятый-тринадцатый входы и пятый-шестой выходы, устройство гальванической развязки, в блок формирования шагов введены пятый и шестой триггеры, мультиплексор, пятый и шестой мажоритарные элементы, первый-шестой элементы «И-НЕ», при этом в каждом канале устройства пятый-тринадцатый его входы подключены соответственно к четвертому, пятому, десятому шестнадцатому входам блока формирования шагов, первый-четвертый выходы которого связаны соответственно с первым-четвертым входами устройства гальванической развязки, первые входы первого-четвертого мажоритарных элементов соединены соответственно с первым-четвертым выходами устройства гальванической развязки первого канала, вторые входы первого-четвертого мажоритарных элементов- соответственно к первым-четвертым выходам устройства гальванической развязки второго канала, третьи входы первого-четвертого мажоритарных элементов - к первым-четвертым выходам устройства гальванической развязки третьего канала, блоки формирования шагов трех каналов соединены между собой следующим образом: пятый выход первого канала - с седьмым входом второго и шестым входом третьего канала, шестой выход первого канала - с девятым входом второго канала и восьмым входом третьего канала, пятый выход второго канала - с шестым входом первого канала и седьмым входом третьего канала, шестой выход второго канала - с восьмым входом первого канала и девятым входом третьего канала, пятый выход третьего канала - с седьмым входом первого канала и шестым входом второго канала, шестой выход третьего канала с девятым входом первого канала и восьмым входом второго канала, в каждом канале седьмой и восьмой выходы блока формирования шагов подключены соответственно к пятому и шестому выходам канала, а в каждом блоке формирования шагов четвертый вход связан с входом первого разряда первой группы входов мультиплексора, входы второго и третьего разрядов этой группы - соответственно с выходами пятого и шестого мажоритарных элементов, входы первого-третьего разряда второй группы входов мультиплексора - с соответственно пятым, одиннадцатым, двенадцатым входами блока формирования шагов, выход первого разряда мультиплексора - с С-входами первого и второго триггера, выходы второго и третьего разряда мультиплексора - с соответственно с Д-входами первого и второго триггеров, вход управления мультиплексора - с десятым входом блока формирования шагов, пятый выход которого связан с первым входом первого элемента «И-НЕ», обратным выходом первого триггера и первым входом пятого мажоритарного элемента, шестой выход блока формирования шагов - с первым входом шестого мажоритарного элемента, обратным выходом второго триггера и первым входом четвертого элемента «И-НЕ», шестой-девятый входы блока формирования шагов - подключены соответственно ко второму и третьему входу пятого мажоритарного элемента, второму и третьему входу шестого мажоритарного элемента, прямые выходы третьего и четвертого триггеров - соответственно к первому входу пятого и шестого элементов «И-НЕ», вторые входы которых объединены между собой и с четырнадцатым входом блока формирования шагов, тринадцатый вход которого связан с S-входом пятого триггера, соединенного своим R-входом с третьим входом блока формирования шагов и S-входом шестого триггера, прямые выходы первого и второго триггеров подключены соответственно к первым входам второго и третьего элементов «И-НЕ», вторые входы первого-четвертого элементов «И-НЕ» объединены между собой и с обратным выходом шестого триггера, а третьи входы этих элементов соединены между собой и с прямым выходом пятого триггера, выходы первого-шестого элементов «И-НЕ» - являются соответственно первым, третьим, четвертым, вторым, седьмым и восьмым выходами блока формирования шагов, а его пятнадцатый и шестнадцатый входы соединены соответственно с С и D входами шестого триггера.

Устройство управления шаговым мотором содержит четыре мажоритарных элемента и три канала, в каждом из которых два элемента «И», элемент «ИЛИ», элемент «НЕ», блок формирования шагов. В каждый канал введено устройство гальванической развязки, а в блок формирования шагов включены два мажоритарных элемента, мультиплексор, два триггера, шесть элементов «И-НЕ», при этом обеспечены соответствующие связи между элементами и узлами схемы. Технический результат - повышение помехозащищенности и надежности, возможность проведения поканальных проверок в составе системы. 6 ил.

Устройство управления шаговым мотором, содержащее с первого по четвертый мажоритарные элементы, выходы которых подключены соответственно к первому-четвертому выходам устройства, а в каждом из трех каналов - первый и второй элементы «И», первый элемент «ИЛИ» и элемент «НЕ», а также блок формирования шагов, при этом первый (знаковый) вход канала связан с первым входом первого элемента «И» и через элемент «НЕ» с первым входом второго элемента «И», второй вход которого соединен со вторым входом первого элемента «И» и вторым (шаговым) входом канала, третий (начального сброса) и четвертый (обнуления) входы канала подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента «ИЛИ», первый-третий входы блока формирования шагов соединены соответственно с выходами первого, второго элементов «И» и первого элемента «ИЛИ», в каждом блоке формирования шагов первый его вход подключен к первому входу третьего, пятого, седьмого и девятого элементов «И», второй вход - к первым входам четвертого, шестого, восьмого и десятого элементов «И», выходы третьего, пятого, седьмого и девятого элементов «И» подключены соответственно к первому входу второго-пятого элементов «ИЛИ», выходы четвертого, шестого, восьмого, десятого элементов «И» - соответственно ко второму входу второго-пятого элементов «ИЛИ», выходы второго и четвертого элементов «ИЛИ» - соответственно к первому входу шестого и седьмого элементов «ИЛИ», вторые входы шестого и седьмого элементов «ИЛИ» соединены с третьим входом блока формирования шагов, выходы третьего и пятого элементов «ИЛИ» связаны соответственно с S-входом первого и второго триггеров, выходы шестого и седьмого элементов «ИЛИ» - соответственно с R-входом первого и второго триггеров, прямые выходы которых подключены соответственно к первому входу одиннадцатого и тринадцатого элементов «И», а инверсные выходы - соответственно к первому входу двенадцатого и четырнадцатого элементов «И», вторые входы одиннадцатого и четырнадцатого элементов «И» связаны между собой и с четвертым (первым тактовым) входом блока формирования шагов, выходы одиннадцатого и тринадцатого элементов «И» соединены соответственно с R-входом третьего и четвертого триггеров, выходы двенадцатого и четырнадцатого элементов «И» - соответственно с S-входом третьего и четвертого триггеров, прямой выход третьего триггера подключен ко второму входу восьмого и девятого элементов «И», инверсный выход третьего триггера - ко второму входу седьмого и десятого элементов «И», прямой выход четвертого триггера - ко второму входу третьего и шестого элементов «И», а инверсный выход четвертого триггера - ко второму входу четвертого и пятого элементов «И», отличающееся тем, что в каждом канале введены пятый-тринадцатый входы и пятый-шестой выходы, устройство гальванической развязки, в блок формирования шагов введены пятый и шестой триггеры, мультиплексор, пятый и шестой мажоритарные элементы, первый-шестой элементы «И-НЕ», при этом в каждом канале устройства пятый-тринадцатый его входы подключены соответственно к четвертому, пятому, десятому и шестнадцатому входам блока формирования шагов, первый-четвертый выходы которого связаны соответственно с первым-четвертым входами устройства гальванической развязки, первые входы первого-четвертого мажоритарных элементов соединены соответственно с первым-четвертым выходами устройства гальванической развязки первого канала, вторые входы первого-четвертого мажоритарных элементов - соответственно к первым-четвертым выходам устройства гальванической развязки второго канала, третьи входы первого-четвертого мажоритарных элементов - к первым-четвертым выходам устройства гальванической развязки третьего канала, блоки формирования шагов трех каналов соединены между собой следующим образом: пятый выход первого канала - с седьмым входом второго и шестым входом третьего канала, шестой выход первого канала - с девятым входом второго канала и восьмым входом третьего канала, пятый выход второго канала - с шестым входом первого канала и седьмым входом третьего канала, шестой выход второго канала - с восьмым входом первого канала и девятым входом третьего канала, пятый выход третьего канала - с седьмым входом первого канала и шестым входом второго канала, шестой выход третьего канала - с девятым входом первого канала и восьмым входом второго канала, в каждом канале седьмой и восьмой выходы блока формирования шагов подключены соответственно к пятому и шестому выходам канала, а в каждом блоке формирования шагов четвертый вход связан с входом первого разряда первой группы входов мультиплексора, входы второго и третьего разрядов этой группы - соответственно с выходами пятого и шестого мажоритарных элементов, входы первого-третьего разряда второй группы входов мультиплексора - соответственно с пятым, одиннадцатым, двенадцатым входами блока формирования шагов, выход первого разряда мультиплексора - с С-входами первого и второго триггеров, выходы второго и третьего разряда мультиплексора - с соответственно с D-входами первого и второго триггеров, вход управления мультиплексора - с десятым входом блока формирования шагов, пятый выход которого связан с первым входом первого элемента «И-НЕ», обратным выходом первого триггера и первым входом пятого мажоритарного элемента, шестой выход блока формирования шагов - с первым входом шестого мажоритарного элемента, обратным выходом второго триггера и первым входом четвертого элемента «И-НЕ», шестой-девятый входы блока формирования шагов подключены соответственно ко второму и третьему входам пятого мажоритарного элемента, второму и третьему входам шестого мажоритарного элемента, прямые выходы третьего и четвертого триггеров - соответственно к первому входу пятого и шестого элементов «И-НЕ», вторые входы которых объединены между собой и с четырнадцатым входом блока формирования шагов, тринадцатый вход которого связан с S-входом пятого триггера, соединенного своим R-входом с третьим входом блока формирования шагов и S-входом шестого триггера, прямые выходы первого и второго триггеров подключены соответственно к первым входам второго и третьего элементов «И-НЕ», вторые входы первого-четвертого элементов «И-НЕ» объединены между собой и с обратным выходом шестого триггера, а третьи входы этих элементов соединены между собой и с прямым выходом пятого триггера, выходы первого-шестого элементов «И-НЕ» являются соответственно первым, третьим, четвертым, вторым, седьмым и восьмым выходами блока формирования шагов, а его пятнадцатый и шестнадцатый входы соединены соответственно с С- и D-входами шестого триггера.