Устройство формирования импульсов управления шаговым двигателем Советский патент 1988 года по МПК H03K5/04 

4

О

Изобретение .может быть использовано в системах автоматического управления, напри.чер, шаговы.ми двигателями. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение надежности его работы - достигается за счет генерации выходной последовательности и.мпульсов внутри самого устройства без привязки к внешней последовательности. Для этого в устройство дополнительно введены второй триггер, два дешифратора, коммутатор, блок сравнения и регистр. На чертеже показаны эле.менты И 1, 2 и 3, элемент ИЛИ 4, счетчики 5 и 6, первый 7 и второй 8 триггеры, регистр 9, .дешифраторы 10 П, блок 12 сравнения, коммутатор 13, запоминающее устройство 14, цифроаналоговый преобразователь 15, генератор 16 и.мпульсов, управляющий транзистор 17 и шины; синхронизации 18, «Задание 19, «Пуск 20, «Сброс 21, выходную 22. Временные диаграммы, поясняющие работу устройства, приводятся в описании изобретения. 2 ил. €

01

00

со

ния логического «О запрещает прохождение на выход устройства формирования импульсов управления шаговым двигателем через третий элемент И 3 частоты с генератора 16 импульсов, первый триггер 7 находится в состоянии «О второго выхода и в состоянии «1 первого выхода. Сигнал состояния логической «1 дает разрешение на прохождение последовательности импульсов с входной шины 18 синхронизации через

временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство формирования импульсов управления шаговым двигателем содержит первый 1, второй 2 и третий 3 элементы И, элемент ИЛИ 4, первый 5 и второй 6 счетчики, первый 7 и второй 8 триггеры, регистр 9, первый 10 и второй 11

15

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматического управления, например, шаговыми двигателями.

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение надежности его работы за счет генерации выходной последовательности импульсов внутри самого устройства без привязки к внешней входной последовательности.

На фиг. 1 представлена структурная 10 первый элемент И 1 на суммирующий схема устройства формирования импульсов вход второго счетчика 6, который находит- управления шаговым двигателем; на фиг. 2 ся в состоянии «О, и через коммутатор

13 опрос ПЗУ не происходит, а следовательно, с ЦАП 15 снимается постоянное напряжение, которое приложено к базовому переходу управляющего транзистора 17, включенного в цепь обратной связи генератора 16. Используя линейный участок вольт-амперной характеристики транзистора, можно линейно менять частоту генератора 16.

дендифраторы, блок 12 сравнения, ком.му- 20 сигналу «Иуск с входной шины 20 татор 13, ПЗУ 14, ЦАП 15, генератор 16 в первый счетчик 5 и регистр 9 записы- имнульсов, управляющий транзистор 17, вается значение «Задание с группы вход- шину 18 синхронизации, цJинy 19 «Задание, ных шин 19, определяющее путь, который шину 20 «Пуск, шину 21 «Сброс, вы- необходимо отработать приводу, выражен- ходную шину 22.ный в количестве тактов, генерируемых

В устройстве формирования импульсов 25 в обратной связи при отработке данного управления шаговым двигателем вторые привода. Второй триггер 8 устанавливается входы первого 1 и второго 2 элементов в состояние «1 и разрешает прохожде- И подключены к первому входу первого ние частоты с генератора 16 импульсов, счетчика 5 и шине 18 синхронизации тем самым приводя в работу шаговый устройства формирования импульсов управ- двигатель. Посредством шагового двигателя ления шаговым двигателем, выходы - к вхо- привод начинает отработку задания. С отрадам второго счетчика 6, а первые входы- боткой задания в обратной связи вырабатываются такты, пропорциональные элементарным значениям пути, которые поступают по шине 18 на вход синхронизации устройства, тем самым, пройдя че- рез первый элемент И 1, накапливаются во втором счетчике 6. Значения выходных разрядов второго счетчика 6, пройдя коммутатор 13, производят опрос соответствующих ячеек ПЗУ 14, выходные значения

подключен к шине 20 «Пуск, к входу 40 оторых, преобразованные в ЦАП 15, пос- регистра 9 и к первому входу второго тупают на управляющий транзистор 17, кото- триггера 8, выход которого соединен с рый в свою очередь управляет выходной вторым входом третьего элемента И 3, последовательностью с генератора 16. Значе- выходом связанного с выходной щиной 22 ния, записанные в ПЗУ 14, распределе- информации устройства, а первым входом ны таким образом, чтобы учитывать дина- через генератор 16 импульсов, управляю- мику работы щагового двигателя при пус- щий транзистор 17, ЦАП 15 - с ПЗУ 14, ке и останове.

С накоплением во втором счетчике 6 числа, при котором с ячеек ПЗУ 14 снимается значение, определяющее максимальную частоту на шине 22 «Информация, а следо- 50 вательно, скорость шагового двигателя (при оптимальных параметрах), посредством первого дешифратора 10 блокируется коммутатор 13 таким образом, что постоянно происходит опрос последней ячейки ПЗУ 14 25 (точка А, фиг. 2).

С накоплением значения во втором счетчике 6, равного половине значения регистра 9, блок 12 сравнения вырабак выходам первого триггера /, первый вход которого связан с выходом блока 12 сравнения, а второй - с третьим входом второго счетчика 6, с вторым входом второго триггера 8 и с выходом элемента ИЛИ 4, первый вход которого соединен с шиной 21 «Сброс, а второй - через второй дешифратор 11-с группой выходов первого счетчика 5, второй вход которого

группой входов подключенного к коммутатору 13, вход которого через первый дешифратор 10 связан с группой вь 1ходов второго счетчика 6, с группой входов коммутатора 13 и первой группой входов блока 12 сравнения, вторая группа входов которой связана с группой выходов регистра 9, группа входов которого соединена с группой входов первого счетчика 5 и группой входов «Задание шины 19 устройства.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии второй триггер 8 находится в состоянии «О. Сигнал состояния логического «О запрещает прохождение на выход устройства формирования импульсов управления шаговым двигателем через третий элемент И 3 частоты с генератора 16 импульсов, первый триггер 7 находится в состоянии «О второго выхода и в состоянии «1 первого выхода. Сигнал состояния логической «1 дает разрешение на прохождение последовательности импульсов с входной шины 18 синхронизации через

тывает сигнал, по которому происходит установка первого триггера 7, тем самым коммутируя прохождение сигналов синхронизации с шины 18 устройства на вычитающий вход второго счетчика 6, значение которого уменьшается. С блокировкой коммутатора 13 первым дешифратором 10 (точка В, фиг. 2) происходит опрос значениями второго счетчика 6 ячеек ПЗУ 14 в обратном порядке, тем самым, соответственно, уменьшая частоту на выходе «Информация устройства. С начала появления импульсов на шине 18 синхронизации первый счетчик 5 вычитает эти значения до обнуления, фиксируемые на втором дешифраторе 11, сигнал с которого, пройдя через элемент ИЛИ 4, сбросит второй триггер 8, тем самым запрещая прохождение частоты с генератора 16 через третий элемент И 3 и на шину 22 «Информация устройства, и устанавливает первый триггер 7 в исходное состояние, а также второй счетчик 6 (точка С, фиг. 2).

С отработкой задания шаговым двигателем, время отработки которого меньше (точка А, фиг. 2), при котором шаговый двигатель выходит на оптимальный режим, блокировки коммутатора не происходит. В остальном работа устройства аналогична описанному.

На фиг. 2 приведена временная диаграмма работы устройства и его составных частей: а - установка задания по шине 19; б - сигнал «Пуск (шина 20), установка триггера 8, запись задания в счетчик 5 и регистр 9; в - выход триггера 8; г - выход устройства (шина 22); д - сигналы синхронизации (шина 18); е - переключение ячеек ПЗУ 14; ж -- выход ЦАП 15; 3 - прохождение значений счетчика 6 через коммутатор 13; и - выход дешифратора 10; к - выход блока 12 сравнения; л - выход элемента И 1;

0

м - выход элемента И 2; и выход дешифратора 1 1.

Формула изобретения Устройство формирования импульсов управления шаговым двигателем, содержап ее триггер, выходами связанный с первыми входами второго элемента И и первого элемента И, второй вход которого подключен к шине синхронизации устройства, а второй вход триггера через э. еме11т ИЛИ связан с шиной сброса устройства, два счетчика импульсов, последовательно соединенные ПЗУ, ЦАП, управляюш.ий транзистор, генератор импульсов и третий элемент И, отличающееся тем, что, с целью

5 упрощения устройства и повьпления надежности его работы, в него введены второй триггер, два дешифратора, коммутатор, блок сравнения и регистр, причем коммутатор группой выходов соединен с группой входов ПЗУ, его управляющие входы

0 соединены с выхода.ми дешифратора, а информационные входы коммутатора и дешифратора подключены к выходам второго счетчика и первой группе входов блока сравнения, выходом подключенного к иер5 вому входу первого триггера, а второй группой входов через регистр - к шине «Задание устройства и к первой группе входов первого счетчика импульсов, первым входом соединенного с вторыми входами первого и второго элементов И, выхода0 ми соединенных с входами второго счетчика импульсов, а группа выходов первого счетчика через второй дещифратор -- с вторым входом элемента ИЛИ, а вторым входом - с шиной «Пуск устройства, вхо- дом регистра и первым входом второго

5 триггера, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, к третьему входу второго счетчика импульсов, а выход через третий элемент И - с информационным выходом устройства.

С Л-Ю Ачо A-f-.

„Л

X

5;

ГГ

,3

О; g .§

it

Q

о о 3 эgfF

KJ

X

X

AI-J / / -(-1 / / i-j / -j / ЧJ

X

гл

TCJ

Сч| се

/r

X

X