Устройство для управления шаговым двигателем Советский патент 1974 года по МПК G05B21/00 

Изобретение относится к дискретным устройствам автоматики и вычислительной техники, и может быть использовано в системах числового программного управления, например в графоностроителях, станках с программным управлением и т. п. Известны распределители импульсов для управления т фазным шаговым двигателем, содержащие кольцевой регистр сдвига на потенциальных ячейках, количество которых равно числу тактов коммутации в одном цикле, и подключенные к ячейкам схемы совпадения, задаюш,ие порядок их работы при подаче тактовых импульсов. Однако известные устройства не нозволяют уменьщить величину щага и увеличить приемистость двигателя, так как с каждым тактовым импульсом информация, циркулирующая в регистре, сдвигается на один разряд. Кроме этого известные схемы менее надежны в связи с большим количеством логических Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что выходы первого управляющего триггера соединены со счетными входами второго и третьего управляющих триггеров, выходы второго управляющего триггера подключены к управляющим входам схем совпадения установки нулей, а выходы третьеего триггера подключены к управляющим входам схем совпадения установки единиц соответственно четных и нечетных триггеров сдвигающего регистра, нулевые входы управляющих триггеров подсоединены к выходу вентилей. Такое выполнение позволяет повысить надежность распределителя и уменьщить величину щага шагового двигателя. На чертеже изображена схема распределителя импульсов. Она содержит триггеры 1-3 со счетным входом; триггер 4 с раздельными входами; собирательную двухвходовую схему 5, схему 6 отрицания; двухвходовую схему 7-10 совпадения; триггер 11 с раздельными входами; двухвходовую собирательную схему 12, схему отрицания 13; двухвходовые схемы 14-17 совпадения; триггер 18 с раздельными входами; двухвходовую собирательную схему 19; схему 20 отрицания; двухвходовые схемы 21-24 совпадения; триггер 25 с раздельными входами; собирательную двухвходовую схему 26; схему отрицания 27; двухвходовые схемы 28-31 совпадения; триггер 32 с раздельными входами; собирательную двухвходовую схему 33; схему отрицания 34, двухвходовые схемы 35-38 совпадения; триггер 39 с раздельными входами; собирательную двухвходовую схему 40; схему отрицания 41; двухвходовую схему 42-45 совпадения; вентили 46-51 неуправляемые.

Изменение состояния триггеров потенциальных ячеек при сдвиге вправо иллюстрируется табл. 1, а при сдвиге влево - табл. 2.

Таблиаа 1

Таблица 2

Распределитель импульсов состоит из схемы управления, собранной на триггерах 1-3 со счетным входом, и кольцевого реверсивного сдвигающего регистра, состояпдего из шести идентичных потенциальных ячеек (одна из ячеек выделена пунктиром).

Первая ячейка, выделенная пунктиром, содержит триггер с раздельными входами 4, двухвходовую собирательную схему 5, схему отрицания 6, двухвходовые схемы совпадения 7-10. Нулевой вход триггера 4 соединяется с выходом схемы совпадения 7, а единичный вход - с выходом схемы совпадения 8. Нулевой выход триггера 4 соединяется с шнной «Вых. 1, а единичный выход объединяет по одному из входов схем совпадения 9 и 10.

Выход собирательной схемы 5 объединяет один из входов схемы совпадения 8 и вход

схемы отрицания 6, выход которой соединяется с одним из входов схемы совпадения 7. Внутриячейковые связи во всех остальных ячейках составляют полную аналогию с описанными связями в первой ячейке.

Вторая ячейка содержит триггер с раздельными входами И, двухвходовую собирательную схему 12, схему отрицания 13 и двухвходовые схемы совпадения 14-17.

Третья ячейка содержит триггер с раздельными входами 18, двухвходовую собирательную схему 19, схему отрицания 20 и двухвходовые схемы совпадепия 21-24. Четвертая ячейка содержит триггер с

раздельными входами 25, двухвходовую собирательную схему 26, схему отрицания 27 и двухвходовые схемы совпадения 28-31.

Нятая ячейка содержит триггер с раздельными входами 32, двухвходовую собирательную схему 33, схему отрицания 34 и двухвходовые схемы совпадения 35-38.

Шестая ячейка содержит триггер с раздельными входами 39, двухвходовую собирательную схему 40, схему отрицания 41 и

двухвходовые схемы совпадения 42-45.

Шина «Сброс объединяет нулевые входы триггеров 1-3 и через вентили 46-48 подключается соответственно к нулевым выходам триггеров 4, 11, 18 и к единичным выходам

триггеров 25, 32, 39 через вентили 49-51.

Счетный вход триггера 1 подсоединяется к входу всей схемы распределителя. Единичный выход триггера 1 подсоединен к счетному входу триггера 2, а его нулевой выход-

к счетному входу триггера 3.

Единичный выход триггера 2 объединяет по одному из входов схем совпадения 7, 21, 35, а его нулевой выход - по одному из входов схем совпадения 14, 28, 42.

Единичный выход триггера 3 объединяет по

одному из входов схем совпадения 15, 29, 43,

а его нулевой выход - по одному из входов

схем совпадения 8, 22, 36.

Шина «Влево подсоединяется к неиспользованным входам схем совпадения 9, 16, 23,

30, 37, 44. Шипа «Вправо подсоединяется к

неиспользованным входам схем совпадепия 10,

17, 24, 31, 38, 45.

Рассмотрим внешние связи первой ячейки.

Один из входов собирательной схемы 5 соединяется с выходом схемы совпадения 16, другой - с выходом схемы совпадения 45. Выход схемы совпадения 9 соединяется с одним из входов собирательной схемы 40. Выход

схемы совпадения 10 соединяется с одним из входов собирательной схемы 12. Таким образом первая ячейка образует внешние связи со второй и шестой ячейками. Аналогично вторая ячейка связана с третьей и первой ячейками, третья - с четвертой и второй, четвертая - с пятой и третьей, пятая - с шестой и четвертой, шестая - с первой и пятой. Нулевые выходы триггеров 4, 11, 18 соединены с анодами вентилей 46-48 соответственно, а единичные выходы триггеров 25, 32, 39 соединены с анодами вентиле; 49-51 соответственно.

В основу нредлагасмого раснределителя имнульсов заложена идея реверенвного сдвигающего регистра, но в отличие от существующих сдвигающих регистров полный сдвиг занисанной информации на один разряд ироисходит в два такта, причем в нечетные такты гасится одна единица заиисанного в регистре кода, а в четные такты к нолученному коду добавляется одна единица, что иллюстрируется табл. 1 и 2.

Потенциальные ячейки с первой но щестую образуют кольцевой реверсивный регистр сдвига, выполненный на триггерах с раздельными входами. Схемы совпадения 7, 8, 14, 15, 21, 22, 28, 29, 35, 36, 42, 43, подключенные к входам триггера 4, 11, 18, 25, 32, 39, а также собирательные схемы 5, 12, 19, 26, 33, 40 и схемы отрицаиия 6, 13, 20, 27, 34, 41 задают порядок работы триггеров 4, 11, 18, 25, 32, 39 при подаче импульсов от триггеров управления со счетным входом 2 и 3, порядок переключения которых задает триггер 1 со счетным входом.

С помощью вентилей 46-51 схема устанавливается в исходное состояние (соответствует двенадцатому такту но табл. 1 и 2).

Разделение входных импульсов по четным и нечетным тактам осуществляется триггером 1, едииичный и нулевой выходы которого соединены со счетными входами триггеров 2 и 3. В свою очередь триггер 2 осуществляет установку нуля, а триггер 3 - установку единицы. Ложное срабатывание последующего триггера в сдвигающем региетре нри установке нуля предотвращается тем, что единичный выход триггера 2 через схемы совпадення разрещает запись «уля только в триггеры 4, 18 и 32, а нулевой выход - только в триггеры 11, 25 и 39. При установке единицы ложное срабатывание последующего триггера в сдвигающем регистре предотвращается тем, что единичный выход триггера 3 через схемы совпадения разрешает запись единицы только в триггеры 11, 25 и 39, а нулевой выход - только в триггеры 4, 18 н 32.

Работа распределителя при сдвиге «Вправо происходит следующим образом. В исходном состоянии триггеры 4, 11, 18 находятся в единичном положении, триггеры 25, 32, 39 - в нулевом положении (табл. 1). Триггеры 1 -

3 также находятся в нулевом ноложеиии. На нпгну «Bi:paB( подан высокий уровень напряжения, а па шину «Влево - низкий. Таки.ч oбpaзo ; схемы совнадения 9, 16, 23, 30, 37 II 44 блокированы.

Первым тактовым нмнульсом триггеры 1 и 2 перебрасываются в единичное нололсение. При этом срабатывает ехема совпадения.7, вызывая переброс триггера 4 в нулевое положение. Вторым тактовым импульсом триггер 1 перебрасывается в нулевое ноложение, а триггер 3 - в единичное. При этом срабатывает схема совпадения 29, вызывая тем самым переброс триггера 25 в единичное ноложение.

От третьего тактового имнульса срабатывает схема совпадения 14, вызывая переброс триггера 11 в нулевое положение.

При поступлении четвертого тактового импульса срабатывает схема совпадения 36, вызывая тем самым переброс в единичное положение триггера 32.

После четвертого тактового импульса триггеры 1-3 устанавливаются в нулевое положение.

Дальнейшая работа схемы происходит аналогичным образом в соответствии с табл. 1.

Работа распределителя нри сдвиге «Влево

происходит с той лишь разницей, что блокироваиы схемы совпадеиия 10, 17, 24, 31, 38,

45, измепепие выходного кода онисывается

в табл. 2.

Предмет изобретения

35

Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее кольцевой реверсивиый сдвигающий регистр, выходы разрядов которого соединены между собой через вентили,

и три управляющих триггера, отличающееся тем, что, с целью повышеиия надежности, выходы унравляющего триггера соединены со счетными входами второго и третьего унравляюни1х триггеров, выходы второго

управляющего триггера подключены через соответствующие схемы совпадения ко входам установки нулей триггеров четных разрядов сдвигающего регистра и через соответствующие схемы совпадения - ко входам установки единиц триггеров нечетных разрядов сдвигающего регистра, нулевые входы управляющих триггеров подсоедннепы к выходу вептчлей.