Устройство для программного управления шаговым двигателем

СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 784945 А 6 05 В 19/ Е ИЗОБРЕТЕНИ ОПИСА К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЪСТВУ О ГРАММ НОГО ВИГАТЕЛЕМ состоит в том, овано в систеения шаговым их устройств с к быстродейСущность заю повыШения д ГОСУДАРСТВЕ ННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством при Белорусском государственном университете им, В,ИЛенина(56) Авторское свидетельство СССР йт 1200248, кл, 6 05 В 19/40. 1985.Авторское свидетельство СССР М 1675850, кл. 6 05 В 19/40, 1989.(54) УСТРОЙСТВОДЛЯ ПР УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ Д (57) Назначение устройства что оно может быть использ мах автоматического управл электроприводом сканирующ повышенными требованиями ствиЬ и надежности работы, ключается в том, что с цель надежности и быстродействия путем корректного переключения режимов коммутации без остановов шагового двигателя в .устройство, содержащее блок 1 задания программы. блок 2 задания режима, формирователь 3 синхро- и стробимпульсов, реверсивные сдвиговые регистры 18 и 19, первый 11, второй 12 и третий 13 триггеры, дополнительно введены второй элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, второй 9 и третий 10 мультиплексоры с новой совокупностью связей, Задание нового режима коммутации в устройстве путем изменения комбинации потенциальных сигналов на выходах блока 1 задания программы носит подготовительный характер. а сам переход на выбранный режим выполняется по очередному тактовому импульсу и может быть реализован в любой момент времени, не требуя останова шагового двигателя с обесточиванием его фазных обмоток и последующей установки устройства и привода в исходное состояние.2 ил. 1 табл.рого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вто- четвертый йнформационные" входы второго . рой вход которого объединен с адресныммультиплексора подключены к выходу,. входом логического коммутатора, а выход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к старшим адресным входам вто- . первый, информационный вход третьего рого и третьего мультиплексоров, выходы 5 мультиплексора связансшиной высокого которых соединены соответственно.с вт-потенциала, второй:и третий ийформационрым входом первого и второгоэлементов ные входы третье.амультиплексора, под- ИЛИ и с информационным входом третьего клвчены к инверСному выходу третьего триггера, первый и второй информацион- триггера;,четвертыййнформациойный вход ные входы второго мультиплексора объеди третьего- мультийлексора связан с общей нены и связаны с общей шиной, третий и шиной,:1784945Ахим юваоФ Составитель В;Телегин Техред М.Моргентал Корректор С.Патрушева аказ 4363 Тираж Подписное ВНИИПИ Г И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1015 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится и автоматике и вычислительной технике и может быть исполоьзовано в системах автоматического управления шаговым электроприводом сканирующих устройств с повышенными требованиями к быстродействию и надежности работы.Известно устройство для программного управления шаговым двигателем, содержащее блок задания программы, блок задания режима, два элемента И, два элемента ИЛИ, формирователь синхро- и стробимпульсов, вь)полйенный на базе элемента 2 ИЛИ, формирователей синхроимпульсов и стробимпульсов, коммутатор фаз, выходы которого подключены к шаговому двигателю, тактовый вход, вход направления и установочный вход соединены с соответствующими выходами блока задания программы, вход которого связан с выходом блока задания режима.Недостатком данного устройства является низкая надежность. Устройство конт. ролирует только переключение фазных обмоток шагового двигателя и общее количество переключений, но не обеспечивает контроль последовательности переключений, в т,ч. количества обмоток, включаемых по каждому такту,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является устройство для программного управления шаговым двигателем. содержащее. блок задания программы, блок задания режима, формирователь синхро- и стробимпульсов, первый, второй и третий триггеры. первый и второй элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый мультиплексор, первый и второй реверсивные сдвиговые регистры, логический коммутатор и коммутатор фаз, выходы которого подключены к шаговому двигателю, а тактовый вход, вход направления, установочный вход, вход задания количества возбужденных фаз и первый вход выбора режима коммутации соединены с соответствующими выходами блока задания программы, вход которого связан с выходом блока задания режима, вход стробирования которого, соединен с первым выходом формирователя синхро- и стробимпульсов, первый и второй входы которого подключены к установочному и тактовому выходам блока задания программы, второй выход формирователя синхро- и стробимпульсов соединен с тактовыми входами первого, второго и третьего триггеров и первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго. элементов ИЛИ, первые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам третьего триггера, прямой выход которого связан с адресным входом первого мультиплексора, первая и вторая группы информационных входов которого подключены к разрядным выходам соответственно первого и второго реверсивных сдвиговых регистров, входы сдвигакоторых соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, входы реверса объединены с входами направления коммутатора фаз, информационным входом первого триггера и первым входомпервого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, вход установки в единичное состояние которого подключен к инверсному выходу второго триггера, информационный вход которого связан с общей шиной. вход установка в единичное состояние соединен с установочным выходом блока задания программы, выход задания количества возбукденных фаз которого подключен к адресному входу логического коммутатора, группа информационных входов которого подключена к группе выходов коммутатора фаз, группа выходов соединена с группой информационных входов второго реверсивного сдвигового регистра, вход записи которого подключен к инверсному выходу второго триггера и объединен с входом записи первого реверсивного сдвигового регистра, группа информационных входов которого подключена к группе выходов коммутатора фаз и объединена с первой группой информационных входов блока задания режима, вторая группа информационных входов которого соединена с группой выходов первого мультиплексора.Недостатком известного устройства являются низкие надежность и быстродействие, В общем случае переход с одного режима коммутации, к примеру, с нессимметричного на симметричный и обратно либо с одного симметричного режима надругой симмутричный реализуется в известном устройстве путем подачи потенциального сигнала низкого уровня на установочный вход коммутатора фаз с обесточиванием шагового двигателя и последующей установкой устройства в исходноесостояние с целью записи данных на новом режиме коммутации в оба регистра или водин из них. Наряду с вынужденными непроизводительными остановками шаговогодвигателя при переключениях режимов коммутации и последующей установке в исходное состояние в данном случае имеет местои потеря информации о положении ротора входы. реверса объединены с входами нашагового двигателя, т,к.последний может правления коммутатора фаз, информационбыть обесточен в любой момент времени с ным входом первого триггера и первым блокировкой коммутатора фаз, т,е, также со . входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ сбросом его в исходное состояние. В ряде 5 ИЛИ, второй вход.которого соединен с выже случаев обесточивание обмоток шагово-ходом первогО триггера, вход установки в го двигателя, неизбежное при переключе- единичное состояние которого подключен к нии режимов коммутации в известном инверсному выходу второго триггера, ин- устройстве,недопускаетсявпроцессеотра- формационный вход которого связан с обботки перемещений по технологическим и 10 щей шиной, вход установки в единичное иным причинам, например, из-за возможно- . состояние соединен с установочньгм выхости неуправляемого перемещения объекта дом блока задания программы, выход задапод действием силы тяжести или других ния количества возбужденныхфаз которого действующих в механической части элект- подключен к адресному входу. логического ропривода усилий 15 коммутатора, группа информационных вхоЦель изобретения - повышение надеж- дов которого подключена к группе выходовности и быстродействия путем корректного коммутатора фаз, группа выходов соединепереключения. режимов коммутации без ос- на с группой информационных входов втотановов шагового двигателя, . рого реверсивного сдвигового регистра,Поставленнаяцель достигается тем, что 20 вход записи которого подключен к инверсв устройство для программного управления.ному выходу второго триггера и объединен шаговым двигателем, содержащее блокза-,. с входом записй первого реверсивного дания программы, блок задания режима, сдвигового.регистра, группа информационформирователь синхро- и стробймпульсов, них входов. которого подключена к группе первый, второй и третий триггеры, первый 25выходов коммутатора .фаз и объединена с и второй элементы И, первый и второйэле- первой группой информационных входов менты ИЛИ, первый элемент ИСКЛЮЧАК)- блока задания режима. вторая группа ин- ЩЕЕ ИЛИ, первый мультиплексор; первый формационных входов которого соединена и второй реверсивные сдвигвоые регистры,с груйпой выходов первого мультиплексора, . логический коммутатор и коммутатор фаэ, 30 дополнительно введены второй элемент выходы которого подключены к шаговому ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй и третий двигателю, а тактовый вход, вход направле- . мультиплексоры, входы стробирования кония, установочный вход, вход задания коли- . торых.подключены к прямому выходу второчества возбужденных фаз и первый вход го триггера, младшие адресные входы выбора режима коммутации соединены с 35 соединены с первым выходом выбора режи- соответствующими выходами блока зада- ма коммутации блока задания.программы, ния программы, вход которото связан с вы- . второй выход выбора режима коммутации ходом блока задания режима; вход которого соединен с соовтетствующим вхо. стробирования которого соединен с первым дом коммутатора фаз и первым входом вто выходомформирователясинхро-истробим рого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, пульсов, первый и второй входы которого второй вход которого объединен с адрес- подключены к установочному итактовому, ным входом логического комутатора, а вывыходам блока задания программы, второй. ход подключен к старшим адресным входам выход формирователя синхро- и стробим- второго и третьего мультиплексоров, выхопульсовсоединен стактовыми входами пер ды которых соединены соответственно с вого, второго и третьего триггеров и вторымивходамипервогоивторогоэлеменпервыми входами первого и второго эле- .тов ИЛИ и с информационным входом мейтов И, вторые входы которых подключе- третьего триггера, первый и второй инфорны к выходам соответственно первого и мационные входы второго мультиплексора второго элементов ИЛИ, первые входы ко объединены и связаны с общей шиной, треторыхподключенысоответственно.кпрямо- тий и четвертый информационные входы му и инверсному выходам третьего второго мультиплексора подключены к вытриггера, прямой выход которого связан с ходу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ адресным входом первого мультиплексора, ИЛИ, первый информационный вход треть- первая и вторая группы информационных 55 его мультиплексора связан с шиной высоко- входов которого подключены к разрядным го потенциала, второй и третий выходам соответственно первого и второго информационные входы третьего мультиреверсивных сдвиговых регистров, входы, плексора подключены к инверсному выходу сдвига которых соединены с выходами соот- третьего триггера, четвертый информационветственно первого и второго элементов И,ный вход третьего мультиплексора связан с общей шиной,На фиг,1 представлена функциональная схема устройства для программного управления шаговым двигателем; на фиг.2 - схема реализации логического коммутатора,устройство для программного управления шаговым двигателем (фиг,1) содержит блок 1 задания программы, блок 2 задания режима, формирователь 3 синхро- и стробимпульсов, Коммутатор 4 фаз, соединенный своими выходами с шаговым двигателем 5, первый 6 и второй 7 элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый 8, второй 9 и третий 10 мультиплексоры, первый 11, второй 12 и третий 13 триггеры, первый 14 и второй 15 элементы ИЛИ, первый 16 и второй 17 элементы И, первый 18 и второй 19 реверсивные сдвиговые регистры и логический коммутатор 20, группа информаицонных входов которого обьединена с первой группой (А) информационных входов блока 2 задания рекима, группой информационных входов первого реверсивного сдвигового регистра 18 и подключена к выходам коммутатора 4 фаз, установочный вход, тактовый вход, вход направления ( + 1), первый и второй выходы выбора режима коммутации и вход для задания количества возбужденнных фаз которого соединены с соответствующими выходами блока 1 задания программы, вход которого связан с выходом блока 2 задания режима, вход .стробирования которого. подключен к первому выходу формирователя 3 синхро- и стробимпульсов, вторая группа (В) информационных входов соединена с выходами первого мультиплексора 8, первая и вторая группы информационных входов которого подключены к разрядным выходам соответственно первого 18 и второго 19 реверсивного сдвиговых регистров, входы записи (Е) которых подключены к инверсному выходу второго триггера 12, входы реверса ( + ) объединень 1 с входом направления коммутатора 4 фаз, информационным входом первого триггера 11 и первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6. группа информационных входов второго реверсивного сдвигового регистра 19 подключена к выходам логического коммутатора 20, адресный вход которого объединен с входом для задания количества возбужденных фаз коммутатора 4 фаз, установочный и тактовый. входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами формирователя 3 синхро- и стробимпульсов, второй выход которого подключен к тактовым входам первого 11, второго 12, третьего 13 триггеров, а также к вторым входам первого 16 и второго 17 элементов И, выходы которых соединены со входами сдвига соответственно первого 18 и второго 19 реверсивных сдвиговых регистров, а первые входы подключены к выходам соответственно первого 14 и второго 15 элементов ИЛИ, первые входы которых соединены с выходом второго мультиплексора 9, вход10 стробирования которого объединен с вхо 1520 25 303540455055 дом стробирования третьего мультиплексора 10 и подключен к прямому выходу второго триггера 12, первый и второй информационные входы связаны с общей шиной, третий и четвертый информационные входы подключены к выходу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера 11, вход установки вединичное состояние которого подключен к инверсному выходу второго триггера 12, информационный вход которого связан с.общей шиной, выход установки в единичное состояние соединен с установочным входом коммутатора 4 фаз; первый вход выбора режима коммутации которого объединен с младшими (А) адерсными входами второго 9 и третьего 10 мультиплексоров, второй вход выбора режима коммутации и вход для задания количества возбужденных фаз связаны соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, выход которого подключен к старшим (В) адресн ым входам второго мул ьтиплексора 9 и третьего мультиплексора 10,первый информационный вход которого связанс шиной вьсокого потенциала (Еп), второй и третий информационные входы подключены к инверсному выходу третьею триггера 13 и объединены со вторым входом второго элемента ИЛИ 15, четвертый информационный вход соединен с общей шиной,выход третьего мультиплексора 10 подключен к информационному входу третьеготриггера 13, прямой выход которого соединен с адресным входом первого мультиплексора 8 и вторым входом первого элемента ИЛИ 14.Логический коммутатор 20 (фиг.2) включает в себя селектор-мультиплексор 21, элементы 2 ИЛИ 221,22 П по числу выходов коммутатора 4 фаз и элементы 2 И 231,23 п по числу выходов коммутатора 4 фаз, причем первые входы первого элемента 2 ИЛИ221 и первого элемента 2 и 231 подключены к первому выходу коммутатора 4 фаз, связанному с вторыми выходами второго элемента 2 ИЛИ 222 и второго элемента 2 И 232, первые входы которых подключены к второму выходу коммутатора 4 фаз, связанному с1784945 10 9вторыми входами третьих элементов 2 ИЛИ входов блока 2, второй группой информаци 22 з и 2 И 23 з, и далее по кольцевой схеме, онных входов которого являются вторые выходы элементов 2 ИЛИ 221,22 и подклю- входы сравнения элемента сравнения ко- чены к первой группе информационных вхо- дов.дов селектора - мультиплексора 21, вторая 5, Одновременно импульс начальной уста- группа информационных входов которого новки с установочного выхода блока 1 зада- соединена с выходами элементов 2 И ния программы поступает на 5-вход второго 23123 п, адресный вход(А) соединен с вхо- триггера 12, устанавливая его в единичное дом коммутатора 4 фаз для задания количе-состояние .либо. подтверждая это состояства возбужденных фаз, а выходы 10 ние), Сигналом низкогоуровняс инверсного селектора-мультиплексора 21, т,е. выходы . выхода этогО триггера разрешается параллогического коммутатора 20, подключены к . лельная запиСь данных в первый 18 и второй группе информационных входов второго ре реверсивные сдвиговые регйстры и.обесверсивного сдвигового регистра.19,;. .:печивается установка первого триггера 11 вФормирователь 3 синхро- .и стробим единичное состояние, в то время как сигналпульсов может быть выполйен на элементе : высокого уровня с прямого выхода второго 2 ИЛИ, двух последовательно. соединенныхтриггера 12, поступая на входы стробироваодновибраторах и триггере,: вйходкотрого ". ния второго 9 и третьего 10 мультиплексоявляется первым выходом формирователя,ров, блокирует.эти мультиплексоры и установочные входы соединены с выходами 20 обуславливаетпоявление сигналов низкого элемента 2 ИЛИ и одного из одновибрато-" уровня на их выходах независимо от состоров,выходпервогоизкоторыхиспользуется яния адресных входов, Тем самым на перв качестве второго выхода формирователя, . вые входы первого 14 и второго 15 а входы элемента 2 ИЛИ подключены к ус- . элемейтов ИЛИ лостуйает сигнал низкого тановочному и тактовому входам блока 1 25 уровня и, независимо от состояния третьего задания режима,- . - триггера 13; на вторых входах первого 1 б.иУстройство работает следующим обра- второго 17 элементов И поддерживаетсязом.,: . - : разрешающий сигнал низкого уровня.При запйтывании устройства на устано- . По окончании импульса начальной уста: вочном входе блока 1 задания программы 30 новки на установочном выходе блока 1 зада- формируется отрицательный импульс на- ния программы устанавливается высокий чальной установки длительностью 10 мкс - уровень, переключающий коммутатор 4 фаз 1 мс, обуславливающий в течение указанно- .: в исходное состояние, определяемое уровго промежутка времени блокировку комму- .;: нями потенциальных сигналов на его пер. татора 4 фаз с обесточиванием фазных 35 вом и втором входах выбора режимаобмоток шагового двигателя 5; одновремен- коммутации и входе для задания количества ноэтот импульс поступает на первый вход возбужденныхфаз, Призадании,к примеру, формирователя 3 синхро- и стробимпуль-минимального количества возбужденных сов,обуславливая появление сигнала низ- . фаз в исходном состоянии в случае несим-.кото уровня на первомвыходе 40 метричного режима коммутации на входдля формирователя 3, Данный сигнал блокирует . заданйя количества возбукденных фаз из работу блока 2 задания режима, на выходе блока 1 подаетсясйгнал низкого уровня, а :которого при этом независимо от входных на первый и второй входы выбора режимасигналов появляется сигнал высокого уров-. коммутации могут быть поданы сигйалы соня, являющийся сигналомотсутствия сбоя и 45 ответственно высокого и низкого уровней, разрешающий работу блока 1 задания про- На соответствующих выходах коммутатора граммы, Блок 2 заданйя режима может быть 4 фаз при его установке в исходное состоя- выполнен на элемента сравнения кодов, ние появляются сигналы высокого уровня, элементе ИЛИ-НЕ и элементе И, число вхо- . обуславливающие запитывание определендов у каждого из которых равно числу выхо ных фазных обмоток шагового двигателя 5.дов коммутатора 4 фаз, и элементе 3 . По перепадусигнала из Ов 1 наустано ИЛИ-НЕсостробированием, выходкоторо- вочном выходе блока 1 формирователь 3 го является выходом блока 2, вход строби- начинает формировать на своем втором вырования подключен к первому выходу ходе отрицательный синхроимпульс, кото- формирователя 3, входы соединены с выхо рый проходит через открытые первый 16 и дами элементов ИЛИ-НЕ, И и элементавторой 17 элементы И на входы сдвига персравнения кодов, первые входы которого вого 18 ивторого 19 реверсивныхсдвиговых обьединены с соответствующими входами регистров.На входах записи (Е) регистров элементов ИЛИ-НЕ. И и используются в присутствуетсигналнизкогоуровня,снима- качестве первой группы информационных емый с инверсного выхода второго триггера10152025303540 45 вый 18 и второй 19 реверсивные сдвиговые регистры в режим сдвига записаных данных и деблокирует первый триггер 11, на инверсном выходе которого благодаря задеркке на втором триггере 12 продолжает сохра 50 няться сигнал низкого уровня, При задании движения в прямом направлении высокий уровень сигнала на выходе направления блока 1) с выхода первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 на третий и четвертый информационные входы второго мульти 55 12. и по окончании синхроимпульса, т.е, его перепадом из 0 в 1, в первый реверсивныйсдвиговый регистр 18 записывается кодовая комбинация, присутствующая на выходах коммутатора 4 фаз и соответствующаяминимальному количеству фазных обмоток, запитываемых в одном из тактов выбранного несимметричного режима коммутации,Записываемая во второй реверсивныйсдвиговой регистр 19 кодовая комбинация снимается при вышеприведенныхусловиях (нулевом состоянии адерсного входа логического коммутатора 20, т.е, селекторэ - мультиплексора 21, см, фиг.2) с выходовгруппы элеметов 2 ИЛИ 22122 п и содержит благодаря их кольцевому включению(при работе в положительной логике) нэодну логическую единицу больше в сравнении с кодовой комбинацией на выходе коммутатора 4 фаз, соответствуя включению обмоток шагового двигателя 5 в следующем такте коммутации при движении в прямом направлении, задаваемым высоким уровнем сигнала на выходе направления блока 1 задания программы,Одновременно с записью данных в первый 18 и второй 19 реверсивные сдвиговые регистры в третий триггер 13 с его информационного входа, т,е. с выхода третьего мультиплексора 10, перепадом синхроимпульсаиз 0 в 1 записывается (либо подтверждается) сигнал низкого уровня, поступающий с прямого выхода третьего триггера 13 на адресный вход первого мультиплексора 8 иобеспечивающий прохождение через этотмультиплексор кодовой комбинации с разрядных выходов первого. реверсивногосдвигового регистра 18 на вторую группу(В) информационных входов блока 2 заданиярежима,Перепадом синхроимпульса из в 1 во второй триггер 12 с его информационного входа записывается также сигнал низкого уровня, разрешающий работу второго 9 и третьего 10 мультиплексоров. На инверсном выходе второго триггера 12 с небольшой временной задержкой обусловленной записью информации, появляется сигнал высокогоуровня, который переводит пер= плексора 9 поступает сигнал высокого уровня, что в вышеуказанных условиях (задание несимметричного режима коммутации путем установки сигналов высокого и низкого уровней на первом и втором выходах задания режима в блоке 1 при минимальном количестве первоначально возбужденных фаз, т,е, соответственно сигналов высокого и низкого уровней на младших и старших адресных входах второго 9 и третьего 10 мультиплексоров) обуславливает прохокдение сигнала высокого уровня с третьего информационного входа второго мультиплексора 9 на первые входы первого 14 и второго 15 элементов ИЛИ, При нулевом состоянии третьего триггера 13 на втором входе первого элемента И 16 сохраняется разрешающий сигнал низкого уровня, в то время как второй элемент И 17 блокируется "сигналом высокого уровня с выхода второго элемента ИЛИ 15, на второй вход которого, равно кэк и на информационный вход третеьго триггера 13 поступает сигнал высокого уровня с инверсного выхода триггера 13;После окончания синхроимпульса с некоторой временной задержкой, необходимой для завершения переходных процессов в реверсивных сдвиговых регистрах и мультиплексоре 8, на первом выходе формирователя 3 появляется сигнал высокого уровня, деблокирующий блок 2 задания режима, На первую(А) и вторую (8) группы информационных входов этого блока поданы кодовые комбинации с вьходов коммутатора 4 фаз и выходов первого мультиплексора 8 соответственно, При равенстве обеих кодовых комбинаций, т.е, при штатном первоначальном включении шагового двигателя с запитыванием хотя бы одной фазной обмотки и наличии хотя бы одной обесточенной фазной обмотки, на выходе блока 2 задания режима после снятия строба будет присутствовать сигнал высокого уровня, разрешающий дальнейшую работу блока 1 задания программы в.установленном режиме,При выдаче на тактовый выход блока 1 задания программы отрицательного тактового импульса комбинация сигналовна выходах коммутатора 4 фаз изменяется соответственно заданному несимметричному режиму коммутации с подключением очередной фэзной обмотки двигателя 5, обуславливая отработку шага в прямом направлении. Одновременно по началу тактового импульса, т,е. его перепадом из 1 в 0 на первом выходе формирователя 3 выставляется строб, блокирующий работу блока 2 задания режима с поддержанием на его выходе сигнала высокого уровня. По окончании тактового импульса на втором выходе вход сдвига второго регистра 19, обуславлиформирователя 3 начинается формирова- вая своим окончанием сдвиг записанных в ние отрицательного синхроимпульса, кото- нем данных, в то время как на вторую группу рый проходит через открытый первый инфорационных входов блока 2 поступает элемент И 16 на вход сдвига первого реги кодовая комбинация с выходов первого рестра 18, обуславливая своим окончанием гистра 18, соответствуя информации на инсдвиг записанных в первом регистре 18 дан- формационных входах первой группы блока ных право (т,е. на один шаг в прямом на при штатной работе шагового двигателя и правлении) и появление на выходах этого устройства.Покакдомутактовомуимпульсу регистра кодовой комбинации, соответству . таким образом происходит сдвиг кодовой ющей включечию обмоток шагового двига- комбинации в одном из регистров (формителя 5 в следующем такте. Одновременно рование следующего заданного коммутациперепадом синхроимпульса из 0 в 1 под- ионного состояния) и сравнение тверждается состояние первого триггера 11 содержимого второго из регистров, равного (при отсутствии сигнала реверса) и второго 15 при штатной работе шагового электропритриггера 12, в то время как в третий триггер . вода фактическому состоянию последнего.13 с его информационного входа запишется . после прохождения тактового импульса и . сигнал высокого уровня, что приводит к бло- завершения переходных процессов.кировке первого элемента И 16 и разреше- При изменении направления движения нию прохождения отрицательных 20 путем подачи сигналов низкого уровня с высинхроимпульсов через второй элемент И хода направления блока 1 на соответствую, на второй вход которого через второй щий вход коммутатора 4 фаз уровни элемет ИЛИ 15 с инверсного выхода треть- сигналов на входахпервого элемента ИСК- его триггера 13 поступает разрешающий ЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 становятся одинковысигнал низкого уровня. Сигнал низкого 25 ми и на третий и четвертый уровня с инверсного выхода третьего триг- . информационные входы второго мульти- гера 13 поступает такжена второй и третий плексора 9 с выхода элемента 6 поступает информационные входы третьего мульти- сигнал низкого уровня, С выхода второго плексора 10 и,при сохранении вышеуказан-мультиплексора 9 при этом независимо от ного режима, несимметричной коммутации. 30 состояния его адресных входов снимается проходит на выход этого мультиплексора исигнал низкого уровня, подтверждающий далее на информационный вход третьего открытоесостояние одного из элементов 16, триггера 13, подготавливая его к перебросу 17 и снимающий запрет на прохождение в следующем такте коммутации и обеспечи- через второй из этих элементов отрицательвая тем самым работу третьего триггера в 35 ного синхроимпульса, формируемого на счетном режиме при несимметричном ре- втором выходе элемента 3 по очередному жиме коммутации, тактовому импульсу, обусловившему послеНа адресный вход первого мультиплек- . подачи сигнала реверса отработку двигатесора,8 с прямого выхода третьего триггера лем 5 шага в обратном направлении.13 после выдачи первого тактового импуль . Поокончаниисинхроимпульсаданные в са и прохождения соответствующего ему обоих регистрах 18 и 19 одновременно сдвисинхроимпульса подается сигнал высокого гаются в обратном направлении, третий уровня, обуславливающий прохождение на триггер 13 переключается(к примеру, в едивторую группу (В) информационных входов ничное состояние) и на сравнение с выходов блока 2 задания режима данных с выходов 45 соответствующего регистра выдается сдвивторого реверсивного сдвигового регистра нутая в обратном направлении кодовая ком,т,е. кодовой коминации, уже присутству- бинация, совпадающая с кодовой ющей при штатной работе шагового двига- комбинацией на первой группе информацителя и устройства в целом на первой группе онных входов блока 2 при штатной работе (А) информационных входов блока 2, Тем 50 шагового электропривода в режиме реверсамым на выходе блока 2 после завершения са. Окончанием синхроимпульса в первый переходных процессов и снятия строба по триггер 11 записывается далее сигнал низсигналу с первого выхода формирователя 3 кого уровня и на выходе первого элемента продалкает поддерживаться сигнал отсут- ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 восстанавливаетствия отказа. 55 ся сигнал высокого уровня. Тем самым приПосле подачи очередного тактового им- подаче последующих такотвых импульсовпульса вышеописанный цикл повторяется с первый 16 и второй 17 элементы И вновь той; однако, разницей, что синхроимпульс открываются и запираются поочередноиуссо второго выхода формирователя 3 прохо- тройствоработаетаналогично вышеописандит через открытый второй элемент И 17 на ному.При необходимости перехода на один обоих регистрах выполняется синхронный из симметричных режимов коммутации, ин- сдвиг данных по каждому синхроимупльсу. формацияокоторомзаписана,кпримеруво . На сравнение при этом, однако, выдается втором реверсивном сдвиговам регистре содержимое только второгорегистра 19, в 19, на первый вход выбора режима комму то время как сдвйг данных в первом регисттации 4 фаз с соответствующего выхода бло- ре 18 обеспечиваетвозможность перехода ка 1 задания программы без обесточиванияна симметричныйрежим коммутации, инфазных обмоток двигателя 5 подается сиг- формацияо котором записана вэтом регинал низкого уровня, задающий"- всочета-" стре; либо возможность возврата на нии с сигйалом на втором входе выбора 10 несимметричныйрежимкоммутации, инрежима коммутации коммутатора 4 фаз +, формация окоторрм записана в это регистсимметричный режим коммутациифазных . ре, либо - ьозможность возврата на обмоток двигателя 5.- Одновременно этотнесимметричный- режйм "коммутацйи в люсигналпоступает на младшие адресные вхо-бой требуемыймомент времени без останоды (А) второго 9 и третьего 10 мультиплексо ва Шагового двитателя с обесточиванием его ров; на старших адресных входах (В)фазних обмоток, Припереходе на симметкоторых продолжает сохрайяться:Сигнал". ричный режиЫ коммутации, контролируе- :, низкогоуровня,снимаемййс:выходавторо-" мый с-помощьЮ первого регистра 18, на го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, на . второй:вход выбора режима коммутации входах которого присутствуют сигналы оди О коммутатора 4 фаз с соответствующето вынакового (низкого уровня). ТемСамым с въ-,хода блока 1.задания программыподается хода второго мультиплексора 9. будет-потенциальный сигйалвысокогоуровня при постоянно снйматьсясигнал низкого уров- ","Сохранении.: сигналов "низкого уровня йа ня, присутствующий на первом информаци-:. первомвходевыборарежима коммутации и онном входе этого мультиплексора и 25 входе для:задания количества возбуждендеблокйрующий первый 16 й второй 17 эле-. ных фаз, В "этом слУчае нэмладшихадрес- менты И независимо от состояния третьего, ных входах второго:9 -и третьего 10 триггера 13, на информационный вход кото-" : мультйплексоров сохраняется сигнал низрого с выхода третьего мультйплексора 10. : кого уровня,"в то"время какнз старшиеадпослезаданиявышеописанногосимметричресйые. входы этйх мультиплексоров ного режима коммутации постоянйо посту-":. начинает поступать сигналвысокого уровйя пает сигнал высокого уровня. После . с выхода этогоэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ прохождения очередного тактового им пуль-,. ИЛИ 7, йамоды которого подаются сигналы са коммутационное состояние шагового:. разнйх"уровней; .Навыходы второго 9 и двигателя 5 при штатной работе будет сост третьего 10 мультиплексоров в этихусловиветствовать кодовой комбийации на выходе "." ях проходят сигналы соответственно.с четвторого регистра 19, выдаваемой йа Сравне- ., вертого и второго йнформацйонных входов, ние.после установки третьего триггера 13 в . т,е, сигналынизкого уровня. После прохожединичное состояние (либо подтверждения- " денйя очередного тактового импульса и соэтого состояния) окончанием соответствую ответствующего ему синхроимпульса щего синхроимпульса. При выдаче следую- третий триггер 13 установитсяв нулевое сощего тактового импульса и изменения стояние (либо это состояйие будет подтверкоммутационного состояния шагового. дви-"ждено), обеспечивая в дальнейшем выдачу гателя 5 соответственно заданному симмет-на сравнение содержимого только первого ричному режиму коммутации 45 регистра 18 при синхронном сдвиге данных синхроимпульс, формируемый на- втором во втором регистре 19; Возврат на несимвыходеэлемента 3 аналогичновышеописан-: метричный режим. коммутации происходит ному; не изменит единичное состояние: при подаче одной из соответствуащих этотретьего триггера 13,. но обусловйт синхрон- му режиму комбинацийпотенциальных сигный сдвиг кодовых комбинаций, записан "налов на первый и второй входы выбора ных в первом 18 и втором 19 регистрах,. режима коммутации и входдля эаданиякопричем на сравнение. вновь будет выдано личества возбужденных фаз коммутатора 4 содержимоевторогорегистра 19,соответст- фаз с соответствующих вьйодов блока 1; вующее коммутационному состоянию шаго- Все возможные сочетания потенциальных ваго двигателя при отсутствии сбоев в 55 управляющихсигналов на вышеуказанных работе последнего. Благодаря наличию сиг- трех входах коммутатора 4 фаз с указанием нала низкого уровня на выходе второго . контролируемых приэтом режимов комму-мультиплексора 9 и тем самым: на вторых тации прйведены в таблице.входах первого 16 и второго 17 элементов И При любом отклонении от .заданного при симметричном режиме коммутации в коммутационного состояния, к примеру, наличии невключенной фэзной обмотки двигателя, которая должны быть включена, при нештатном обесточивании либо зэкорачивании на шину питания нескольких либо всех фазных обмоток как при движении, так и в режиме стоянки кодовые комбинации на первой и второй группах информационных входов блока 2 будут отличаться друг от друга и после снятия строба на,.выходе блока 2 задания режима появится сигнал низкого уровня, т.е. с гнал отказа. Поступая на блок 1 задания программы, сигнал отказа обуславлицгет прерывание выполняемой программы и может быть дополнительно использован для аварийной сигнализации, блокировки управляемого обьекта и т,д,Таким образом, предлагаемое устройство для программного управления шаговым двигателем обладает более высокими надежностью и быстродействием в сравнении с известным техническим решением, обеспечивая переход с одного режима коммутации на другой (в т.ч, с несимметричного на один из симметричных и наоборот) в любой момент времени без останова шагового двигателя, обесточивания его фазных обмоток и последующей установки в исходное состояние, что особенно важно и ри отработке перемещений на различных режимах с повышенными требованиями к быстродействию всей системы в целом, а также в тех случаях, когда обесточивание обмоток двигателя в процессе отработки перемещений либо при переходе с одного режима на другой не допускается по условиям эксплуатации системы,Формула. изобретения Устройство для программного управления шаговым двигателем, содержащее блок задания программы, блок заданий режима, формирователь синхро- и стробимпульсов, первый, второй и третий триггеры, первый и второй элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. первый мультиплексор, первый и второй реверсивные сдвиговые регистры, логический коммутатор и коммутатор фаз, выходы которого подключены к шаговому двигателю, а тактовый вход, вход направления, установочный вход, вход задания количества возбужденных фаз и первый вход выбора режима коммутации соединены с соответствующими выходами блока зада- ния программы, вход которого связан с выходом блока задания режима, вход стробирования которого соединен с первым выходом формирователя синхро- и стробимпульсов, первый и второй входы которого подключены к установочному и тактовому выходам блока задания программы, второй выход формирователя синхро- и стробимпульсов соединен с тактовыми входами первого, второго и третьего триггеров и первыми входами первого и второго эле ментов И, вторые входы которых подключены к выходам соответСтвеннО первого и второго элементбв ИЛИ, первые входы подключены соответственйб к прямому и инверсному выходам третьего триггера, 10 прямой выход которого связан с адреснымвходом первого мультиплексора, первая и вторая группы информационных входовкоторого подключены к разрядкым выходам (соответственно первого и второго ревер сивных сдвиговых регистров, входы сдвигакоторых соединены с выходами соответственно первого и вторОго элементов И, входы реверса обьединекы с входами направления коммутатора фэз, информационным 20 входом первого триггера и йервым входомпервого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.второй вход которого соединен с выходом первого триггера. вход установки вединичное состояние которого подключен к инвер сному выходу второго триггера,информационный вход которого связан с общей шиной, вход установки в единичное состояние соединен с установочным выходом блока задания программы, выход зада ния количества возбужденных фаз которогоподключен к адресному входу логического коммутатора, группа икформационных входов которого подключена к группе выходов коммутатора фаз, группа выходов соедине на с группой информационных входов второго. реверсивного сдвигового регистра, вход записи которого подключен к инверсному выходу воторого триггера и объединен с входом записи первого ревеосивного 40. сдвигового регистра, группа информационных входов которого подключена к группе выходов коммутатора фаэ и объединена с первой группой информационных входов блока задания режима, вторая группа ин формационных входов которого соединенас группой выходов первого мультиплексора, о т л и ч э ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия путем корректного переключения режима 50 коммутации без остановов шагового двигателя, в него введены второй элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй и третий мультиплексоры, входы стробирования которых подключены к прямому выходу второ го триггера, младшщие адресные входысоединены с первым выходом выборг рекима коммутации блока задания прогроммы, второй выход выбора режима коммутации которого соединен с соответствующим входом коммутатора фаз и первым входом вто