Устройство для программного управления шаговыми двигателями

Союз Советски кСоцкетткстическккРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М, Кл. с присоединением заявки РЙ -Я 05 В 19/40 Ьеударетееииый комитет СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВИМИ ДВИГАТЕЛЯМИ Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для использования в автоматизированных системах управления на базе цифровых вычислительных машин (ЦВМ).Известно устройство для управления щаговыми двигателями, содержащие БВМ, регистры, счетчики, триггеры, схемы переключения щаговых двигателей, элемен 1 О ты И, генератор тактовых импульсов Я.Недостатками этого устюйства являются низкая точность и ограниченная область применения.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройсво для управления щаговыми двигателями, содержащее блок задания программы, вход которого подключен к первым входам первых элементов И, первый вью ход - к первому входу счетчика импульсов, второй выход - ко входам первых триггеров, третий выход - к первому входу второго триггера, второй нход которого соединен с выходом счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, выходы счетчика импупьсов соединены с первыми входами первых элементов И, вчо рые входы которых подключены к выходу первого элемента ИЛИ, первый вход вто рого элемента И соединен с выходом ге нератора импульсов, второй вход - с выходом второго триггера, и усилители, выходы которых подключены ко входам шаговых двигателей 21.Недостатком этого устройства является ограниченная область применения.Белью изобретения является расширение области применения устройства.Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство содержит регистры, вторые и третьи элементы ИЛИ, третьи, четвертые и пятые элементы И и дешифратор, щца которого соединен с четвертым выходом блока задания программы, а выходы - с первыми входами третьих и.четвертых элементов3 73И, вторые входы третьих элементов Исоединены с выходами усилителей, а выходы - со входами вторых элементов ИЛИ,выходы которых подключены к первымвходам регистров, вторые входы которыхсоединены с выходами пятых элементовИ, выходы регистров соединены со входами третьих элементов ИЛИ, выходы которых подключены ко вторым входам четвертых элементов И, выходы четвертыхэлементов И соединены со входами усилителей, первые входы пятых элементовИ соединены с выходами первых триггеров, а вторые входы - с выходом второго элемента И.Функциональная схема предлагаемогоустройства показана на чертеже.Устройство содержит блок заданияпрограммы 1, дешифратор 2, генераторимпульсов 3, регистры 4 и 5, усилители 6, счетчик импульсов 7, первые элементы И 81, 8, второй элемент И 9,первые триггеры 10 и 11, второй триггер 12, первый элемент ИЛИ 13, шаговые двигатели 14, третьи элементыИ 15 15, вторые элементы ИЛИ161 ,16, третьи элементы ИЛИ1717,1, пятыеэлементы И 18 и 19и четвертые элементы И 20, 20 п.Устройство работает следующим образом,Елок задания программы 1 производит одновременную выдачу кода числа,. предназначенного к выводу на двигатель14, по шине числа на счетчик 7, знака,числа по шине передачи знака числа натриггеры 10 и 11, адреса данного двигателя 14 по шине передачи кода адреса двигателя в дешифратор 2 и управляющего сигнала по шине управления на"единичный" вход триггера 12.Сигнал с выхода дешифратора 2 является разрешающим для элементовИ 20.,20 п и 15, 15 п 1 ь принадлежащих выбранному двигателю 14. Приполучении этого сигнала состояния фазданного,чвигателя 14 передаются отусилителей 6 через элементы И 15и элементы ИЛИ 16 на установочныевходы регистров 4 и 5, устанавливаяих в состояние, соответствующее состоянию фаз выбранного к выводу двигателя 14,Параллапьно с этим сигнал с выходатриггера 12 разрешает прохождение через элемент И 9 тактового импульсаот генератора 3 импульсов на счетныйвход счетчика 7 и на первые входы зл 10 15 20 25 30 35 40 45 0 55 ментов И 18 и 19, В зависимости от знака числа, предназначенного к выводу на двигатель 14, тактовый импульс праходит на счетный вход регистра 4 положительного или 5 отрицательного вращения двигателей, так как разрешение приходит на второй ьход элемента И 18 или 19 от триггера 10 или 11 знака в соответствии со знаком числа.Поступающий на счетные входы счетчика 7 и регистров 4 положительного и 5 отрицательного вращения двигателей тактовый импульс уменьшает содержимое счетчика 7 на единицу и устанавливает регистры 4 и 5 в состояние, соответствующее следующему распределению фазных сигналов на обмотках двигателя. С выходов регистров 4 и 5 это состояние передается через элементы ИЛИ 17 по фазным шинам на первые входы элементов И 20 201, принадлежащих к канаду выбранного двигателя, и через усилители 6 передается на обмотки двигателя 14, переключая его фазы, что вызывает поворот ротора двигателя 14 на один шаг в сторону положительного или отрицательного вращения в зависимости от знака числа.Уменьшенное на единицу содержимое счетчика 7 при получении разрешающего сигнала от элемента ИЛИ 13 переписывается с элементом И 8 в блок 1 по шинам перезаписи числа.Описанное выше представляет собой единичный цикл работы устройства. Частота повторения единичного цикла определяется частотой работы блока 1,Следующий единичный цикл работы устройства начинается с одновременной выдачи блоком 1 кода числа, предназначенного к выводу двигатель 14, по шине числа на счетчик 7; знака числа по шине передачи знака числа на триггеры 10 и 11; адреса шагового двигателя по шине передачи адреса двигателя в дешифратор 2 и управляющего сигнала по шине управления на "единичный вход триггера 12. Отличие этого единичного цикла от первого состоит в том, что к выводу выбран следующий двигатель 14 и соответственно изменены коды адреса двигателя, числа, подлежащего выводу на него, и знак числа. В остальном единич ные циклы идентичны.Смена адресов двигателей (единичные циклы) происходит дотех пор, пока на все двигатели 14 не будет произведен вывод одного тактового импульса (дви 5 7346 гатели отработают один шаг). На этом заканчивается один полный цикл работы устройства, частота повторения которс- го равна рабочей частоте двигателей.Полные циклы работы устройства продолжаются до тех пор, пока на все двигатели 14 не будет произведен вывод соответствующих величин, Вывод величины на двигатель прекращается, как только содержимое счетчика 7 становится рав О нум нулю,Предложенное устройство можно применять для управления шаговыми двигателями, работающими в режиме непрерывной отработки величины (в режиме непр 15 рывного слежения) что позволяет исключить режим разгона-торможения для щаговых двигателей, а время отработки величины сделать зависящим только от самой величины, что особенно важно дпя устройства, работающего в реальном масштабе времени.Применение предлагаемого устройства позволяет отказаться от раздельных для каждого шагового двигателя схем25 переключения фаз, что дает возможность уменьшить габариты устройства и его стоимость, Предварительный расчет показывает, что стоимость предлагаемого устройства при применении его для управ 30 ления 50 шаговыми двигателями будет в 2-3 раза ниже стоимости известных устройств.формула изобретенияУстройство для программного управления шаговыми двигателями, содержащее блок задания программы, вход которого подключен к первым входам первых элементов И, первый выход - к первому входу счетчика импульсов, второй выход - ко ьходам первых триггеров,третий выход - к первому входу второготриггера, второй вход которого соединенс выходом счетчика импульсов, второйвход которого соединен с выходом второго элемента И, выходы счетчика импульсов соединены с первыми ьходамипервых элементов И, вторые ьходы которых подключены к выходу первого элемента ИЛИ, первый вход второго элемента И соединен с выходом генератора импульсов, второй вход - с выходом второго триггера, и усилители,выходы которых подключены ко входамшаговых двигателей, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения области применения устройства, оно содержитрегистры, вторые и третьи злементыИЛИ,третьи, четвертые и пятые элементы Ии дешифратор, вход которого соединен счетвертым выходом блока задания программы, а выходы - с первыми ьходамитретьих и четвертых элементов И, вторые ьходы третьих элементов И соединены с выходами усилителей, а выходысо ьходами вторых элементов ИЛИ, выходы которых подключены к первым ьходам регистров, вторые ьходы которыхсоединены с выходами пятых элементовИ, выходы регистров соединены со входами третьих элементов ИЛИ, выходы которых подключены ко вторым ьходам четвертых элементов И, выходы четвертыхэлементов И соединены со входами усилителей, первые входы пятых элементовИ соединены с выходами первых триггеров, а вторые ьходы - с выходом второго элемента И,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 419850, кл, 605 Э 19/40, 1973.2, Авторское свидетельство СССРМ 411436, кл 305 В 19/40, 1973аз 2160/51 Тираж 986 Падл БНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открыгий 113 О 35, Москва, Ж, Раушская наб