Устройство для управления шаговымдвигателем

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советски кСоциалисттеческихРеспублик(088.8) во делам изебретеиий и открытий(72) Авторы изобретения А. Н. Фойда, В. А. Скомров и В. П. Самуйленко 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЬ ДВИГАТЕЛЕМент ИЛИ, неток шагового инеи с выхос соответстВыход триглокирующему других входа енно с выхом устройства Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть применено в коммутаторах шаговых двигателей 4 в исполнительных устройствах приборов автоматики и вычислительной техники.Известно цифровое устройство для управления шаговыми двигателями 11, содержащее блок входных воздействий, преобразователь кода, логические блоки по числу шаговых двигателей, каждый логический блок содержит триггер отработки и то триггер знака, выходы которого подключены соответственно к первым входам двух элементов И. Установочные входы триггера отработки и триггера знака каждого логического блока и вход преобразователя соединены с выходом блока входных воздей- т ствий, вход которого подключен к первому входу преобразователя иода.Устройство содержит также формирователь серии импульсов, вход которого соединен со вторым входом преобразователя кода и вторым входом первого элемента И каждого логического блока, второй вход второго элемента И которого подключен к выходу формирователя серии импульсов. В каждый логический блок введены элем реверсивный коммутатор обмо двигателя, вход которого саед дом элемента ИЛИ, выход - вующим выходом устройства. гера отработки подключен к б входу элемента ИЛИ, два которого соединены соответств дами элементов И. Недостатко является сложность. Наиболее близким к изобретению техническим решением является цифровая система для управления шаговым двигателем 2, содержащая первый и второй элементы И - НЕ, выходы которых подключены к соответствующим входам третьего элемента И - НЕ, первые входы - через соответствующие переключатели к шине корпуса и через резисторы к шине питания, вторые входы - к управляющему входу устройства, третьи входы к разрешающему входу устройства, а четвертые входы первого и второго элементов И - НЕ подключены соответственно к входу и выходу первого элемента НЕ, вход которого соединен с знаковым входом устройства, а также счетный триггер, нулевой вход которого через конденсатор соединен с шиной корпуса и через резистор с шиной питания, а счетный вход - с выходомтретьего элемента И - НЕ, и блок усилителей мощности, к выходам которого подключены соответствующие фазные обмотки, ак входам - выходы второго, третьего, четвертого и пятого элементов НЕ.Недостатком устройства является сложность и, следовательно, малая надежность,так как пересчетная часть выполнена в виде реверсивного счетчика, для реализациикоторого требуется большое количество дискретных элементов.Целью изобретения является упрощениеустройства.Эта цель достигается тем, что в предложенное устройство введены первый элемент2 И в ИЛИ в и последовательно соединенные второй элемент 2 И в ИЛИ в и01-триггер, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входамитретьего и пятого элементов НЕ и с первыми входами элемента 2 И - ИЛИ - НЕ, вторые входы которого подключены к соответствующим выходам счетного триггера, авыход - к входу второго элемента НЕ, входи выход которого соединены с первыми входами второго элемента 2 И - ИЛИ - НЕ, вторые входы которого подключены к входу ивыходу первого элемента НЕ, нулевой вход01-триггера соединен нулевым входом счетного триггера, а тактовый вход - с выходомтретьего элемента И - НЕ, причем выходвторого элемента НЕ соединен с входом четвертого элемента НЕ.Принципиальная схема устройства приведена на фиг. 1, а временная диаграмма егоработы - на фиг. 2,Устройство содержит счетный триггер 1,0-триггер 2, первый 3, второй 4, третий 5элементы И - НЕ, первый 6, второй 7, третий 8, четвертый 9 и пятый 10 элементы НЕ,первый 11 и второй 12 элементы 2 И - ИЛИ -НЕ, резисторы 13, 14, 15, конденсатор 16,переключатели 17 и 18, разрешающий вход19, управляющий вход 20, знаковый вход21, блок усилителей мощности 22 и фазныеобмотки 23.Устройство работает следующим образом.В первоначальный момент времени Т 1напряжение питания на схему не подается.В это время на выходах и входах всех элементов схемы присутствует потенциал, равный потенциалу О, т. е. потенциал корпуса.Потенциал О также и на конденсаторе 16,который подсоединен к входам триггеров 1и 2. 55 При включении напряжения питания потенциал на выводе конденсатора начинает повышаться и через некоторое время (момент Т 2) достигает потенциала 1. Время от Т 1 до Т 2 достаточно для установки триг 5 1 О 15 2 О 25 зо 35 4 О 45 50 геров 1 и 2 в первоначальное состояние О. На нулевых выходах триггеров 1 и 2 будут высокие потенциалы, которые поступают на входы элемента 2 И - ИЛИ - НЕ 11, и на выходе данного элемента будет низкий потенциал, который вызывает на выходе элемента НЕ 7 высокий потенциал. Высокий потенциал также будет на выходе элемента НЕ 8, так как на входе элемента НЕ 8 - низкий потенциал. Высокие потенциалы на выходах элементов НЕ 7 и 8 открывают транзисторы в блоке усилителей мощности 22 и соответствующие фазные обмотки возбуждаются,В момент ТЗ на знаковый 21 и разрешающий 19 входы приходит высокий потенциал. Высокий потенциал вызывает на выходе элемента НЕ 6 в момент Т 4 низкий потенциал. В момент Т 4 на управляющий вход 20 приходит первый положительный импульс, который вызывает на выходе элемента И - НЕ 3 в момент Т 5 низкий потенциал и на выходе элемента И - НЕ 5 в момент Т 6 высокий потенциал. Высокий потенциал на выходе элемента И - НЕ 5 вызывает срабатывание в момент Т 7 счетного триггера 1, на единичном выходе которого появляется высокий потенциал, а на нулевом выходе - низкий. Разные состояния триггеров 1 и 2 вызывают на выходе элемента 2 И - ИЛИ - НЕ 11 в момент Т 8 появление высокого потенциала, который вызывает в момент Т 9 на выходе элемента НЕ 7 низкий потенциал, а последний вызывает в момент Т 10 на выходе элемента 2 И - ИЛИ - НЕ 12 высокий потенциал. Следующий положительный импульс в момент Т 14 на выходе элемента И - НЕ - 5 установку счетного триггера 1 в О, а триггера 2 в 1, При этом потенциалы на выходах элементов 11, 7 и 12 не изменятся. В момент Т 22 на выходе элемента И - НЕ 5 появляется третий положительный импульс, который устанавливает триггер 1 в состояние 1. Одинаковое состояние триггеров 1 и 2 вызывает низкий потенциал на выходе элемента 2 И - ИЛИ - НЕ 11, который, в свою очередь, в момент Т 25 вызывает на выходе элемента НЕ 7 высокий потенциал, а тот, в свою очередь, в момент Т 26 вызывает на выходе элемента 2 И - ИЛИ - НЕ 12 низкий потенциал.В момент Т 30 на выходе элемента И - НЕ 5 появляется четвертый положительный импульс, который устанавливает в момент Т 31 триггеры 1 и 2 в состояние О. Потенциалы на выходах элементов 11, 7 и 12.не изменятся. В момент Т 38 на выходе элемента И - НЕ 5 появляется пятый положительный импульс, который устанавливает триггер 1 в состояние 1. Различное состояние триггеров 1 и 2 вызывает появление в момент Т 40 на выходе элемента НЕ 11 высокого потенциала, который вызывает появление виспользуется всего десять логических элементов, два триг,;, семь резисторов, четыре транзистора, четыре диода и один конденсатор.Т.-:.и . образом, число логических элелентов уменьшилось на 60 О/О, число триггеров - - на 33% число резисторов - на 30%, а чис;о конденсаторов - на 50 О/о.Об 1 цее упрощение схемы предложенного устройства не менее 40%1 О гателем, одержащее первый и второй элементы И- - НЕ, выходы которых подключены к соответствующим входам третьего элемента И - НЕ, первые входы - через соответствуюгцие переключатели к шине нулевого потенциала и через резисторы к источнику папряжения, вторые входы - к управляющему входу устройства, третьи входы - к разрешающему входу устройства, а четвертые входы первого и второго элементов И - НЕ подключены соответственно к входу и выходу первого элемента НЕ, вход 25 которого соединен с знаковым входом устройства, а также счетный триггер, нулевой вход которого через конденсатор соединен с с шиной нулевого потенциала и через резистор с шиной питания, а счетный вход - с выходом третьего элемента И - НЕ, и блок ЗОусилителеи мощности, к выходам которого подключены соответствующие фазные обмотки, к входам - выходы второго, третьего, ,четвертого и пятого элементов НЕ, отличаюи 1 ееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены первый элемент 2 И - ИЛИ - НЕ и последовательно соединенные второй элемент 2 И - ИЛИ - НЕ и Р 1- триггер, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами третьего и пятого элементов НЕ и к первым входам 4 О элемента 2 И - ИЛИ - НЕ, вторые входы которого подключены к соответствующим выходам счетного триггера, а выход - к входу второго элемента НЕ, вход и выход которого соединены с первыми входами второго элемента 2 И - ИЛИ - НЕ, вторые входы которого подключены к входу и выходу первого элемента НЕ, нулевой вход О-триггера соединен с обнуляющим входом счетного триггера, а тактовый вход - с выходом третьего элемента И - НЕ, причем выход второго эле- О мента НЕ соединен с входом четвертого элемента НЕ. момент Т 41 низкого потенциала на выходеэлемента НЕ 7, а тот,в свою очередь, вызывает появление в момент Т 42 высокого потевциала на выходе элемента НЕ 12.В момент Т 42 на вход устройства приходит низкий потенциал, указ.бывающий нато, что вращение двигателя зудет происходить в дальнейшем в обрати, ю сторону.Низкий потенциал на зна.,;,во., е:,од 21вызывает в момент Т 43 высокий потгьциална выходе элемента НЕ б, который вь:зываетв момент Т 45 низкич потенциа:. на ; ходеэлемента 2 И - ИЛИ - НЕ 12.В момент Т 47 на выходе элемента И -ЯЕ5 появляется шестой положительный импульс, который устанавливает триггер 1 всостояние О. Одинаковые нулевые состояния триггеров 1 и 2 вызывают появление вмомент Т 49 на выходе элемента И - НЕ 11низкого потенциала, который вызывает вмомент Т 50 появленис на выходе элементаНЕ 7 высокого потенциала, а тот в свою очередь в момент Т 51 вызывает появлениена выходе элемента 2 И - ИЛИ - НЕ 12 появление высокого потенциала.Седьмой положительный импульс на выходе элемента И - Н.:". 5 устанавливает триггеры 1 и 2 в состояние 1, что при этомпотенциал на выходах элементов 11, 7 и 12не изменится.Восьмой положительный импульс, который появляется на выходе элемента И - НЕ 5в момент Т 63 устанавливает триггер 1 в состояние О, что в свою очередь вызываетпоявление на выходе элемента 2 И -- ИЛИ -НЕ 11 в момент Т 65 высокого потенциала,а на выходах элементов 7 и 12 в момент Тббнизкого потенциала.Девятый импульс появляется на выходеэлемента И - НЕ 5 в момент Т 71 и устанавливает триггер 1 в состояние 1, а триггер2 в состояние О. Потенциалы на выходахэлементов 7, 12 и 11 не изменятся.Аналогично устройство работает при прохождении на вход 20 дальнейших положительных импульсов.Потенциалы на выходах элементов НЕ 8,9 и 10 повторяют с инверсией потенциалына выходах соответственно единичного выхода триггера 2, выходы элемента НЕ и нулевого выхода триггера 2.Внизу на временной диаграмме фиг. 2цифрами 1 - 1 Ъ" обозначены номера комбинаций возбуждения обмоток шагового двигателя, которые получаются при управлениипринятыми на временной диаграмме импульсами(на временной диаграмме задержка срабатывания элементов схемы выбрана оченьбольшой, соизмеримой с периодом импульсов),Таким образом, благодаря введению всхему Р 1-триггера и двух элементов 2 И - 5ИЛИ - НЕ и определенному соединению элементов схемы удалось значительно упростить устройство. В предлагаемом устройстве Формула изобретения Устройство для управления шаговым дви Источники информации,принятые во внимание при экспертизе819795 Фиг. / Т ТО 120 тО т 40 тра тбО т 70 7 ВО витель Г. Неф А. Бойкас 940 Редактор Л. Утехин Заказ 1329/28 орректор М. Демчиодписное го ий ау жго СостаТех ред ТиражГосударственн лам изобретен ква, Ж - 35, Патент, г. У ВНИИПИ по д 113035, Мо илнал ППП