Устройство для управления шаговым двигателем

(19) (11) ф(51) Н 02 Р 8/00 ТЕН ЕЛЬСТВ ачала отсчета, доп ент ИЛИ-НЕ, шины " ая установка" и тр лнительн ест" иггер, сом с уста счетчика элеачаль- диненный инверсным выхо входом реверсивног ми уходами третьег ментов ИЛИ-НЕ, вто овочными первы" етвертого элеход последн с выходом ег которых сое ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт научного приборостроения(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ, содержащее компаратор, соединенный первым входомс информационным входом устройства,а вторым - с выходом реверсивногосчетчика, связанного счетным входомс тактовым входом устройства, такжесвязанного с тактовым входом коммутатора, снабженного входом направле.ния вращения и подключенного выхода.ми к Лазам двигателя, четыре элемента ИЛИ-НЕ, инвертор, соединенныйвходом с выходом равенства компаратора, и общую шину, о т л и ч а ю -щ е е с я тем,. что, с целью повышения надежности, в него введены связанный с валом двигателя датчик неравенства компаратора, а выход - с входами направления счета реверсивного счетчика и направления вращения коммутатора, второй вход третьего элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом инвертора, подключенного своим входом также к первому входу второго элемента ИЛИ-НЕ, соединенного вторым своим входом с тактовым входом устройства и первым входом допол нительного элемента ИЛИ-НЕ, подключенного вторым входом к выходу третьего элемента ИЛИ-НЕ, а выходомк тактовому входу коммутатора, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен со счетным входом реверсивного счетчика, вход установки в "0" триггера подключен к шине "Начальная установка" и к первому входу первого элемен,та ИЛИ-НЕ, соединенного вторым входом с датчиком начала отсчета, а выходом - с входом установки в "1" триггера, подключенного счетным входом к шине "Тест", а инормацион. ным входом - к общей шине.Изобретение относится к электро-технике, а именно к управлению шаговыми двигателями, и может быть использовано в автоматических регистрирующих приоорах. 5Известно устройство для управления шаговым двигателем, содержащее сумматор генератор импульсон,коммутатор Ааз шагового двигателя Я,Недостатком этого устройства является отсутствие обратной связи,что снижает надежност, обработки заданной инАормации.Наиболее близким к изо." тениюявляется устройство для управления 15шаговым двигателем, содержащее компаратор, соединенный первым входомс информационным входом устройства,вторым входом - с выходом реверсивного счетчика, связанного с тактовым уцвходом коммутатора, снабженного входом направления вращения и подключенного выходами к Фазам двигателя, четыре элемента ИЛИ-НЕ, инвертор, соединенный входом с выходом равенства 25компаратора, и общую шину 12,Недостатком такого устройстваявляется возможность накаппиванияошибки из-эа ложных срабатыванийсчетчика и потерь шагов двигателя,что снижает надежность работы.Цель изобретения - повьппение надежности устройства,Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управле ния шаговым двигателем, содержащее компаратор, соединенный первым входом с информационным входом устройства, а вторым - с выходом реверсивного счетчика, связанного счетным 4 О входом с тактовым входом устройства, также связанного с тактовым входом коммутатора, снабженного входом направления вращения и подключенного выходами к Лазам двигателя, четыре элемента ИЛИ-НЕ, инвертор, соединенный входом с выходом равенства компаратора, и. общую шину, вв дены связанный с валом двигателя датчик начала отсчета (ДНО), дополнительный ф элемент ИЛИ-НЕ, шины "Тест" и "Начальная установка и триггер, соедйненный инверсным выходом с установочным входом реверсивного счетчика и первыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ-НЕ, второй вход последнего из которых соединен с выходом неравенства компаратора, а выход - с нходами направления счета реверсивного. счетчика и направлен:я вращения коммутатора, второй вход третьего элемента ИЛИ-НЕ соединен с вьгходом инвертора, подключенного своим входом также к первому входу второго элемента ИЛИ-НЕ, соединенного вторым своим нходом с тактовым входом устройства и первым входом дополнительного элемента И-НЕ, подключенного вторым входом к выходу третьего элемента ИЛИ-НЕ, а ныходомк тактовому входу коммутатора, выход второго элемента ИЛИ-НЕ.соединен со счетным входом реверсивного счетчика, вход установки н 0 триггера подключен к шине Начальная установ.ка" и к первому входу первого элемента. ИЛИ-НЕ, соединенного вторым входом с датчиком начала отсчета, а ныходом - с входом установки в 1 триггера, подключенного счетным нходом к шине "1 ест 1, а информационным входом - к общей шине.На фиг.1 приведена функциональная схема .устройства, на фиг.2 временные диаграммы сигналов на основных элементах устройства.Устройство (Аиг,1) состоит из пяти днухвходовых элементов ИЛИ-НЕ 1-5, инвертора б, реверсивного счетчика 7 триггера 8, инверсный выход которого соединен с установочным входом счетчика 7, компаратора 9, первый вход которого соединен с информационным входом устройства, а второй - с выходом счетчика 7, коммутатора 10, тактовый вход которого соединен с выходом пятого элемента ИЛИ-НЕ 5 а вход направления вращения соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ-НЕ 4, шагового двигатеггя 11 Лазы которого соединены с выходами коммутатора 10, ДНО 12, связанного с ротором двигателя, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ 1.Устройство работает следующим образом.В период времени г,о - 11 (Лиг;27 напряжение питания отсутствует и состояние элементов схемы неопределенное. И момент времени 11 на вход начальной установки поступает команда в виде прямоугольного импульса единичного (высокого уровня, которая формируется устройством (не показано)при включении питания. При этом триггор 8 устанавливается и нулевое положение, и единичный уровень с егоинверсного выхода поступает на установочный вход счетчика, сбрась 1 ваяего в 0, на первый вход элемента1ИЛИ-НЕ 3, разрешая прохождение тактовых импульсов, подаваемых на тактовый вход устройства, на одноименный вход коммутатора 10 и на первыйвход элемента ИЛИ-НЕ 4, задавая направление вращения ротора шагового.двигателя 11 и переключая счетчикна режим вычитания,В период времени 1 - 1 ротордвигателя 11 вращается в сторонуначала отсчета (начала шкалы). Вмомент времени 11 ДНО 12 устанавливается в положение, соответствующееначалу отсчета, и ня его выходе вырабатывается сигнал нулевого уровня,который через элемент ИЛИ-НЕ 1 переводит триггер 8 в единичное состояние (сигнал нулевого уровня наинверсном выходе), При этом счетчик7 переводится в режим сложения, якоммутатор 10 обеспечивает вращениедвигателя 11 от начала отсчета.4Рассмотрим случай, когда числоА, подаваемое на информационныйвход устройства (фиг,1), равно нулю,Этому случаю соответствует моментвремени 1- 1 (фиг.2) . Так кяк числоВ, вырабатываемое на выходе счетчика7, также равно нулю, то на выходеравенства (равно) компяратора 9формируется сигнал единичного уровня, а на виходе не 1 авенства (меньше) - сигнал нулевого уров;я. Сигнал единичного уровня с выхода равенства компаратора 9 подается на элемент ИЛИ-НЕ 2 и инвертор 6, : апрешяяпрохождение тактовых импульсов насчетный вход счетчика 7 и тактовыйвход коммутатора 10, В результатерабочий орган, связанный :. двигателем 11, находится в исходном положе"нии (в начале шкалы).При поступлении на информационный вход числа АЮ (момент ьремеиифиг.2) на выходе равенства компяраторя 9 вырабатывается сигнал ну"левого уровня. При этом разрешается прохождение тактовых импульсов на входы счетчика 7 и коммутатора 10. В,период времени 11- т 4 шаговый двигатель перемещает рабочий орган (не показан) и ДНО 12 от начала шкалы в положение, соответствующее заданному числом А, Счетчик 7 считает числоимпульсов, поступивших на вход коммутатора 10, каждому из которыхсоответствует поворот ротора двигатепя 11 на один шяг.В момент времени 14 (фиг,2) входное число А становится меньше, чемчисло В, записанное в счетчике /.При этом ня выходе неравенства компаратора 9 (меньше) вырабатываетсясигнал единичного уровня, который,проходя через элемент ИЛИ-НЕ 4, изменяет направление счета счетчика 7и направление переключения фаз двигателя коммутатором 10 ня обратное.В период времени 14- 1обеспечивается движение к началу шкалы, асчетчик 7 работает в режиме вычита 25 ния. Когда А=В (момент 5, Фиг.2)на выходе равенства компяратора 9вырабатывается сигнал единичногоуровня, что приводит к запрещениюпрохождения тяктовь 1 х импульсов навходы счетчика 7 н коммутатора 10(период -1,фиг.2),В момент времени т 6 от внешнегоустройства (не показано) на входТест подается команда в виде прямоугольного единичного импульса,35который своим передним фронтомустанавливает триггер 8 в нулевоеположение. При этом работа устройства происходит аналогично периоду40времени 1 - ,В момент времениустройство устанавливается в положение, соответствующее началу отсчета (началу шкалы),В дальнейшем описанный цикл работы45повторяется с периодичностью подачивходного числа А и команды на вход тест.Периодический контроль работыустройства с установкой его в исходное .положение по сигналу датчика на 5 Очала отсчета повышает надежностьустройства и точность обработки за"данного перемещения.