JP4796780B2 - Stepping motor drive circuit - Google Patents
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Description
本発明は、ステッピングモータの駆動回路に関する。 The present invention relates to a drive circuit for a stepping motor.
プリンタやスキャナ、デジタルカメラなどの様々な電子機器において、ステッピングモータが活用されている。図8は、2相のステッピングモータのステップ位置の遷移を示す図である。図8の同心円の最も内側に示された2相励磁モードでは、4ステップでモータが回転する。また、その一つ外側に示された1−2相励磁モードでは、その倍の8ステップでモータが回転する。そして、マイクロステップ駆動の一例として最も外側に示された4W1−2相励磁モードでは、64ステップでモータが回転する。なお、実際のステッピングモータにおいては、図8の1回転が数回繰り返されることにより、モータが360°回転することとなる。 Stepping motors are used in various electronic devices such as printers, scanners, and digital cameras. FIG. 8 is a diagram showing the transition of the step position of the two-phase stepping motor. In the two-phase excitation mode shown on the innermost side of the concentric circle in FIG. 8, the motor rotates in four steps. Further, in the 1-2 phase excitation mode shown on the outer side, the motor rotates in 8 steps that is twice as large. In the 4W1-2 phase excitation mode shown on the outermost side as an example of microstep driving, the motor rotates in 64 steps. In an actual stepping motor, one rotation of FIG. 8 is repeated several times, so that the motor rotates 360 °.
このように、ステッピングモータは複数の励磁モードを備えているが、図8における外側の励磁モードになるに連れて、回転の際のステップ数が多くなり、低速ではあるが滑らかで振動が少ない駆動をすることができる。一方、図8における内側の励磁モードになるにつれて、回転の際のステップ数が少なくなり、振動は多少あるが高速な駆動をすることができる。したがって、ステッピングモータの駆動においては、用途や状況に応じて励磁モードを切り替えることが一般的に行われている。 As described above, the stepping motor has a plurality of excitation modes. However, as the excitation mode is changed to the outer excitation mode in FIG. 8, the number of steps at the time of rotation increases, and the driving is slow but smooth and has little vibration. Can do. On the other hand, as the inner excitation mode in FIG. 8 is reached, the number of steps during rotation decreases, and high-speed driving can be performed although there is some vibration. Therefore, in driving the stepping motor, it is generally performed to switch the excitation mode according to the application and situation.
図9は、従来のステッピングモータの駆動回路を示す図である。ステッピングモータの駆動回路は、ステップ位置制御回路201と、駆動制御回路202とを備えている(例えば、特許文献1)。ステップ位置制御回路201には、励磁モードを示す励磁モード信号と、モータの正転・逆転を示すFR信号と、ステップを指示するクロック(CLK)とが入力されている。そして、ステップ位置制御回路201は、クロックに応じて、位相信号(A相,B相)および位相内のステップ位置を示すカウンタ値を、励磁モードに従って更新して出力する。
FIG. 9 is a diagram showing a conventional stepping motor drive circuit. The stepping motor drive circuit includes a step
例えば、図8において励磁モードが4W1−2相の場合、初期位置は位相信号が第1相を示す(正,正)、カウンタ値が“16”(10進)となっている。そして、正転(時計回り)の場合、ステップ位置制御回路201は、クロックに応じてカウンタ値を1ずつ減少更新して出力し、カウンタ値が“0”(10進)になると、第2相を示す(負,正)に位相信号を更新して出力する。その後、ステップ位置制御回路201は、クロックに応じてカウンタ値を1ずつ増加更新して出力し、カウンタ値が“16”(10進)になると、第3相を示す(負,負)に位相信号を更新して出力する。このように、ステップ位置制御回路201は、ステップ位置を指示するための位相信号及びカウンタ値を励磁モード信号及びクロックに応じて更新して出力している。
For example, when the excitation mode is 4W1-2 phase in FIG. 8, the initial position is that the phase signal indicates the first phase (positive, positive) and the counter value is “16” (decimal). In the case of forward rotation (clockwise), the step
駆動制御回路202は、ステップ位置制御回路201から出力される位相信号及びカウンタ値に基づいて、A相のコイル203及びB相のコイル204に供給される電流を制御することにより、モータを所望のステップ位置まで回転させている。
ところで、ステップ位置制御回路201は、励磁モード信号によって励磁モードが切り替わったことを検出すると、位相信号及びカウンタ値を初期位置にリセットし、その後、クロックに応じて切り替え後の励磁モードに基づいて位相信号及びカウンタ値を更新して出力する。そのため、正転動作している際に、切り替え前のステップ位置が第3相または第4相の場合は、モータは正方向に回転して初期位置まで進み、切り替え前のステップ位置が第1相または第2相の場合は、逆方向に回転して初期位置まで進むこととなる。したがって、切り替え時のステップ位置によっては、ステップ位置が半周ほど正回転したり、逆回転したりすることもあり、励磁モードを切り替える際のステップ位置の変化量が大きく、スムーズに励磁モードを切り替えることができなかった。
By the way, when the step
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、ステッピングモータの駆動回路において、励磁モードを切り替える際のステップ位置の変化量を減少させ、スムーズに励磁モードの切り替えを行うことを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce the amount of change in the step position when switching the excitation mode in the drive circuit of the stepping motor and smoothly switch the excitation mode.
上記目的を達成するため、本発明のステッピングモータの駆動回路は、ステッピングモータのステップ位置を指示する位置信号を、励磁モード信号及びクロックに応じて更新して出力する位置制御回路と、前記位置制御回路から出力される前記位置信号に基づいて、前記ステッピングモータの駆動を制御する駆動制御回路と、を備えるステッピングモータの駆動回路であって、前記位置制御回路は、前記励磁モード信号が第1の励磁モードから前記第1の励磁モードよりステップ角の粗い第2の励磁モードへ切り替わったことを検出すると、当該検出時のステップ位置と同位相における前記第2の励磁モードのステップ位置を求め、前記位置信号を、求めた前記ステップ位置に更新して出力し、その後、前記クロックに応じて前記第2の励磁モードに従って前記位置信号を更新して出力することとする。 In order to achieve the above object, a stepping motor drive circuit according to the present invention includes a position control circuit that updates and outputs a position signal indicating a step position of a stepping motor in accordance with an excitation mode signal and a clock, and the position control A drive control circuit for controlling the drive of the stepping motor based on the position signal output from the circuit, wherein the position control circuit has a first excitation mode signal as the first excitation mode signal. When it is detected that the excitation mode is switched to the second excitation mode having a coarser step angle than the first excitation mode, the step position of the second excitation mode in the same phase as the step position at the time of detection is obtained, a position signal, wherein the updating is output to the step position obtained, then, the second excitation in response to said clock And that outputs the update said position signal in accordance with over-de.
また、前記位置制御回路は、前記検出時のステップ位置が前記第2の励磁モードのステップ位置である場合、前記位置信号を、当該検出時のステップ位置から前記クロックに応じて前記第2の励磁モードに従って更新して出力することとしてもよい。 In addition, when the step position at the time of detection is the step position of the second excitation mode, the position control circuit outputs the position signal from the step position at the time of detection according to the clock. It is good also as updating and outputting according to a mode.
また、前記位置制御回路は、前記励磁モード信号が前記第2の励磁モードから前記第1の励磁モードへ切り替わったことを検出すると、前記位置信号を、当該検出時のステップ位置から前記クロックに応じて前記第1の励磁モードに従って更新して出力することとしてもよい。 Further, when the position control circuit detects that the excitation mode signal is switched from the second excitation mode to the first excitation mode, the position control circuit changes the position signal according to the clock from the step position at the time of the detection. Then, it may be updated and output in accordance with the first excitation mode.
また、前記位置信号には、ステップ位置の位相を示す位相信号と、前記位相内におけるステップ位置を示す位相内位置信号とが含まれており、前記位置制御回路は、前記励磁モード信号が前記第1の励磁モードから前記第2の励磁モードへ切り替わったことを検出すると、当該検出時のステップ位置と同位相における前記第2の励磁モードのステップ位置を求め、当該検出時の前記位相信号と、求めた前記ステップ位置に更新した前記位相内位置信号と、を出力し、その後、前記クロックに応じて前記第2の励磁モードに従って前記位置信号及び前記位相内位置信号を更新して出力することとしてもよい。 The position signal includes a phase signal indicating the phase of the step position and an in-phase position signal indicating the step position within the phase. The position control circuit includes the excitation mode signal as the first signal. When it is detected that the first excitation mode is switched to the second excitation mode, the step position of the second excitation mode in the same phase as the step position at the time of detection is obtained, and the phase signal at the time of detection is determined. The in- phase position signal updated to the obtained step position is output, and then the position signal and the in-phase position signal are updated and output according to the second excitation mode according to the clock. Also good.
さらに、前記位置制御回路は、前記位相内位置信号が減少更新されて第1の値となったことを検出すると、前記位相信号を次の位相に更新して出力し、その後、前記励磁モード信号及び前記クロックに応じて前記位相内位置信号を増加更新して出力し、前記位相内位置信号が増加更新されて第2の値となったことを検出すると、前記位相信号を次の位相に更新して出力し、その後、前記励磁モード信号及び前記クロックに応じて前記位相内位置信号を減少更新して出力することとしてもよい。 Further, when the position control circuit detects that the in-phase position signal has been updated to the first value by decreasing, the position signal is updated to the next phase and output, and then the excitation mode signal In response to the clock, the in-phase position signal is updated and output, and when it is detected that the in-phase position signal has been updated to the second value, the phase signal is updated to the next phase. Then, the in-phase position signal may be reduced and updated according to the excitation mode signal and the clock, and then output.
また、さらに、前記位置制御回路は、前記位相信号を出力する位相信号出力回路と、前記位相内位置信号を出力する位相内位置信号出力回路と、を有し、前記位相信号出力回路は、前記位相内位置信号出力回路から出力される前記位相内位置信号が前記第1の値となったことを検出すると、前記位相信号を次の位相に更新して出力するとともに、前記位相内位置信号の増加を指示する増加信号を出力し、前記位相内位置信号出力回路から出力される前記位相内位置信号が前記第2の値となったことを検出すると、前記位相信号を次の位相に更新して出力するとともに、前記位相内位置信号の減少を指示する減少信号を出力し、前記位相内位置信号出力回路は、前記位相信号出力回路から出力される前記増加信号または前記減少信号に基づいて、前記位相内位置信号を、前記励磁モード及び前記クロックに応じて増加更新または減少更新して出力することとしてもよい。 Further, the position control circuit includes a phase signal output circuit that outputs the phase signal, and an in-phase position signal output circuit that outputs the in-phase position signal, and the phase signal output circuit includes the phase signal output circuit, When it is detected that the in-phase position signal output from the in-phase position signal output circuit has reached the first value, the phase signal is updated to the next phase and output, and the in-phase position signal When an increase signal instructing an increase is output, and it is detected that the in-phase position signal output from the in-phase position signal output circuit has reached the second value, the phase signal is updated to the next phase. And outputting a decrease signal instructing a decrease in the in-phase position signal, wherein the in-phase position signal output circuit is based on the increase signal or the decrease signal output from the phase signal output circuit. The phase in the position signal, may output the excitation mode and increased update or decrease Update according to the clock.
ステッピングモータの駆動回路において、励磁モードを切り替える際のステップ位置の変化量を減少させ、スムーズに励磁モードの切り替えを行うことができる。 In the stepping motor drive circuit, the change amount of the step position when the excitation mode is switched can be reduced, and the excitation mode can be switched smoothly.
==駆動回路の構成==
図1は、本発明の一実施形態であるステッピングモータの駆動回路の構成を示すブロック図である。駆動回路は、位置制御回路1及び駆動制御回路2を備えている。位置制御回路1は、ステッピングモータのステップ位置を指示する位置信号を出力する回路であり、位相信号出力回路11、カウンタ12、及びカウンタ制御回路13を含んで構成されている。また、駆動制御回路2は、位置制御回路1から出力される位置信号に基づいて、2相のステッピングモータの駆動を制御する回路であり、変換回路21A,21B、コンパレータ22A,22B、電流制御回路23A,23B、Hブリッジ回路24A,24B、及び抵抗25A,25Bを含んで構成されている。そして、駆動回路には、マイコン等の外部から、励磁モードを示す励磁モード信号と、モータの正転・逆転を示すFR信号と、ステップを指示するクロック(CLK)とが入力されている。なお、駆動回路を構成する位置制御回路1及び駆動制御回路2を集積化することも可能である。
== Configuration of drive circuit ==
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a stepping motor drive circuit according to an embodiment of the present invention. The drive circuit includes a position control circuit 1 and a
本実施形態の駆動回路は、2相励磁モード、1−2相励磁モード、及び4W1−2相励磁モードによってステッピングモータを駆動することが可能である。図2は、各励磁モードにおけるステップ位置の遷移を示す図である。本実施形態においては、2相を構成するA相およびB相がともに正の位相を第1相、A相が負、B相が正の位相を第2相、A相およびB相がともに負の位相を第3相、A相が正、B相が負の位相を第4相と称することとする。 The drive circuit of the present embodiment can drive the stepping motor in the two-phase excitation mode, the 1-2 phase excitation mode, and the 4W1-2 phase excitation mode. FIG. 2 is a diagram showing the transition of the step position in each excitation mode. In this embodiment, the A phase and the B phase constituting the two phases are both positive in the first phase, the A phase is negative, the B phase is in the positive phase, the second phase, and both the A phase and the B phase are negative. These phases are referred to as the third phase, the A phase is positive, and the B phase is negative as the fourth phase.
まず、位置制御回路1の構成について説明する。位相信号出力回路11は、位置信号の一つである位相信号を出力する回路である。位相信号には、A相の位相信号及びB相の位相信号が含まれている。なお、以後の説明において、位相信号(X,Y)はA相の位相信号がXであり、B相の位相信号がYであることを示すこととする。例えば、4W1−2相励磁モードで正転動作している場合、位相信号出力回路11は、現在の位相信号が第1相(正,正)であるときに、カウンタ12から出力されるカウンタ値が“0”(10進)になると、位相信号を第2相(負,正)に更新して出力する。続いて、位相信号出力回路11は、第2相においてカウンタ12から出力されるカウンタ値が“16”(10進)になると、位相信号を第3相(負,負)に更新して出力し、次にカウンタ値が“0”になると、位相信号を第4相(正,負)に更新して出力し、次にカウンタ値が“16”になると、位相信号を第1相(正,正)に更新して出力する。
First, the configuration of the position control circuit 1 will be described. The phase
つまり、位相信号出力回路11は、カウンタ値が“0”になるとA相の位相信号を反転させ、カウンタ値が“16”になるとB相の位相信号を反転させている。なお、FR信号が逆転を示す信号である場合、位相の遷移は正転の場合とは逆に、第4相、第3相、第2相、第1相の順に遷移する。
That is, the phase
カウンタ12は、位置信号の一つである位相内のステップ位置を示すカウンタ値(位相内位置信号)を保持する回路である。そして、カウンタ制御回路13は、カウンタ12に保持されているカウンタ値を、励磁モードに応じて更新する回路である。カウンタ12のカウンタ値は、カウンタ制御回路13からの制御によってクロックのタイミングで更新される。つまり、カウンタ制御回路13は、図2に示したように励磁モードに応じてカウンタ値を更新する。例えば、4W1−2相励磁モードで正転動作している場合、カウンタ制御回路13は、第1相及び第3相においてはカウンタ値を1ずつ減少更新し、第2相及び第4相においては、カウンタ値を1ずつ増加更新する。また、1−2相励磁モードで正転動作している場合、カウンタ制御回路13は、第1相及び第3相においてはカウンタ値を8ずつ減少更新し、第2相及び第4相においては、カウンタ値を8ずつ増加更新する。なお、2相励磁モードで正転動作している場合、カウンタ値は“8”(10進)に固定されている。
The
そして、カウンタ制御回路13は、マイクロステップ駆動等のステップ角が細かい励磁モードから、ステップ角が粗い励磁モードに変更されたことを検出すると、検出時のステップ位置と同位相における変更後の励磁モードのステップ位置にカウンタ値を更新する。例えば、変更前の励磁モードが4W1−2相励磁モード、変更後の励磁モードが1−2相励磁モード、励磁モードの変更が検出された際の4W1−2相励磁モードにおけるステップ位置が第1相のカウンタ値が“3”(10進)のステップ位置である場合、カウンタ制御回路13は、カウンタ値を第1相の1−2相励磁モードのステップ位置を示す“8”(10進)に更新する。その後、カウンタ制御回路13は、変更後の励磁モードに従ってカウンタ値を更新する。
When the
なお、カウンタ制御回路13は、検出時のステップ位置が変更後の励磁モードのステップ位置である場合には、そのステップ位置から、変更後の励磁モードに従ってカウンタ値を更新する。例えば、励磁モードが4W1−2相励磁モードから1−2相励磁モードに変更される場合において、変更が検出された際のステップ位置が第1相のカウンタ値が“8”(10進)のステップ位置である場合、または、第1相と第2相との境界であるカウンタ値が“0”(10進)のステップ位置である場合、カウンタ制御回路13は、そのカウンタ値から、変更後の励磁モードによる更新を開始する。
In addition, when the step position at the time of detection is the step position of the excitation mode after the change, the
図3は、第1相における、励磁モード変更時のステップ位置の遷移を示す図である。前述したように、例えば、4W1−2相励磁モードから1−2相励磁モードに変更された場合であれば、ステップ位置を示すカウンタ値が“15”(10進)から“9”(10進)の場合には、カウンタ値が“8”(10進)に更新されることにより、第1相のカウンタ値“8”のステップ位置まで正方向に回転して進むことになる。また、カウンタ値が“7”(10進)から“1”(10進)の場合には、カウンタ値が“8”(10進)に更新されることにより、第1相のカウンタ値“8”のステップ位置まで逆方向に回転して進むことになる。他の位相においても、同様に、励磁モードの変更検出時のステップ位置と同位相における変更後の励磁モードのステップ位置にカウンタ値が更新される。 FIG. 3 is a diagram showing the transition of the step position when changing the excitation mode in the first phase. As described above, for example, when the 4W1-2 phase excitation mode is changed to the 1-2 phase excitation mode, the counter value indicating the step position is changed from “15” (decimal) to “9” (decimal). In the case of), the counter value is updated to “8” (decimal), so that the rotation proceeds in the positive direction to the step position of the counter value “8” of the first phase. Further, when the counter value is “7” (decimal) to “1” (decimal), the counter value is updated to “8” (decimal), so that the first-phase counter value “8” is updated. Rotate in the reverse direction to the step position “”. Similarly, in other phases, the counter value is updated to the step position of the excitation mode after the change in the same phase as the step position when the change of the excitation mode is detected.
また、カウンタ制御回路13は、ステップ角が粗い励磁モードから、ステップ角が細かい励磁モードに変更されたことを検出した場合は、検出時のステップ位置から検出後の励磁モードに従ってカウンタ値の更新を行う。例えば、変更前の励磁モードが1−2相励磁モード、変更後の励磁モードが4W1−2相励磁モード、励磁モードの変更が検出された際の1−2相励磁モードにおけるステップ位置が第1相のカウンタ値が“8”(10進)のステップ位置である場合、カウンタ制御回路13は、そのカウンタ値から、1−2相励磁モードに従ってカウンタ値の更新を開始する。つまり、次のクロック入力により、カウンタ値が“0”(10進)に更新される。
In addition, when the
なお、カウンタ12及びカウンタ制御回路13により、本発明の位相内位置信号出力回路が構成されている。
The
次に、駆動制御回路2の構成について説明する。変換回路21Aは、カウンタ値12から出力されるカウンタ値を電圧値に変換して出力する回路である。この電圧値によってA相のコイル30Aの電流量が制御され、モータのステップ位置が制御されることとなる。コンパレータ22Aは、変換回路21Aから出力される電圧値と、A相のコイル30Aの電流量を示す電圧値との比較結果を出力する。
Next, the configuration of the
電流制御回路23Aは、位相信号出力回路11から出力されるA相の位相信号に基づいてA相のコイル30Aを流れる電流の方向を制御する。また、電流制御回路23Aは、コンパレータ22Aから出力される比較結果に基づいて、A相コイル30Aの電流量を示す電圧値が変換回路21Aから出力される電圧値となるように、Hブリッジ回路24Aの動作を制御する。図4は、Hブリッジ回路24Aの構成を示す図である。Hブリッジ回路24Aは、N型MOSFET41〜44により構成されたフル・ブリッジ回路である。N型MOSFET41,42のドレインには、電源電圧Vddが印加され、N型MOSFET41のソースとN型MOSFET43のドレインとが接続され、N型MOSFET42のソースとN型MOSFET44のドレインとが接続されている。また、N型MOSFET43,44のソースは、抵抗25Aを介して接地されている。そして、A相のコイル30Aの両端が、N型MOSFET41,42のソースの間に接続されている。
The
このようなHブリッジ回路24Aにおいては、N型MOSFET41,44がオン、N型MOSFET42,43がオフとなると、A相のコイル30Aに一方の方向(方向1)の電流が流れる。また、N型MOSFET42,43がオン、N型MOSFET41,44がオフとなると、A相のコイル30Aに他方の方向(方向2)の電流が流れる。このように、電流制御回路23Aによって、N型MOSFET41〜44のオン・オフが制御されることにより、A相のコイル30Aの電流の方向及び電流量が制御される。そして、抵抗25Aによって検出される電圧値によって、A相のコイル30Aの電流量が検出されることとなる。
In such an H-
同様に、変換回路21B、コンパレータ22B、電流制御回路23A、Hブリッジ回路24B、及び抵抗25Bによって、B相のコイル30Bを流れる電流の方向及び電流量が制御される。
Similarly, the direction and amount of current flowing through the B-
==位相信号出力回路==
次に、位相信号出力回路11の詳細について説明する。図5は、位相信号出力回路11の構成の一例を示す回路図である。位相信号出力回路11は、D型フリップフロップ(以後、「D−FF」と称する。)51,52、ゼロ検出回路55、FULL検出回路56、NAND回路61〜72、XOR回路73,74、OR回路75、及びNOT回路76〜78により構成されている。
== Phase signal output circuit ==
Next, details of the phase
D−FF51は、A相の位相信号を保持する回路であり、D−FF52は、B相の位相信号を保持する回路である。なお、本実施形態においては、正の位相信号を“0”、負の位相信号を“1”で表すこととし、(A相の位相信号 B相の位相信号)と表すこととする。例えば、第1相を示す位相信号は(00)、第2相を示す位相信号は(10)と表される。
The D-
ゼロ検出回路55は、カウンタ12から出力されるカウンタ値がゼロの場合のみ“0”を出力し、それ以外の場合は“1”を出力する。ここで、カウンタ値がゼロの場合とは、カウンタ値が図2に示したステップ位置の“0”(10進)となっている場合である。本実施形態においては、カウンタ12は5ビットで構成されており、ステップ位置の“0”(10進)は、5ビットで(00000)と表されている。
The zero
FULL検出回路56は、カウンタ12から出力されるカウンタ値がFULLの場合のみ“0”を出力し、それ以外の場合は“1”を出力する。ここで、カウンタ値がFULLの場合とは、カウンタ値が図2に示したステップ位置の“16”(10進)となっている場合である。本実施形態においては、ステップ位置の“16”(10進)は、5ビットで(10000)と表されている。
The
XOR回路74に入力されているFR信号は、モータの回転方向を示す信号であり、例えば、“0”が正転、“1”が逆転を示す。また、OR回路75に入力される例えば2ビットの励磁モード信号は、(00)が2相励磁モード、(10)が1−2相励磁モード、(11)が4W1−2相励磁モードであることとする。したがって、OR回路75の出力は、2相励磁モードの場合のみ“0”となる。そして、NAND回路62から出力されるU/D信号は、カウンタ12のカウンタ値のカウントアップまたはカウントダウンを示す信号であり、例えば、“0”がカウントダウン、“1”がカウントアップを示すものとする。
The FR signal input to the XOR circuit 74 is a signal indicating the rotation direction of the motor. For example, “0” indicates normal rotation and “1” indicates reverse rotation. In addition, for example, a 2-bit excitation mode signal input to the
このような構成の位相信号出力回路11の動作について説明する。まず、励磁モードが2相励磁モード以外の場合について説明する。この場合、OR回路75の出力は“1”である。
The operation of the phase
例えば、FR信号が“0”(正転)、位相信号が(00)、カウンタ値が“1”(10進)であるとする。このとき、XOR回路73には、D−FF51の出力端子Qから出力される“0”と、D−FF52の出力端子Qから出力される“0”とが入力され、その出力は“0”となる。そして、XOR回路74には、XOR回路73から出力される“0”と、FR信号“0”とが入力され、その出力は“0”となる。
For example, it is assumed that the FR signal is “0” (forward rotation), the phase signal is (00), and the counter value is “1” (decimal). At this time, “0” output from the output terminal Q of the D-
また、このとき、ゼロ検出回路55及びFULL検出回路56の出力はともに“1”である。したがって、NAND回路61には、XOR回路74から出力される“0”と、FULL検出回路56から出力される“1”とが入力され、その出力は“1”となる。そして、NAND回路62には、NAND回路61から出力される“1”と、ゼロ検出回路55から出力される“1”とが入力され、その出力は“0”となる。つまり、U/D信号として、カウントダウンを示す“0”が出力されている。
At this time, the outputs of the zero
そして、次のクロック(CLK)が入力されると、U/D信号が“0”であるため、カウンタ12から出力されるカウンタ値は“0”(10進)となり、ゼロ検出回路55の出力が“0”となる。すると、NAND回路62の出力であるU/D信号は、カウントアップを示す“1”となる。
When the next clock (CLK) is input, since the U / D signal is “0”, the counter value output from the
また、このとき、NAND回路63には、ゼロ検出回路55から出力される“0”が入力され、その出力は“1”となる。そして、NAND回路65には、NAND回路63から出力される“1”と、XOR回路74から出力される“0”をNOT回路76により反転した“1”とが入力され、その出力は“0”となる。さらに、NAND回路67には、NAND回路65から出力される“0”をNOT回路77により反転した“1”と、D−FF51の反転出力端子/Qから出力される“1”とが入力され、その出力は“0”となる。そして、NAND回路69には、NAND回路67から出力される“0”が入力され、その出力は“1”となり、D−FF51の入力端子Dに“1”が入力される。
At this time, “0” output from the zero
また、NAND回路66には、XOR回路74から出力される“0”が入力され、その出力は“1”となる。そして、NAND回路70には、NAND回路66から出力される“1”をNOT回路78により反転した“0”が入力され、その出力は“1”となる。また、NAND回路71には、D−FF52の出力端子Qから出力される“0”が入力され、その出力は“1”となる。そして、NAND回路72には、NAND回路70から出力される“1”と、NAND回路71から出力される“1”とが入力され、その出力は“0”となり、D−FF52の入力端子Dに“0”が入力される。
Further, “0” output from the XOR circuit 74 is input to the
したがって、D−FF51,52に次のクロックが入力されると、位相信号は(00)から(10)に更新される。そして、カウンタ12から出力されるカウンタ値がカウントアップされて“1”(10進)になると、ゼロ検出回路55の出力は再び“1”となる。すると、NAND回路63の出力が“0”となり、NAND回路65の出力が“1”となる。そして、NAND回路68には、NAND回路65から出力される“1”と、D−FF51の出力端子Qから出力される“1”とが入力され、その出力は“0”となる。そのため、NAND回路69の出力は“1”となり、D−FF51の入力端子Dに入力される値は“1”のままとなる。
Therefore, when the next clock is input to the D-
また、このとき、XOR回路73の出力が“1”となり、XOR回路74の出力が“1”となる。そのため、NAND回路61の出力が“0”となり、NAND回路62の出力であるU/D信号は“1”のままとなる。
At this time, the output of the
つまり、位相信号出力回路11は、カウンタ値がゼロ(第1の値)であることを検出すると、FR信号に従って位相信号を次の位相に更新して出力するとともに、カウンタ値の増加を指示する増加信号(U/D信号=“1”)を出力する。
That is, when detecting that the counter value is zero (first value), the phase
その後、カウントアップが進み、カウンタ値が“16”(10進)になると、FULL検出回路56の出力が“0”となる。すると、NAND回路61の出力は“1”となり、NAND回路62の出力であるU/D信号は、カウントダウンを示す“0”となる。
Thereafter, when the count-up proceeds and the counter value reaches “16” (decimal), the output of the
そして、NAND回路64には、FULL検出回路56から出力される“0”が入力され、その出力は“1”となる。そして、NAND回路66には、NAND回路64から出力される“1”と、XOR回路74から出力される“1”とが入力され、その出力は“0”となる。さらに、NAND回路70には、NAND回路66から出力される“0”をNOT回路78により反転した“1”と、D−FF52の反転出力端子/Qから出力される“1”とが入力され、その出力は“0”となる。そして、NAND回路72には、NAND回路70から出力される“0”が入力され、その出力は“1”となり、D−FF52の入力端子Dに“1”が入力される。
Then, “0” output from the
したがって、D−FF51,52に次のクロックが入力されると、位相信号は(10)から(11)に更新される。そして、カウンタ12から出力されるカウンタ値がカウントダウンされて“15”(10進)になると、FULL検出回路56の出力は再び“1”となる。すると、NAND回路64の出力が“0”となり、NAND回路66の出力が“1”となる。そして、NAND回路71には、NAND回路66から出力される“1”と、D−FF52の出力端子Qから出力される“1”とが入力され、その出力は“0”となる。そのため、NAND回路72の出力は“1”となり、D−FF52の入力端子Dに入力される値は“1”のままとなる。
Therefore, when the next clock is input to the D-
また、このとき、XOR回路73の出力が“0”となり、XOR回路74の出力が“0”となる。そのため、NAND回路61の出力が“1”となり、NAND回路62の出力であるU/D信号は“0”のままとなる。
At this time, the output of the
つまり、位相信号出力回路11は、カウンタ値がFULL(第2の値)であることを検出すると、FR信号に従って位相信号を次の位相に更新して出力するとともに、カウンタ値の減少を指示する減少信号(U/D信号=“0”)を出力する。
That is, when the phase
次に、励磁モードが2相励磁モードの場合について説明する。この場合、OR回路75の出力は“0”である。そのため、OR回路75から出力される“0”が入力されるNAND回路63,64の出力は“1”となる。
Next, the case where the excitation mode is the two-phase excitation mode will be described. In this case, the output of the
例えば、FR信号が“0”(正転)、位相信号が(00)であるとする。このとき、XOR回路73には、D−FF51の出力端子Qから出力される“0”と、D−FF52の出力端子Qから出力される“0”とが入力され、その出力は“0”となる。そして、XOR回路74には、XOR回路73から出力される“0”と、FR信号“0”とが入力され、その出力は“0”となる。
For example, assume that the FR signal is “0” (forward rotation) and the phase signal is (00). At this time, “0” output from the output terminal Q of the D-
そして、NAND回路65には、NAND回路63から出力される“1”と、XOR回路74から出力される“0”をNOT回路76により反転した“1”とが入力され、その出力は“0”となる。さらに、NAND回路67には、NAND回路65から出力される“0”をNOT回路77により反転した“1”と、D−FF51の反転出力端子/Qから出力される“1”とが入力され、その出力は“0”となる。そして、NAND回路69には、NAND回路67から出力される“0”が入力され、その出力は“1”となり、D−FF51の入力端子Dに“1”が入力される。
Then, “1” output from the
また、NAND回路66には、XOR回路74から出力される“0”が入力され、その出力は“1”となる。そして、NAND回路70には、NAND回路66から出力される“1”をNOT回路78により反転した“0”が入力され、その出力は“1”となる。また、NAND回路71には、D−FF52の出力端子Dから出力される“0”が入力され、その出力は“1”となる。さらに、NAND回路72には、NAND回路70から出力される“1”と、NAND回路71から出力される“1”とが入力され、その出力は“0”となり、D−FF52の入力端子Dに“0”が入力される。
Further, “0” output from the XOR circuit 74 is input to the
したがって、D−FF51,52に次のクロックが入力されると、位相信号は(00)から(10)に更新される。そして、位相信号が(10)になると、XOR回路73の出力が“1”となり、XOR回路74の出力が“1”となる。したがって、NAND回路65の出力が“1”、NAND回路66の出力が“0”となる。
Therefore, when the next clock is input to the D-
そして、NAND回路68には、NAND回路65から出力される“1”と、D−FF51の出力端子Qから出力される“1”とが入力され、その出力は“0”となる。さらに、NAND回路69には、NAND回路68から出力される“0”が入力され、その出力は“1”となり、D−FF51の入力端子Dに“1”が入力される。
Then, “1” output from the
また、NAND回路70には、NAND回路66から出力される“0”をNOT回路78により反転した“1”と、D−FF52の反転出力端子/Qから出力される“1”とが入力され、その出力は“0”となる。さらに、NAND回路72には、NAND回路70から出力される“0”が入力され、その出力は“1”となり、D−FF52の入力端子Dに“1”が入力される。
Further, “1” obtained by inverting “0” output from the
したがって、D−FF51,52に次のクロックが入力されると、位相信号は(10)から(11)に更新される。このように、2相励磁モードの場合、位相信号出力回路11は、クロックが入力されるたびに、FR信号に従って位相信号を次の位相に更新して出力する。
Therefore, when the next clock is input to the D-
==カウンタ及びカウンタ制御回路==
次に、カウンタ12及びカウンタ制御回路13の詳細について説明する。図6は、カウンタ12及びカウンタ制御回路13の構成の一例を示す回路図である。カウンタ12は、例えば5ビットのカウンタ値を保持する5つのD−FF81〜85により構成されている。そして、D−FF81が1ビット目(最下位ビット)、D−FF82が2ビット目、D−FF83が3ビット目、D−FF84が4ビット目、D−FF85が5ビット目(最上位ビット)の値を保持している。つまり、D−FF81〜85の出力端子Qから出力される(BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0)が、カウンタ12から出力されるカウンタ値となっている。なお、カウンタ12の初期値は、2相励磁モードの場合は(01000)(=“8”(10進))であり、2相励磁モード以外の場合は(10000)(=“16”(10進))である。
== Counter and counter control circuit ==
Next, details of the
カウンタ制御回路13は、OR回路91〜95、NAND回路96〜101、NOT回路102,103、AND回路104〜107、XOR回路108〜112、及びXNOR回路113〜115により構成されている。ここで、OR回路91及びNAND回路96に入力される励磁モード信号は、前述した通り(00)が2相励磁モード、(10)が1−2相励磁モード、(11)が4W1−2相励磁モードである。したがって、OR回路91の出力は、2相励磁モードの場合のみ“0”となる。また、NAND回路96の出力は、4W1−2相励磁モードの場合のみ“0”となる。
The
また、OR回路95には、カウンタ12の下位3ビットが入力されており、カウンタ値が10進で“0”、“8”、“16”の場合のみ、つまり、1−2相励磁モードのステップ位置である場合のみ、出力が“0”となる。また、XOR回路109〜112には、D−FF81〜84の反転出力端子/Qから出力される信号と、位相信号出力回路11から出力されるU/D信号とが入力されている。
Further, the lower 3 bits of the
このようなカウンタ12及びカウンタ制御回路13の動作について説明する。
Operations of the
(1)4W1−2相励磁モード
まず、4W1−2相励磁モードの場合について説明する。4W1−2相励磁モードにおいて、カウンタ12のカウンタは、U/D信号が“0”の場合は、10進で“16”から“0”まで1ずつカウントダウンされ、U/D信号が“1”の場合は、10進で“0”から“16”まで1ずつカウントアップされる。
(1) 4W1-2 phase excitation mode First, the case of 4W1-2 phase excitation mode will be described. In the 4W1-2 phase excitation mode, when the U / D signal is “0”, the counter of the counter 12 counts down one by one from “16” to “0” in decimal, and the U / D signal is “1”. In this case, the number is incremented by one from “0” to “16” in decimal.
例えば、カウンタ12のカウンタ値が(00011)、U/D信号が“0”である場合に、次のクロック(CLK)が入力された場合の動作について確認する。いま、励磁モードが4W1−2相励磁モードであるため、OR回路91の出力は“1”、NAND回路96の出力は“0”、NAND回路97の出力は“1”となっている。
For example, when the counter value of the
このとき、AND回路104には、D−FF81の反転出力端子/Qから“0”が入力され、その出力は“0”となり、D−FF81の入力端子Dに“0”が入力される。
At this time, “0” is input to the AND
また、XOR回路109には、D−FF81の反転出力端子/Qから出力される“0”と、U/D信号“0”とが入力され、その出力は“0”となる。したがって、OR回路92の出力も“0”となる。そして、XNOR回路113には、OR回路92の出力をNOT回路103により反転した“1”と、D−FF82の出力端子Qから出力される“1”とが入力され、その出力は“1”となる。そして、AND回路105には、NAND回路97から出力される“1”と、NOT回路102から出力される“1”と、XNOR回路113から出力される“1”とが入力され、その出力は“1”となり、D−FF82の入力端子Dに“1”が入力される。
The
また、XOR回路110には、D−FF82の反転出力端子/Qから出力される“0”と、U/D信号“0”とが入力され、その出力は“0”となる。したがって、OR回路93の出力も“0”となる。そして、OR回路93からの出力“0”が入力されるNAND回路98の出力は“1”となり、XNOR回路114には、NAND回路98から出力される“1”と、D−FF83の出力端子Qから出力される“0”とが入力され、その出力は、“0”となる。そして、AND回路106には、XNOR回路114から出力される“0”が入力され、その出力は“0”となり、D−FF83の入力端子Dに“0”が入力される。
Further, “0” output from the inverting output terminal / Q of the D-
また、NAND回路99には、OR回路92の出力“0”が入力され、その出力は“1”となる。そして、XOR回路108には、NAND回路99から出力される“1”と、D−FF84の出力端子Qから出力される“0”とが入力され、その出力は“1”となる。そして、NAND回路101には、NAND回路97から出力される“1”と、OR回路91から出力される“1”と、XOR回路108から出力される“1”とが入力され、その出力は“0”となり、D−FF84の入力端子Dに“0”が入力される。
Further, the output “0” of the
また、NAND回路100には、OR回路92の出力“0”が入力され、その出力は“1”となる。そして、XNOR回路115には、NAND回路100から出力される“1”と、D−FF85の出力端子Qから出力される“0”とが入力され、その出力は“0”となる。そして、AND回路107には、XNOR回路115から出力される“0”が入力され、その出力は“0”となり、D−FF85の入力端子Dに“0”が入力される。
Further, the output “0” of the
したがって、D−FF81〜85に次のクロックが入力されると、カウンタ12のカウンタ値は(00010)となり、(00011)から1だけカウントダウンされている。
Therefore, when the next clock is input to the D-
このような動作により、4W1−2相励磁モードにおいては、クロックが入力されるたびにカウンタ12のカウンタ値が1ずつカウントダウンまたはカウントアップされる。
By such an operation, in the 4W1-2 phase excitation mode, the counter value of the
このように4W1−2相励磁モードで動作している際に、励磁モードが1−2相励磁モードに切り替わった際の動作について説明する。まず、切り替わる前のカウンタ12のカウンタ値が、10進で“0”、“8”、“16”以外である場合について説明する。ここでは、切り替わる前のカウンタ値が(00010)、U/D信号が“0”である場合について説明する。
The operation when the excitation mode is switched to the 1-2 phase excitation mode while operating in the 4W1-2 phase excitation mode will be described. First, the case where the counter value of the
1−2相励磁モードになると、NAND回路96の出力が“1”となり、これを反転したNOT回路102の出力が“0”となる。したがって、NOT回路102の出力“0”が入力されるAND回路104〜106の出力が“0”となり、D−FF81〜83の入力端子Dに“0”が入力される。また、OR回路95の出力は“1”となり、この“1”と、NAND回路96から出力される“1”とが入力されるNAND回路97の出力は“0”となる。そして、NAND回路101には、NAND回路97から出力される“0”が入力され、その出力は“1”となる。また、AND回路107には、NAND回路97から出力される“0”が入力され、その出力は“0”となる。つまり、D−FF84の入力端子に“1”が入力され、D−FF85の入力端子に“0”が入力される。
In the 1-2 phase excitation mode, the output of the
したがって、D−FF81〜85に次のクロックが入力されると、カウンタ12のカウンタ値は(01000)となる。すなわち、カウンタ制御回路13は、4W1−2相励磁モードから1−2相励磁モードへの切り替えを検出すると、次のクロックのタイミングで、切り替え後の1−2相励磁モードにおけるステップ位置にカウンタ値を更新する。そして、その後は1−2相励磁モードに従ってカウンタ値の更新を開始する。
Therefore, when the next clock is input to the D-
次に、4W1−2相励磁モードから1−2相励磁モードに切り替わる前のカウンタ12のカウンタ値が、10進で“0”、“8”、“16”である場合について説明する。ここでは、切り替わる前のカウンタ値が(01000)、U/D信号が“0”である場合について説明する。
Next, a case where the counter value of the
前述したように、NOT回路102の出力は“0”となっているため、AND回路104〜106の出力が“0”となり、D−FF81〜83の入力端子Dに“0”が入力される。また、OR回路95の出力が“0”となり、この“0”が入力されるNAND回路97の出力が“1”となる。また、OR回路92〜94には、NAND回路96から出力される“1”が入力され、その出力は“1”となる。したがって、OR回路92〜94から出力される“1”が入力されるNAND回路99の出力は“0”となる。そして、XOR回路108には、NAND回路99から出力される“0”と、D−FF84の出力端子Qから出力される“1”とが入力され、その出力は“1”となる。そして、NAND回路101には、OR回路91から出力される“1”と、NAND回路97から出力される“1”と、XOR回路108から出力される“1”とが入力され、その出力は“0”となる。
As described above, since the output of the
また、XOR回路112には、D−FF84の反転出力端子/Qから出力される“0”と、U/D信号“0”とが入力され、その出力は“0”となり、NAND回路100の出力は“1”となる。そして、XNOR回路115には、NAND回路100から出力される“1”と、D−FF85の出力端子Qから出力される“0”とが入力され、その出力は“0”となる。そして、AND回路107には、XNOR回路115から出力される“0”が入力され、その出力は“0”となる。つまり、D−FF84,85の入力端子Dに“0”が入力される。
Further, “0” output from the inverting output terminal / Q of the D-
したがって、D−FF81〜85に次のクロックが入力されると、カウンタ12のカウンタ値は(00000)となる。すなわち、カウンタ制御回路13は、4W1−2相励磁モードから1−2相励磁モードへの切り替えを検出した際に、切り替え前のステップ位置が1−2相励磁モードのステップ位置である場合には、次のクロックのタイミングで、そのステップ位置から1−2相励磁モードに従ってカウンタ値の更新を開始する。
Therefore, when the next clock is input to the D-
次に、4W1−2相励磁モードから2相励磁モードに切り替えられた場合について説明する。2相励磁モードに切り替わると、NAND回路96の出力が“1”となり、1−2相励磁モードの場合と同様に、D−FF81〜83の入力端子Dに“0”が入力される。また、OR回路91の出力が“0”となるため、NAND回路101の出力が“1”、AND回路107の出力が“0”となる。つまり、D−FF84の入力端子Dに“1”、D−FF85の入力端子Dに“0”が入力される。したがって、D−FF81〜85に次のクロックが入力されると、カウンタ12のカウンタ値は(01000)となる。そして、その後もカウンタ値は(01000)のままとなる。すなわち、カウンタ制御回路13は、4W1−2相励磁モードから2相励磁モードへの切り替えを検出すると、次のクロックのタイミングで切り替え後の2相励磁モードにおけるステップ位置にカウンタ値を更新する。
Next, a case where the 4W1-2 phase excitation mode is switched to the two phase excitation mode will be described. When the mode is switched to the two-phase excitation mode, the output of the
(2)1−2相励磁モード
次に、1−2相励磁モードの場合について説明する。例えば、カウンタ12のカウンタ値が(10000)、U/D信号が“0”である場合に、次のクロックが入力された場合の動作について確認する。1−2相励磁モードの場合、前述したように、AND回路104〜106の出力は常に“0”となり、カウンタ12の下位3ビットは“0”となる。したがって、変化するのはカウンタ12の上位2ビットのみである。
(2) 1-2 Phase Excitation Mode Next, the case of the 1-2 phase excitation mode will be described. For example, when the counter value of the
また、1−2相励磁モードの場合、前述したように、NAND回路99の出力は“0”である。そして、XOR回路108には、NAND回路99から出力される“0”と、D−FF84の出力端子Qから出力される“0”とが入力され、その出力は“0”となる。そして、NAND回路101には、XOR回路108から出力される“0”が入力され、その出力は“1”となる。
In the case of the 1-2 phase excitation mode, as described above, the output of the
また、XOR回路112には、D−FF84の反転出力端子/Qから出力される“1”と、U/D信号“0”とが入力され、その出力は“1”となる。したがって、NAND回路100の出力は“0”となる。そして、XNOR回路115には、NAND回路100から出力される“0”と、D−FF85の出力端子Qから出力される“1”とが入力され、その出力は“0”となり、AND回路107の出力も“0”となる。つまり、D−FF84の入力端子Dに“1”、D−FF85の入力端子Dに“0”が入力される。
The
したがって、D−FF81〜85に次のクロックが入力されると、カウンタ12のカウンタ値は(01000)となり、(10000)から8だけカウントダウンされている。
Therefore, when the next clock is input to the D-
このような動作により、1−2相励磁モードにおいては、クロックが入力されるたびにカウンタ12のカウンタ値が8ずつカウントダウンまたはカウントアップされている。
By such an operation, in the 1-2 phase excitation mode, the counter value of the
そして、このように1−2相励磁モードで動作している際に、励磁モードが4W1−2相励磁モードに切り替わると、カウンタ制御回路13は、切り替え前のカウンタ値から、前述した4W1−2相励磁モードの場合の動作を行うこととなる。すなわち、カウンタ制御回路13は、1−2相励磁モードから4W1−2相励磁モードへの切り替えを検出すると、次のクロックのタイミングで、切り替え前のステップ位置から4W1−2相励磁モードに従ってカウンタ値の更新を開始する。
When the excitation mode is switched to the 4W1-2 phase excitation mode while operating in the 1-2 phase excitation mode as described above, the
また、1−2相励磁モードで動作している際に、励磁モードが2相励磁モードに切り替わると、カウンタ制御回路13は、前述した4W1−2相励磁モードから2相励磁モードへの切り替えの場合と同様の制御を行う。すなわち、カウンタ制御回路13は、1−2相励磁モードから2相励磁モードへの切り替えを検出すると、次のクロックのタイミングで切り替え後の2相励磁モードにおけるステップ位置にカウンタ値を更新する。
When the excitation mode is switched to the two-phase excitation mode while operating in the 1-2 phase excitation mode, the
(3)2相励磁モード
次に、2相励磁モードの場合について説明する。2相励磁モードの場合、前述したように、カウンタ制御回路13は、カウンタ12のカウンタ値を(01000)に固定する。そして、2相励磁モードで動作している際に、励磁モードが1−2相励磁モードまたは4W1−2相励磁モードに切り替わると、カウンタ制御回路13は、前述した1−2相励磁モードまたは4W1−2相励磁モードの動作を開始する。すなわち、カウンタ制御回路13は、2相励磁モードから1−2相励磁モードまたは4W1−2相励磁モードへの切り替えを検出すると、次のクロックのタイミングで、カウンタ値(01000)から切り替え後の励磁モードに従ってカウンタ値の更新を開始する。
(3) Two-phase excitation mode Next, the case of the two-phase excitation mode will be described. In the two-phase excitation mode, as described above, the
==位置制御回路の動作==
図7は、これまでに説明した位相信号出力回路11、カウンタ12、及びカウンタ制御回路13により構成される位置制御回路1の動作を説明するためのフローチャートである。なお、本フローチャートは、励磁モードが1−2相励磁モードまたは4W1−2相励磁モードに従ってステップ位置が制御される場合の処理を示すものである。
== Operation of position control circuit ==
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the position control circuit 1 including the phase
位置制御回路1は、クロックが入力されると(S701)、励磁モードの切り替え有無を確認する(S702)。そして、励磁モードが切り替わっていない場合(S702:無)、位置制御回路1は、カウンタ12のカウンタ値がゼロ(“0”(10進))またはFULL(“16”(10進))であるかを確認する(S703)。
When the clock is input (S701), the position control circuit 1 confirms whether or not the excitation mode is switched (S702). If the excitation mode has not been switched (S702: none), the position control circuit 1 indicates that the counter value of the
カウンタ値がゼロでもFULLでもない場合(S703:その他)、位置制御回路1は、FR信号が正転を示しているか逆転を示しているかを確認する(S704)。正転の場合(S704:正転)、位置制御回路1は、位相信号が(正,正)または(負,負)であるかを確認する(S705)。位相信号が(正,正)または(負,負)である場合(S705:YES)、位置制御回路1は、カウンタ12のカウンタ値をカウントダウンし(S706)、カウンタ値を出力する(S707)。また、位相信号が(正,正)でも(負,負)でもない場合(S705:NO)、位置制御回路1は、カウンタ12のカウンタ値をカウントアップし(S708)、カウンタ値を出力する(S707)。 When the counter value is neither zero nor FULL (S703: Other), the position control circuit 1 checks whether the FR signal indicates normal rotation or reverse rotation (S704). In the case of forward rotation (S704: forward rotation), the position control circuit 1 checks whether the phase signal is (positive, positive) or (negative, negative) (S705). When the phase signal is (positive, positive) or (negative, negative) (S705: YES), the position control circuit 1 counts down the counter value of the counter 12 (S706) and outputs the counter value (S707). If the phase signal is neither (positive, positive) nor (negative, negative) (S705: NO), the position control circuit 1 counts up the counter value of the counter 12 (S708) and outputs the counter value ( S707).
FR信号が逆転を示している場合(S704:逆転)、位置制御回路1は、位相信号が(正,正)または(負,負)であるかを確認する(S709)。位相信号が(正,正)または(負,負)である場合(S709:YES)、位置制御回路1は、カウンタ12のカウンタ値をカウントアップし(S708)、カウンタ値を出力する(S707)。また、位相信号が(正,正)でも(負,負)でもない場合(S709:NO)、位置制御回路1は、カウンタ12のカウンタ値をカウントダウンし(S706)、カウンタ値を出力する(S707)。 When the FR signal indicates reverse rotation (S704: reverse rotation), the position control circuit 1 checks whether the phase signal is (positive, positive) or (negative, negative) (S709). When the phase signal is (positive, positive) or (negative, negative) (S709: YES), the position control circuit 1 counts up the counter value of the counter 12 (S708) and outputs the counter value (S707). . If the phase signal is neither (positive, positive) nor (negative, negative) (S709: NO), the position control circuit 1 counts down the counter value of the counter 12 (S706) and outputs the counter value (S707). ).
また、カウンタ値がゼロでもFULLでもない場合(S703:その他)、位置制御回路1は、A相の位相信号及びB相の位相信号を保持したまま(S710,S711)、位相信号を出力する(S712,S713)。 If the counter value is neither zero nor FULL (S703: other), the position control circuit 1 outputs the phase signal while holding the A-phase phase signal and the B-phase phase signal (S710, S711) ( S712, S713).
カウンタ値がゼロの場合(S703:ゼロ)、位置制御回路1は、A相の位相信号を反転し(S714)、B相の位相信号を保持したまま(S711)、位相信号を出力する(S712,S713)。また、この場合、位置制御回路1は、カウンタ12のカウント値をカウントアップし(S708)、カウンタ値を出力する(S707)。そして、カウンタ値がFULLの場合(S703:FULL)、位置制御回路1は、B相の位置信号を反転し(S715)、A相の位相信号を保持したまま(S710)、位相信号を出力する(S713)。また、この場合、位置制御回路1は、カウンタ12のカウンタ値をカウントダウンし(S706)、カウンタ値を出力する(S707)。 When the counter value is zero (S703: zero), the position control circuit 1 inverts the phase signal of the A phase (S714), holds the phase signal of the B phase (S711), and outputs the phase signal (S712). , S713). In this case, the position control circuit 1 counts up the count value of the counter 12 (S708) and outputs the counter value (S707). When the counter value is FULL (S703: FULL), the position control circuit 1 inverts the B-phase position signal (S715) and outputs the phase signal while holding the A-phase phase signal (S710). (S713). In this case, the position control circuit 1 counts down the counter value of the counter 12 (S706), and outputs the counter value (S707).
そして、励磁モードが切り替わった場合(S702:有)、位置制御回路1は、励磁モードが1−2相励磁モードからマイクロステップ駆動である4W1−2相励磁モードへ切り替わったのか、4W1−2相励磁モードから1−2相励磁モードへ切り替わったのかを確認する(S716)。1−2相励磁モードから4W1−2相励磁モードへ切り替わった場合、位置制御回路1は、切り替え前の位相信号及びカウンタ値の状態から、4W1−2相励磁モードでの処理(S703〜S715)を開始する。 When the excitation mode is switched (S702: present), the position control circuit 1 determines whether the excitation mode has been switched from the 1-2 phase excitation mode to the 4W1-2 phase excitation mode that is microstep driving. It is confirmed whether the excitation mode is switched to the 1-2 phase excitation mode (S716). When switching from the 1-2 phase excitation mode to the 4W1-2 phase excitation mode, the position control circuit 1 performs processing in the 4W1-2 phase excitation mode from the state of the phase signal and the counter value before switching (S703 to S715). To start.
4W1−2相励磁モードから1−2相励磁モードへ切り替わった場合、位置制御回路1は、切り替え前のカウンタ値が1−2相励磁モードにおけるステップ位置を示すものであるかどうか確認する(S717)。切り替え前のカウンタ値が1−2相励磁モードにおけるステップ位置を示すものである場合(S717:1−2相位置)、位置制御回路1は、切り替え前の位相信号及びカウンタ値の状態から、4W1−2相励磁モードでの処理(S703〜S715)を開始する。 When the 4W1-2 phase excitation mode is switched to the 1-2 phase excitation mode, the position control circuit 1 checks whether the counter value before switching indicates the step position in the 1-2 phase excitation mode (S717). ). When the counter value before switching indicates the step position in the 1-2 phase excitation mode (S717: 1-2 phase position), the position control circuit 1 determines that 4W1 from the state of the phase signal and counter value before switching. The process (S703 to S715) in the -2-phase excitation mode is started.
切り替え前のカウンタ値が1−2相励磁モードにおけるステップ位置を示すものでない場合(S717:その他)、位置制御回路1は、カウンタ値を2相励磁モードにおけるステップ位置を示す値(01000)に更新し(S718)、カウンタ値を出力する(S707)。また、位置制御回路1は、A相の位相信号及びB相の位相信号は、切り替え前の状態を保持したまま(S710,S711)、位相信号を出力する(S712,S713)。 If the counter value before switching does not indicate the step position in the 1-2 phase excitation mode (S717: other), the position control circuit 1 updates the counter value to a value (01000) indicating the step position in the two phase excitation mode. The counter value is output (S707). In addition, the position control circuit 1 outputs the phase signals (S712, S713) while maintaining the state before the switching of the phase signals of the A phase and the phase signals of the B phase (S710, S711).
つまり、位置制御回路1は、励磁モードが4W1−2相励磁モードから1−2相励磁モードへ切り替わったことを検出すると、位相信号及びカウンタ値を検出時のステップ位置と同位相における1−2相励磁モードのステップ位置に更新して出力する。 That is, when the position control circuit 1 detects that the excitation mode has been switched from the 4W1-2 phase excitation mode to the 1-2 phase excitation mode, the position control circuit 1 has a phase signal of 1-2 at the same phase as the step position at the time of detection. Update to the step position in phase excitation mode and output.
以上、位置制御回路1を含んで構成されるステッピングモータの駆動回路について説明した。前述したように、本実施形態のステッピングモータの駆動回路においては、ステップ角の細かい第1の励磁モード(例えば、4W1−2相励磁モード)からステップ角の粗い第2の励磁モード(例えば、1−2相励磁モード)への切り替えを検出した場合は、検出時のステップ位置と同位相における第2の励磁モードのステップ位置にモータを移動させることができる。したがって、図3に示したように、励磁モードが切り替わった際に発生する正回転及び逆回転の量を従来と比較して減少させることができる。 The stepping motor driving circuit including the position control circuit 1 has been described above. As described above, in the stepping motor drive circuit of the present embodiment, the first excitation mode with a small step angle (for example, 4W1-2 phase excitation mode) to the second excitation mode with a large step angle (for example, 1). -2 phase excitation mode) is detected, the motor can be moved to the step position of the second excitation mode in the same phase as the step position at the time of detection. Therefore, as shown in FIG. 3, the amount of forward rotation and reverse rotation generated when the excitation mode is switched can be reduced as compared with the conventional case.
また、本実施形態のステッピングモータの駆動回路は、第1の励磁モードから第2の励磁モードへの切り替えを検出した際に、検出時のステップ位置が第2の励磁モードのステップ位置である場合には、その位置から第2の励磁モードに従ってモータを回転させる。したがって、このような場合には、励磁モードの切り替えに伴う正回転及び逆回転が全く発生しないこととなる。 In addition, when the stepping motor drive circuit according to the present embodiment detects the switching from the first excitation mode to the second excitation mode, the step position at the time of detection is the step position of the second excitation mode. First, the motor is rotated from that position according to the second excitation mode. Therefore, in such a case, normal rotation and reverse rotation accompanying switching of the excitation mode do not occur at all.
また、本実施形態のステッピングモータの駆動回路は、第2の励磁モードから第1の励磁モードへの切り替えを検出した場合は、検出時の位置から第1の励磁モードに従ってモータを回転させる。したがって、このような場合には、励磁モードの切り替えに伴う正回転及び逆回転が全く発生しないこととなる。 Further, when detecting the switching from the second excitation mode to the first excitation mode, the driving circuit for the stepping motor of the present embodiment rotates the motor from the position at the time of detection according to the first excitation mode. Therefore, in such a case, normal rotation and reverse rotation accompanying switching of the excitation mode do not occur at all.
また、本実施形態に示したように、モータのステップ位置を制御する位置信号が、位相信号と、カウンタ値(位相内位置信号)とで構成されている場合においては、位置制御回路1は、第1の励磁モードから第2の励磁モードへの切り替えを検出すると、位相信号は検出時のままとし、カウンタ値は検出時の位相と同位相における第2の励磁モードのステップ位置を示す値に更新する。これにより、励磁モードが切り替わった際に発生する正回転及び逆回転の量を従来と比較して減少させることができる。 As shown in this embodiment, when the position signal for controlling the step position of the motor is composed of a phase signal and a counter value (in-phase position signal), the position control circuit 1 When switching from the first excitation mode to the second excitation mode is detected, the phase signal remains at the time of detection, and the counter value is a value indicating the step position of the second excitation mode at the same phase as the phase at the time of detection. Update. Thereby, the amount of forward rotation and reverse rotation generated when the excitation mode is switched can be reduced as compared with the conventional case.
また、位相信号とカウンタ値とを用いる場合において、位置制御回路1は、カウンタ値が減少更新されてゼロ(第1の値)になったことを検出すると、位相信号を次の位相に更新して出力し、その後、カウンタ値を増加更新する。また、位置制御回路1は、カウンタ値が増加更新されてFULL(第2の値)になったことを検出すると、位相信号を次の位相に更新して出力し、その後、カウンタ値を減少更新する。つまり、本実施形態のステッピングモータの駆動回路は、励磁モードに従ってモータを回転させることができる。 Further, in the case of using the phase signal and the counter value, the position control circuit 1 updates the phase signal to the next phase when detecting that the counter value is decreased and updated to zero (first value). And then increment and update the counter value. Further, when the position control circuit 1 detects that the counter value has been increased and updated to become FULL (second value), the position control circuit 1 updates and outputs the phase signal to the next phase, and then decreases and updates the counter value. To do. That is, the stepping motor drive circuit of the present embodiment can rotate the motor in accordance with the excitation mode.
そして、位相信号とカウンタ値とを用いる場合においては、本実施形態に示したように、位置制御回路1を、位相信号出力回路11と、カウンタ12及びカウンタ制御回路13(位相内位置信号出力回路)とによって構成することが可能である。
When the phase signal and the counter value are used, as shown in the present embodiment, the position control circuit 1 is replaced with the phase
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the said embodiment is for making an understanding of this invention easy, and is not for limiting and interpreting this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
例えば、本実施形態においては、励磁モードとして、2相励磁モード、1−2相励磁モード、4W1−2相励磁モードの3つのみについて説明したが、2W1−2相励磁モード等の別の励磁モードについても同様に制御することが可能である。 For example, in this embodiment, only three excitation modes have been described: the two-phase excitation mode, the 1-2 phase excitation mode, and the 4W1-2 phase excitation mode. However, another excitation such as the 2W1-2 phase excitation mode has been described. The mode can be similarly controlled.
1 位置制御回路 2 駆動制御回路
11 位相信号出力回路 12 カウンタ
13 カウンタ制御回路 21A,21B 変換回路
22A,22B コンパレータ 23A,23B 電流制御回路
24A,24B Hブリッジ回路 25A,25B 抵抗
30A,30B コイル 41〜44 N型MOSFET
51,52 D型フリップフロップ 55 ゼロ検出回路
56 FULL検出回路 61〜72 NAND回路
73,74 XOR回路 75 OR回路
76〜78 NOT回路 81〜85 D型フリップフロップ
91〜95 OR回路 96〜101 NAND回路
102,103 NOT回路 104〜107 AND回路
108〜112 XOR回路 113〜115 XNOR回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
51, 52 D-type flip-
Claims (6)
前記位置制御回路から出力される前記位置信号に基づいて、前記ステッピングモータの駆動を制御する駆動制御回路と、
を備えるステッピングモータの駆動回路であって、
前記位置制御回路は、
前記励磁モード信号が第1の励磁モードから前記第1の励磁モードよりステップ角の粗い第2の励磁モードへ切り替わったことを検出すると、当該検出時のステップ位置と同位相における前記第2の励磁モードのステップ位置を求め、前記位置信号を、求めた前記ステップ位置に更新して出力し、その後、前記クロックに応じて前記第2の励磁モードに従って前記位置信号を更新して出力すること、
を特徴とするステッピングモータの駆動回路。 A position control circuit that updates and outputs a position signal indicating the step position of the stepping motor according to the excitation mode signal and the clock;
A drive control circuit for controlling the driving of the stepping motor based on the position signal output from the position control circuit;
A stepping motor drive circuit comprising:
The position control circuit includes:
When it is detected that the excitation mode signal is switched from the first excitation mode to the second excitation mode having a step angle coarser than that of the first excitation mode, the second excitation in the same phase as the step position at the time of detection. Obtaining a step position of the mode, and updating and outputting the position signal to the obtained step position, and then updating and outputting the position signal according to the second excitation mode according to the clock;
Stepping motor drive circuit characterized by the above.
前記位置制御回路は、
前記検出時のステップ位置が前記第2の励磁モードのステップ位置である場合、前記位置信号を、当該検出時のステップ位置から前記クロックに応じて前記第2の励磁モードに従って更新して出力すること、
を特徴とするステッピングモータの駆動回路。 A stepping motor drive circuit according to claim 1,
The position control circuit includes:
If the step position at the time of detection is the step position of the second excitation mode, the position signal is updated from the step position at the time of detection according to the clock and output according to the second excitation mode. ,
Stepping motor drive circuit characterized by the above.
前記位置制御回路は、
前記励磁モード信号が前記第2の励磁モードから前記第1の励磁モードへ切り替わったことを検出すると、前記位置信号を、当該検出時のステップ位置から前記クロックに応じて前記第1の励磁モードに従って更新して出力すること、
を特徴とするステッピングモータの駆動回路。 A stepping motor drive circuit according to claim 1,
The position control circuit includes:
When it is detected that the excitation mode signal has switched from the second excitation mode to the first excitation mode, the position signal is changed from the step position at the time of detection according to the clock according to the first excitation mode. Update and output,
Stepping motor drive circuit characterized by the above.
前記位置信号には、ステップ位置の位相を示す位相信号と、前記位相内におけるステップ位置を示す位相内位置信号とが含まれており、
前記位置制御回路は、
前記励磁モード信号が前記第1の励磁モードから前記第2の励磁モードへ切り替わったことを検出すると、当該検出時のステップ位置と同位相における前記第2の励磁モードのステップ位置を求め、当該検出時の前記位相信号と、求めた前記ステップ位置に更新した前記位相内位置信号と、を出力し、その後、前記クロックに応じて前記第2の励磁モードに従って前記位置信号及び前記位相内位置信号を更新して出力すること、
を特徴とするステッピングモータの駆動回路。 A stepping motor drive circuit according to claim 1,
The position signal includes a phase signal indicating the phase of the step position and an in-phase position signal indicating the step position in the phase,
The position control circuit includes:
When it is detected that the excitation mode signal is switched from the first excitation mode to the second excitation mode, the step position of the second excitation mode in the same phase as the step position at the time of detection is obtained and the detection is performed. Output the phase signal at the time and the in-phase position signal updated to the obtained step position, and then the position signal and the in-phase position signal according to the second excitation mode according to the clock. Update and output,
Stepping motor drive circuit characterized by the above.
前記位置制御回路は、
前記位相内位置信号が減少更新されて第1の値となったことを検出すると、前記位相信号を次の位相に更新して出力し、その後、前記励磁モード信号及び前記クロックに応じて前記位相内位置信号を増加更新して出力し、
前記位相内位置信号が増加更新されて第2の値となったことを検出すると、前記位相信号を次の位相に更新して出力し、その後、前記励磁モード信号及び前記クロックに応じて前記位相内位置信号を減少更新して出力すること、
を特徴とするステッピングモータの駆動回路。 A stepping motor drive circuit according to claim 4,
The position control circuit includes:
When it is detected that the in-phase position signal is reduced and updated to the first value, the phase signal is updated to the next phase and output, and then the phase is changed according to the excitation mode signal and the clock. Increase and output the internal position signal,
When it is detected that the in-phase position signal is updated to become the second value, the phase signal is updated to the next phase and output, and then the phase is changed according to the excitation mode signal and the clock. Reducing and updating the internal position signal,
Stepping motor drive circuit characterized by the above.
前記位置制御回路は、
前記位相信号を出力する位相信号出力回路と、
前記位相内位置信号を出力する位相内位置信号出力回路と、を有し、
前記位相信号出力回路は、
前記位相内位置信号出力回路から出力される前記位相内位置信号が前記第1の値となったことを検出すると、前記位相信号を次の位相に更新して出力するとともに、前記位相内位置信号の増加を指示する増加信号を出力し、
前記位相内位置信号出力回路から出力される前記位相内位置信号が前記第2の値となったことを検出すると、前記位相信号を次の位相に更新して出力するとともに、前記位相内位置信号の減少を指示する減少信号を出力し、
前記位相内位置信号出力回路は、
前記位相信号出力回路から出力される前記増加信号または前記減少信号に基づいて、前記位相内位置信号を、前記励磁モード及び前記クロックに応じて増加更新または減少更新して出力すること、
を特徴とするステッピングモータの駆動回路。 A stepping motor drive circuit according to claim 5,
The position control circuit includes:
A phase signal output circuit for outputting the phase signal;
An in-phase position signal output circuit for outputting the in-phase position signal;
The phase signal output circuit is
When it is detected that the in-phase position signal output from the in-phase position signal output circuit has reached the first value, the phase signal is updated to the next phase and output, and the in-phase position signal Output an increase signal instructing the increase in
When it is detected that the in-phase position signal output from the in-phase position signal output circuit has reached the second value, the phase signal is updated to the next phase and output, and the in-phase position signal Output a decrease signal to indicate
The in-phase position signal output circuit is
Based on the increase signal or the decrease signal output from the phase signal output circuit, the in-phase position signal is output with an increase update or decrease update according to the excitation mode and the clock,
Stepping motor drive circuit characterized by the above.
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