JPS6225895A - Driving apparatus for stepping motor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To control speed precisely by a simple circuit by detecting the position of a rotor from a current waveform while controlling the angle of lead of the rotor by the detection of the position of the rotor. CONSTITUTION:Resistors R1-R4 detect currents flowing through each coil phi1-phi4 at one phase-four phase. An analog data selector SL selects output voltage from non-inverting amplifiers OP1-OP4 by select signals applied to select-signal applying terminals A, B, C, and controls a transistor Tr5 by a signal from a micro-computer MC and acquires a saturated waveform from an integrating circuit consisting of a resistor R and a capacitor C. A differential amplifier OP5 compares an output from the integrating circuit and an output from the analog data selector SL, and detects a difference between both outputs. A stepping motor is driven by the detecting output.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はステッピングモータの駆動装置に関し、さらに
評言すれば、積分回路等の飽和波形発生手段からの電圧
と通電中のステッピングモータのコイルの電流に対応し
た電圧との差を検出して、次のステップに駆動をするよ
うにしたステッピングモータの駆動装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a stepping motor driving device, and more specifically, the present invention relates to a stepping motor driving device, and more specifically, the present invention relates to a stepping motor driving device, and more specifically, it is a stepper motor driving device that uses a voltage from a saturated waveform generating means such as an integrating circuit and a current in a coil of a stepping motor while it is energized. The present invention relates to a stepping motor driving device that detects a difference between a voltage corresponding to a voltage and drives the stepping motor to the next step.

〔従来技術〕[Prior art]

ステッピングモータの駆動装置としては、オープン制御
タイプのものと、クローズド制御タイプのものとがある
。前者はモータを回転させるためのパルス信号を、該モ
ータに入力するのみでモータが入力されたパルス信号の
数だけ回転したか否かを判別Ｕないものであり、また後
者は人力されたパルス信号によって回転するモータの回
転状態を検出し、この検出出力をフィードバックして正
確なる回転数および回転速度を得るものである。There are two types of stepping motor drive devices: open control type and closed control type. The former method involves simply inputting pulse signals to the motor to rotate the motor, but there is no way to determine whether the motor has rotated by the number of input pulse signals, and the latter method uses manually generated pulse signals. This detects the rotational state of the rotating motor and feeds back the detection output to obtain accurate rotational speed and rotational speed.

そして本発明は前記クローズド制御タイプのものである
が、このタイプのフィードバック方法にも種々のものが
ある。例えば、回転子の軸で駆動するタコメータを使用
するもの、あるいはロークリエンコーダを使用するもの
、さらにはモータ巻線内に誘導される逆起電力をリカバ
ーし、この逆起電力をフィードバックする方法等がある
。Although the present invention is of the closed control type described above, there are various feedback methods of this type. For example, methods that use a tachometer driven by the rotor shaft, methods that use a low-return encoder, and methods that recover the back electromotive force induced in the motor windings and feed back this back electromotive force. There is.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところで、前記したタコメータ、あるいはロータリエン
コーダを使用するものにあっては、負荷の慣性が小さい
場合には、タコメータ、あるいはロークリエンコーダが
回転子の回転慣性を太き（し、モータの加速、減速性能
を劣化させる可能性があると共にモータの占有面積が大
きくなり、かつ構造が複雑になりコストも高くなる等の
欠点が存した。By the way, in the case of using the tachometer or rotary encoder described above, if the inertia of the load is small, the tachometer or rotary encoder increases the rotational inertia of the rotor (and increases the acceleration or deceleration of the motor). There were drawbacks such as a possibility of deterioration of performance, an increase in the area occupied by the motor, a complicated structure, and an increase in cost.

また、モータ巻線内に誘導される逆起電力をフィードバ
ンクする方法としては、モータの追加巻線によって逆起
電力をリカバーするのであるが、この追加検知巻線内に
駆動信号が誘導されるのを防ぐために、この巻線を界磁
巻線から磁気遮蔽しなければならず、従って、モータの
嵩、重量およびコストガ高くなるという欠点が存した。Also, as a method of feedbanking the back electromotive force induced in the motor windings, the back electromotive force is recovered by an additional winding of the motor, and a drive signal is induced in this additional sensing winding. In order to prevent this, this winding must be magnetically shielded from the field winding, which has the drawback of increasing the bulk, weight, and cost of the motor.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は前述の欠点を是正せんとするもので、ステッピ
ングモータにおける通電中の励磁相の電流波形の特徴に
着目し、この電流波形から励磁相の起電力を得て、回転
子の位置検出を行い入力信号に対する確実なる回転数を
得ると共に回転子の進み角を制御することににより回転
速度をも制御することができるステッピングモータの駆
動装置を提供することを目的とする。The present invention aims to correct the above-mentioned drawbacks, and focuses on the characteristics of the current waveform of the excitation phase during energization in a stepping motor, and obtains the electromotive force of the excitation phase from this current waveform to detect the position of the rotor. An object of the present invention is to provide a stepping motor driving device that can obtain a reliable rotational speed in response to an input signal and also control the rotational speed by controlling the advance angle of the rotor.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、通電中の励磁相の電流に対応した電圧を順次
検出し、この検出電圧とステッピングモータ駆動電源よ
り第１図（Ｃ）に示す如く抵抗ＲとコンデンサＣからな
る積分回路の端子電圧との差を検出して、該差の電圧（
起電力ＥＭＦ）が所定レベルに達したときステッピング
モータを１ステツプ駆動することを特徴とする。The present invention sequentially detects voltages corresponding to the currents in the excitation phase during energization, and uses the detected voltages and the stepping motor drive power source to generate a terminal voltage of an integrating circuit consisting of a resistor R and a capacitor C, as shown in FIG. 1(C). Detect the difference between the voltage (
It is characterized in that the stepping motor is driven one step when the electromotive force (EMF) reaches a predetermined level.

つぎに本発明の原理について説明する。Next, the principle of the present invention will be explained.

ステッピングモータが回転している場合に励磁相コイル
に流れる電流波形は第１図（ａ）に示す如き波形であり
、ステッピングモータのロータ軸を固定した場合に励磁
相コイルに流れる電流波形は第１図（ｂ）に示す如くで
ある。上記第１図（ａｌの波形は起電力ＥＭＦが重畳さ
れている。When the stepping motor is rotating, the waveform of the current flowing through the excitation phase coil is as shown in Figure 1(a), and when the rotor shaft of the stepping motor is fixed, the waveform of the current flowing through the excitation phase coil is the first waveform. As shown in Figure (b). The waveform shown in FIG. 1 (al) above has the electromotive force EMF superimposed thereon.

第１図（ｄｌに示すのは、ステッピングモータ駆動電源
にて、充電した時における上記積分回路の端子電圧波形
であり、第１図（ｂ）に示す電流波形に一致させること
ができる。すなわち、積分回路のコンデンサＣと抵抗Ｒ
とを調整してステッピングモータの時定数に一致させる
ことができるので、第１図（ｂｌに代って第１図（ｄｌ
で代替することができる。What is shown in FIG. 1 (dl) is the terminal voltage waveform of the integrating circuit when it is charged with the stepping motor drive power supply, and can be made to match the current waveform shown in FIG. 1 (b). That is, Integrating circuit capacitor C and resistor R
can be adjusted to match the time constant of the stepping motor.
It can be replaced with.

一方第１図伽）に示す電流波形と第１図＋８）の電流波
形との差は第１図（８１に示す如くになり、すなわち、
これが起電力ＥＭＦであって、この波形は回転子の位置
を示している。すなわち、９０度間隔に配置された４つ
のコイルに対し第１図（ｅ）における波形の最大値は回
転子が９０度回転した位置にあることを示す。On the other hand, the difference between the current waveform shown in Fig. 1(a) and the current waveform in Fig. 1+8) is as shown in Fig. 1(81), that is,
This is the electromotive force EMF, and this waveform indicates the position of the rotor. That is, for four coils arranged at 90 degree intervals, the maximum value of the waveform in FIG. 1(e) indicates that the rotor is at a position rotated 90 degrees.

そこで本発明は、第１図（ｅ）の波形に示す電圧を所定
スレショールドレベルと比較し、その比較出力により回
転子の進み角を検出すると共に次のステップへ駆動させ
るというように、１ステツプ毎に回転子の位置を検出し
ながら確実な回転数を得、かつ、スレショールドレベル
を可変することによりステッピングモータの回転速度を
制御せんとするものである。Therefore, the present invention compares the voltage shown in the waveform of FIG. The purpose is to obtain a reliable rotational speed while detecting the position of the rotor at each step, and to control the rotational speed of the stepping motor by varying the threshold level.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明を実施例により説明する。 The present invention will be explained below using examples.

第２図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。本発明の一実施例においては４相ステツピングモー
タを２相励磁で駆動する場合を例に説明する。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. In one embodiment of the present invention, a case where a four-phase stepping motor is driven by two-phase excitation will be described as an example.

図において、φ１〜φ４はステッピングモータの１相〜
４相のコイル、Ｔｒｌ〜Ｔｒ４はステッピングモータの
１相〜４相の駆動用トランジスタ、Ｒ３−Ｒ４は前記１
相〜４相の各コイルに流れる電流を検出し、これに対応
する電圧を検出する電圧測定用抵抗にして、前記コイル
φ１〜φ４の抵抗値に対して充分小さい値とする。ｏｐ
、−ｏｐ４は前記電圧測定用抵抗Ｒ１〜Ｒ４に発生した
電圧を増幅する非反転増幅器、Ｒ２−Ｒ８は非反転増幅
器ＯＰ　＋〜ＯＰ　ａの入力抵抗、Ｒ９−Ｒ４２は非反
転増幅器ＯＰ、〜ＯＰ、の測定用抵抗、Ｒ１１〜ＲＩ６
は非反転増幅器ｏｐ、−ｏｐ、のオフセント調整用入力
抵抗、Ｒ１？〜Ｒ２゜は非反転増幅器ＯＰ１〜ＯＰ、の
オフセント調整用抵抗にして、これらの抵抗ＲＩ３〜Ｒ
２゜は非反転増幅器ＯＰＩ〜ＯＰ４の出力（ａ）〜（ｄ
）に出力されるオフセントを調整するために接続したも
のであって出力オフセットが小さい場合は不要である。In the figure, φ1 to φ4 are 1 phase to 1 of the stepping motor.
4-phase coils, Trl to Tr4 are stepper motor 1-phase to 4-phase driving transistors, R3 to R4 are the above-mentioned 1
A voltage measuring resistor is used to detect the current flowing through each of the phase to phase 4 coils and to detect the corresponding voltage, and is set to a value sufficiently smaller than the resistance value of the coils φ1 to φ4. op
, -op4 is a non-inverting amplifier that amplifies the voltage generated in the voltage measuring resistors R1 to R4, R2-R8 are input resistances of the non-inverting amplifier OP+ to OP a, and R9-R42 are non-inverting amplifiers OP, to OP. , resistance for measurement, R11 to RI6
is the input resistance for adjusting the offset of non-inverting amplifier op, -op, R1? ~R2° is a resistor for adjusting the offset of non-inverting amplifiers OP1~OP, and these resistors RI3~R
2° are the outputs (a) to (d) of the non-inverting amplifiers OPI to OP4.
) is connected to adjust the offset output from the output, and is unnecessary if the output offset is small.

Ｒｆ　＋〜Ｒｆ４は非反転増幅器ＯＰ　＋　＝　ＯＰ　
４のゲイン調整用帰還抵抗である。Rf + ~ Rf4 are non-inverting amplifiers OP + = OP
4. This is a feedback resistor for gain adjustment.

ＳＬは前記非反転増幅器ＯＰ　ｌ”　ＯＰ　ａの出力ｆ
ａ）〜（ｄ＞が接続されると共に選択信号印加端子Ａ。SL is the output f of the non-inverting amplifier OP l" OP a
A) to (d> are connected to the selection signal application terminal A.

Ｂ、Ｃに印加された選択信号によって非反転増幅器ＯＰ
、〜ＯＰ　ａの出力電圧を選択するアナログデータセレ
クタである。Non-inverting amplifier OP is selected by selection signals applied to B and C.
, ~OPa is an analog data selector that selects the output voltage of a.

一方、Ｒ，Ｃは積分回路を構成する抵抗とコンデンサに
して、抵抗Ｒを可変することにより時定数を変化させ、
ステッピングモータの時定数に合わせる。なお、前記積
分回路に変えてウェーブフオームジェネレータ等を利用
することができ、要は飽和波形が発生できれば良い。Ｔ
ｒｓは後述するマイクロコンピータＭＣよりのトリガー
信号でオンして、前記積分回路のコンデンサＣの電荷を
放電するトランジスタ、Ｒｏは積分回路の出力分圧用抵
抗器、ＯＰ、は積分回路よりの出力とアナログデータセ
レクタＳＬからの出力とを比較して、その差を検出する
演算増幅器からなる差動増幅器、Ｒ２□は差動増幅器Ｏ
Ｐ　ｓの入力抵抗、ＲＺＩ〜Ｒ２４は分圧抵抗、Ｒ２Ｓ
は差動増幅器ＯＰ、の帰還抵抗である。On the other hand, R and C are the resistors and capacitors that make up the integrating circuit, and the time constant is changed by varying the resistor R.
Match the time constant of the stepping motor. Note that a waveform generator or the like may be used instead of the above-mentioned integrating circuit, and it is sufficient if a saturated waveform can be generated. T
rs is a transistor that is turned on by a trigger signal from a microcomputer MC, which will be described later, to discharge the charge of the capacitor C of the integrating circuit, Ro is a resistor for dividing the output voltage of the integrating circuit, and OP is an analog of the output from the integrating circuit. A differential amplifier consisting of an operational amplifier that compares the output from the data selector SL and detects the difference, R2□ is a differential amplifier O
Ps input resistance, RZI~R24 is voltage dividing resistance, R2S
is the feedback resistance of the differential amplifier OP.

ＭＣはワンチップマイクロコンピュータであり、本質的
に中央演算装置、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ボートを備え
ており、ＲＯＭには予めプログラムが記憶させてあり、
入力ポートを介して少なくともステッピングモータの回
転方向信号ｄｉおよび停止までのステップ数信号ｓｉの
外かに、コンパレータＯＰ６の出力Ｃ０が人力されてい
る。そして、該マイクロコンピュータＭＣは入力ポート
から供給された信号にもとづいて、ＲＯＭに記憶させた
プログラムにしたがった処理、演算、比較を行なって、
その結果にしたがって出力ポートを介して端子Ｐ、、Ｐ
、から相励磁データを、端子Ｐ１〜Ｐ３からアナログセ
レクタＳＬの選択データを、端子Ｐ４からトランジスタ
Ｔｒｓのオン・オフを制御するトリガ信号を、端子Ｐ、
〜Ｐａからデジタル−アナログ変換器ＤＡＣのデジタル
スレショールドレベルデータを夫々出力する。MC is a one-chip microcomputer, and is essentially equipped with a central processing unit, ROM, RAM, and input/output board, and programs are stored in advance in the ROM.
The output C0 of the comparator OP6 is inputted via an input port in addition to at least the rotational direction signal di and the step number signal si until stopping of the stepping motor. Based on the signals supplied from the input port, the microcomputer MC performs processing, calculation, and comparison according to the program stored in the ROM.
According to the result, terminals P,,P
, the selection data of the analog selector SL from the terminals P1 to P3, the trigger signal for controlling the on/off of the transistor Trs from the terminal P4, the terminal P,
~Pa outputs digital threshold level data of the digital-to-analog converter DAC, respectively.

ＤＡＣは前記マイクロコンピュータＭＣよりのデジタル
スレッショールドレベルデータが入力される端子０１〜
Ｃ４を有するデジタル−アナログ変換器、ＯＰ　ｂはデ
ジタル−アナログ変換器ＤＡＣから出力されたスレショ
ールドレベル電圧と、差動増幅器ＯＰ　ｓの出力とを比
較するコンパレータである。The DAC has terminals 01 to 01 to which digital threshold level data from the microcomputer MC is input.
The digital-to-analog converter with C4, OP b, is a comparator that compares the threshold level voltage output from the digital-to-analog converter DAC with the output of the differential amplifier OP s.

Ｒｚ　＆　ハ前記コンパレータＯＰ＆がオープンコレク
タであるために接続されたプルアップ抵抗、Ｂ１　、Ｂ
２は前記マイクロコンピュータＭＣの出力に接続された
バーク、Ｉｔ、Ｉｔは同じくマイクロコンピュータＭＣ
の出力に接続されたインバータ、Ｖｍはステッピングモ
ータ駆動電源である。Rz & C pull-up resistors connected because the comparator OP & is an open collector, B1, B
2 is a bark connected to the output of the microcomputer MC, It, It is also connected to the output of the microcomputer MC.
The inverter connected to the output of the inverter Vm is a stepping motor driving power source.

なお、前記バークＢ＋　　、ＢｚおよびインバータＩｔ
、ＩｚはマイクロコンピュータＭＣの出力ポートを減ら
すために設けたものであり、Ｐｈａ　ｓｅ比出力各別マ
イクロコンピュータＭＣに設けても良い。Note that the bark B+, Bz and the inverter It
, Iz are provided to reduce the number of output ports of the microcomputer MC, and may be provided in the microcomputer MC for each phase ratio output.

次に、前記したブロック図の動作をマイクロコンピュー
タＭＣのＲＯＭに記憶させであるプログラムに従って説
明する。Next, the operation of the block diagram described above will be explained according to a program stored in the ROM of the microcomputer MC.

プログラムを開始させて、まず停止までに到るステップ
数信号ｓｉを入力しくステップ１００）、ついで回転方
向信号ｄｉを入力する（ステップ１０１）。これらの信
号ｓｉ、ｄｉはデジタル形態で与えられることは勿論で
あり、ＲＡＭの所定エリアに記憶される。The program is started, and first a signal si for the number of steps required to reach a stop is input (step 100), and then a rotation direction signal di is input (step 101). These signals si and di are of course given in digital form and are stored in a predetermined area of the RAM.

ステップ１０１に続いてスタートの１相にのみ対応する
出力、例えばコイルφ３を最初の励磁相とすれば、端子
Ｐ、を低電位とする出力を発生する（ステップ１０２）
。ステップ１０２に続いて励磁相および選択信号を出力
する。すなわち端子Ｐ、−Ｐ３から出力を発生する（ス
テップ１０３）。端子Ｐ、−Ｐ、からの出力によりコイ
ルφ１〜φ４の２相が励磁され、非反転演算増幅器ＯＰ
１〜ＯＰ４の内の１つの出力が選択されることになる。Following step 101, an output corresponding to only one start phase is generated, for example, if coil φ3 is the first excitation phase, an output is generated that makes terminal P a low potential (step 102).
. Following step 102, the excitation phase and selection signal are output. That is, output is generated from terminals P and -P3 (step 103). Two phases of coils φ1 to φ4 are excited by the output from terminals P and -P, and the non-inverting operational amplifier OP
One output from 1 to OP4 will be selected.

いま仮にステッピングモータを時計方向に回転駆動する
ときは端子Ｐ、には低電位出力が出力され、また反時計
方向に回転駆動するときは端子Ｐ３には高電位出力が出
力される。If the stepping motor is rotated clockwise, a low potential output is output to the terminal P, and when the stepping motor is rotated counterclockwise, a high potential output is output to the terminal P3.

いまステッピングモータを駆動中の時刻ｔ、〜ｔ４にお
けるマイクロコンピュータＭＣの端子Ｐ２〜Ｐ３の出力
は第１表、第２表に示す如くになる。The outputs of the terminals P2 to P3 of the microcomputer MC at times t to t4 when the stepping motor is currently being driven are as shown in Tables 1 and 2.

第１表　正回転プロセッサ出力　１ 第２表　逆回転プロセッサ出力　２ 第１表は時計方向回転の場合の例を各相コイルφ、〜φ
４の励磁状態をも含めて示しており、第２表は反時計方
向回転の場合の例を各相コイルφ１〜φ４の励磁状態を
も含めて示している。なお、（ｔｚ　　　ｔＩ）、（ｔ
ｉ　　　ｔｚ）ｓ　　（ｔ４　　ｔユ）、（ｔｌ−ｔ４
）、・・・、の冬期間は後述するスレショールドレベル
データにより定まる。また端子Ｐ１〜Ｐ３の出力により
アナログデータセレクタＳＬは、第３表に示す如くに非
反転増幅器ＯＰ。Table 1: Forward rotation processor output 1 Table 2: Reverse rotation processor output 2 Table 1 shows examples of clockwise rotation for each phase coil φ, ~φ
Table 2 shows an example of counterclockwise rotation including the excitation states of each phase coil φ1 to φ4. Note that (tz tI), (t
i tz)s (t4 tyu), (tl-t4
), . . ., the winter period is determined by threshold level data, which will be described later. Further, the analog data selector SL outputs from the terminals P1 to P3 as a non-inverting amplifier OP as shown in Table 3.

、・・・またはＯＰ、の出力が選択のうえ出力される。, . . . or OP are selectively output.

第３表　データセレクタ結線 第３表において上欄は時計方向回転駆動の場合を、下欄
は反時計方向回転駆動の場合を示しており、選択される
非反転増幅器ＯＰ１　、・・・またはＯＰ。Table 3 Data Selector Connections In Table 3, the upper column shows the case of clockwise rotation drive, and the lower column shows the case of counterclockwise rotation drive, and the selected non-inverting amplifier OP1, . . . or OP.

の出力は励磁相の１つである。The output of is one of the excitation phases.

ステップ１０２〜１０３の各相コイルφ１〜φ４の励磁
状態を示せば第３図（ａｌ〜Ｔｄ）に示す如き状態であ
る。またステップ１０３によりセレクトされたアナログ
データセレクタＳＬの出力は第３図ｔｅｌに示す如くで
ある。なお、時刻１〜ｔ４は第１表に対応しており、ｔ
２が起動時点を示しており第３相のコイルφ３がステッ
プ１０２においてスタート時の決められた１組であるこ
とを示している。The excitation states of the phase coils φ1 to φ4 in steps 102 to 103 are as shown in FIG. 3 (al to Td). Further, the output of the analog data selector SL selected in step 103 is as shown in FIG. Note that times 1 to t4 correspond to Table 1, and t
2 indicates the starting point and indicates that the third phase coil φ3 is one set determined at the starting time in step 102.

そして、端子Ｐ、が低電位になると、インバータ■１を
介してトランジスタＴｒ３のベースに電流が流れ、該ト
ランジスタＴｒ、はオンする。これにより、コイルφ３
に通電が行われ電圧測定用抵抗Ｒ３の両端に電圧が発生
する。この電圧を非反転増幅器ＯＰ　３で増幅し、アナ
ログデータセレクタＳＬに入力する。また、マイクロコ
ンピュータＭＣのセレクト端子Ｐ、〜Ｐ３の何れかより
選択信号が入力されるので、アナログデータセレクタＳ
Ｌからは選択信号によって選択された信号、すなわち、
非反転増幅器ＯＰ、よりの電圧が出力される。When the potential of the terminal P becomes low, a current flows through the inverter 1 to the base of the transistor Tr3, and the transistor Tr is turned on. As a result, coil φ3
energization is performed, and a voltage is generated across the voltage measuring resistor R3. This voltage is amplified by the non-inverting amplifier OP3 and input to the analog data selector SL. Also, since a selection signal is input from any of the selection terminals P, ~P3 of the microcomputer MC, the analog data selector S
From L, the signal selected by the selection signal, that is,
The voltage from the non-inverting amplifier OP is output.

一方、マイクロコンピュータＭＣよりトリガー信号が出
力されてトランジスタＴｒｓがオン状態となり、積分回
路のコンデンサＣに充電されていた電荷は瞬時に放電さ
れ、前記トランジスタＴｒ５のオフと同時にコンデンサ
Ｃに充電が開始される。この充電電圧は可変抵抗Ｒ０を
介して差動増幅器ＯＰ　ｓの一端に印加される。また、
差動増幅器ＯＰ　ｓの他端にはアナログデータセレクタ
ＳＬからの出力が印加されているので、該差動増幅器Ｏ
ＰＳの出力からは、アナログデータセレクタＳＬからの
アナログ信号第３図（ｅ）から可変抵抗Ｒ０からの出力
（幻を減算したものが送出される。すなわち、この出力
が第３図（ｈ）に示す。この出力は第１図（ｅｌに示し
た波形が連続して続いたものであり、この波形（起電力
ＥＭＦ）がわかれば前記した発明の詳細な説明した如く
ロータの位置を知ることができる。。On the other hand, a trigger signal is output from the microcomputer MC, turning on the transistor Trs, and the electric charge charged in the capacitor C of the integrating circuit is instantly discharged, and charging of the capacitor C starts at the same time as the transistor Tr5 is turned off. Ru. This charging voltage is applied to one end of the differential amplifier OP s via a variable resistor R0. Also,
Since the output from the analog data selector SL is applied to the other end of the differential amplifier OPs, the differential amplifier O
The output of the PS is the analog signal from the analog data selector SL (Fig. 3(e)) minus the output from the variable resistor R0 (illustration subtracted). In other words, this output is shown in Fig. 3(h). This output is a continuation of the waveform shown in Figure 1 (el), and if this waveform (electromotive force EMF) is known, the position of the rotor can be determined as described in the detailed explanation of the invention above. can..

ステップ１０３に続いてスレショールドレベルデータが
端子Ｐ、〜ｐＨから出力される（ステップ１０４）。こ
の出力はデジタル−アナログ変換器ＤＡＣにおいてアナ
ログ変換され、このアナログ変換された電圧はコンパレ
ータＯＰ　ｂに印加される。そこでコンパレータＯＰ　
ｂにおいて、差動増幅器ＯＰＳの出力がデジタル−アナ
ログ変換器ＤＡＣよりの出力でスレショールドされ、そ
のスレショールドされた出力がコンパレータＯＰ　ａか
ら第３図（１１に示す如＜Ｃｏとして出力される（ステ
ップ１０６）。このコンパレータＯＰ６よりの出力Ｇｏ
の値は、回転子の進み角である回転子位置を示す。Following step 103, threshold level data is output from terminals P, ~pH (step 104). This output is analog-converted in a digital-to-analog converter DAC, and this analog-converted voltage is applied to a comparator OP b. So comparator OP
At b, the output of the differential amplifier OPS is thresholded by the output from the digital-to-analog converter DAC, and the thresholded output is output from the comparator OP a as <Co as shown in FIG. 3 (11). (Step 106).The output Go from this comparator OP6
The value of indicates the rotor position, which is the advance angle of the rotor.

そして、この出力ＣｏはマイクロコンピュータＭＣの端
子Ｐ、に入力され、該マイクロコンピュータＭＣの端子
Ｐ２からローレベルの出力が送出され、インバータＩ２
で反転された後にトランジスタＴｒ４のベースに供給さ
れ、該トランジスタＴｒ＝はオン状態となる。これによ
り、ステッピングモータのコイルφ４に通電され回転子
は次のステップに進むことになるが、ここでコイルφ４
に流れる電流は電圧測定用抵抗Ｒ４にて検出され非反転
増幅器ＯＰ４で増幅され、アナログデータセレクタＳＬ
を介して出力される。一方、マイクロコンピュータＭＣ
の端子Ｐ４からトリガー信号が出力され（ステップ１０
７）、前記したと同様に積分回路のコンデンサＣの充電
電圧が可変抵抗Ｒ０を介して出力され、この出力から前
記アナログデータセレクタＳＬよりの出力が差動増幅器
ＯＰ、で減算される。This output Co is input to the terminal P of the microcomputer MC, and a low level output is sent from the terminal P2 of the microcomputer MC, and the inverter I2
After being inverted at , it is supplied to the base of the transistor Tr4, and the transistor Tr= is turned on. As a result, the coil φ4 of the stepping motor is energized and the rotor proceeds to the next step, but here the coil φ4
The current flowing through is detected by the voltage measuring resistor R4, amplified by the non-inverting amplifier OP4, and then sent to the analog data selector SL.
Output via . On the other hand, microcomputer MC
A trigger signal is output from terminal P4 of (step 10)
7) As described above, the charged voltage of the capacitor C of the integrating circuit is outputted via the variable resistor R0, and the output from the analog data selector SL is subtracted from this output by the differential amplifier OP.

ここでデジタル−アナログ変換器ＤＡＣよりの出力であ
るスレショールドレベルを変えることにより回転子の進
み角を変えることができるので、ステッピングモータの
コイルからコイルへの通電間隔を変えることができる。Here, by changing the threshold level that is the output from the digital-to-analog converter DAC, the advance angle of the rotor can be changed, and therefore the interval between energization from one coil to another of the stepping motor can be changed.

従って、回転子の進み角が小さい状態において、次のコ
イルへの通電を開始すると回転子は遅く回転し、また、
進み角が大きい状態において、コイルへの通電を開始す
ると回転子は早く回転することになる。すなわち、デジ
タル−アナログ変換器ＤＡＣよりのスレショールドレベ
ルを変えることにより、ステッピングモータの速度を可
変することができるものである。Therefore, when the rotor's advance angle is small, when the next coil starts to be energized, the rotor rotates slowly, and
If the coil starts to be energized in a state where the advance angle is large, the rotor will rotate quickly. That is, by changing the threshold level from the digital-to-analog converter DAC, the speed of the stepping motor can be varied.

ステップ１０７に続いてステップ１００にて入力されて
記憶しているステッピングモータのステップ数から“−
１”され（ステップ１Ｏ８）、続いてＲＡＭに記憶して
いるステップ数“０”か否かがチェックされる（ステッ
プ１０９）。この結果、ステップ数が“０”のときは予
めステップ１００にて入力されたステップ数、ステッピ
ングモータが回転駆動された状態であり、ステッピング
モータの回転駆動は停止され、ステップ１０９において
ステップ数が“０”でないときはステップ数が“０″に
なるまでステップ１０９に続いてステップ１０３が実行
され、再びステップ駆動されることになる。From the number of steps of the stepping motor input and stored in step 100 following step 107, “-
1" (step 1O8), and then it is checked whether the number of steps stored in the RAM is "0" (step 109). As a result, if the number of steps is "0", the number of steps stored in the RAM is "0". The input number of steps indicates that the stepping motor is being rotated, and the rotation of the stepping motor is stopped, and if the number of steps is not "0" in step 109, the process continues in step 109 until the number of steps becomes "0". Subsequently, step 103 is executed, and step driving is performed again.

なお、デジタル−アナログ変換器ＤＡＣに代って、電源
電圧を分圧したポテンショメータＶＲ（第２図仮想線）
の出力を用いてもよい。この場合、ポテンショメータに
よる電源電圧の分圧比を手動により設定してもよく、ま
たマイクロコンピュータＭＣからの出力によりポテンシ
ョメータの摺動子位置を設定するようにしてもよい。In addition, instead of the digital-to-analog converter DAC, a potentiometer VR (phantom line in Figure 2) that divides the power supply voltage is used.
You may also use the output of In this case, the voltage division ratio of the power supply voltage by the potentiometer may be set manually, or the slider position of the potentiometer may be set by the output from the microcomputer MC.

また、本実施例では４相ステフピングモータの２相励磁
の場合について説明したが、例えば１相励磁あるいは４
相以上のステッピングモータの駆動装置として応用でき
るものである。In addition, in this embodiment, the case of two-phase excitation of a four-phase stepping motor was explained, but for example, one-phase excitation or four-phase stepping motor is explained.
It can be applied as a driving device for a stepping motor of more than one phase.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した如く本発明によれば、励磁相コイルに流れ
る電流に対応した電圧を順次検出し、一方ステンピング
モータ駆動電源より積分回路等の飽和波形発生回路を動
作させ、その端子電圧と前記検出電圧との差を検出して
励磁相の起電力を得、これにより回転子の進み角を検知
し、その信号をフィードバックして次のコイルへの通電
を行うようにしたので、ステッピングモータを入力信号
に対して正確なる回転数で制御でき、また前記進み角を
スレショールドレベルを変えることによりステッピング
モータの回転速度をも制御でき、従って、簡単な回路で
正確な回転数と回転速度で制御できると共に占有面積も
小さくてすみ、かつコストの低減も図ることができる等
の効果を有するものである。As explained above, according to the present invention, voltages corresponding to the currents flowing through the excitation phase coils are sequentially detected, and a saturation waveform generating circuit such as an integrating circuit is operated from the stamping motor drive power supply, and the terminal voltage and the detected voltage are detected sequentially. By detecting the difference between the voltage and the electromotive force of the excitation phase, the advance angle of the rotor is detected, and the signal is fed back to energize the next coil, so the stepping motor can be input. It is possible to control the rotation speed accurately with respect to the signal, and by changing the threshold level of the lead angle, the rotation speed of the stepping motor can also be controlled. Therefore, it is possible to control the rotation speed and rotation speed accurately with a simple circuit. This has the advantage of being able to reduce the amount of space it occupies, and reduce costs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の原理を示す説明図、第２図は本発明の
一実施例の構成を示すブロック図、第３図は本発明の一
実施例の作用の説明に供する波形図、第４図は本発明の
一実施例の作用の説明に供するフローチャートである。 φｌ〜φ４・・・コイル、Ｔｒｌ−Ｔｒ５・・・トラン
ジスタ、ＯＰＩ〜ＯＰ４・・・非反転増幅器、ＯＦ２・
・・作動増幅器、ＯＦ２・・・コンパレータ、Ｃ，Ｒ・
・・積分回路を構成するコンデンサと抵抗、Ｒ，−Ｒ４
・・・電圧測定用抵抗、ＳＬ・・・アナログセレクタ、
ＤＡＣ・・・デジタル−アナログ変換器、ＭＣ・・・マ
イクロコンピュータ。FIG. 1 is an explanatory diagram showing the principle of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of one embodiment of the present invention. φl~φ4...Coil, Trl-Tr5...Transistor, OPI~OP4...Non-inverting amplifier, OF2...
・・Operation amplifier, OF2・・Comparator, C, R・
・Capacitor and resistor, R, -R4 that make up the integration circuit
...Resistance for voltage measurement, SL...Analog selector,
DAC...digital-analog converter, MC...microcomputer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ステッピングモータの各相コイルに夫々トランジスタ等
の第１のスイッチ手段を介して接続された電圧測定用抵
抗と、該電圧測定用抵抗の両端の電圧を選択出力する選
択手段と、ステッピングモータへの駆動電圧から飽和波
形を得る積分回路等の飽和波形発生手段と、該飽和波形
発生手段を選択的に動作させ飽和波形を得る第２のスイ
ッチ手段と、前記選択手段からの出力電圧と前記飽和波
形発生手段よりの飽和波形電圧を入力とする差動増幅器
と、前記差動増幅器の出力電圧と所定レベルとを比較す
るコンパレータと、該コンパレータの出力により前記第
１のスイッチ手段を閉成して次の励磁相コイルに通電せ
しめると共に前記第２のスイッチ手段を閉成して前記飽
和波形発生手段よりの飽和波形電圧を発生せしめ、かつ
前記選択手段を切変える制御手段とを備えたことを特徴
とするステッピングモータの駆動装置。A voltage measuring resistor connected to each phase coil of the stepping motor through a first switch means such as a transistor, a selecting means for selectively outputting a voltage across the voltage measuring resistor, and a drive to the stepping motor. a saturated waveform generating means such as an integrating circuit that obtains a saturated waveform from a voltage; a second switch means that selectively operates the saturated waveform generating means to obtain a saturated waveform; and an output voltage from the selection means and the saturated waveform generation. a differential amplifier inputting the saturation waveform voltage from the differential amplifier; a comparator for comparing the output voltage of the differential amplifier with a predetermined level; and the output of the comparator closing the first switching means. It is characterized by comprising control means for energizing the excitation phase coil and closing the second switch means to generate a saturated waveform voltage from the saturated waveform generation means, and for switching the selection means. Stepping motor drive device.