SU1474822A1 - Pulse distributor for controlling four-phase stepping motor - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в коммутаторах шаговых приводов на базе четырехтактных шаговых двигателей. Цель изобретени  состоит в расширении эксплуатационных возможностей. Распределитель содержит шины управлени , тактовых импульсов, реверса, стробировани , выбора режима коммутации, реверсивный двоичный счетчик 1 и мультиплексоры 2-5, адресные входы которых соединены с разр дными выходами счетчика 1, а выходы используютс  в качестве выходов распределител . Расширение эксплуатационных возможностей распределител  достигаетс  благодар  обеспечению двух типовых режимов четырехтактной коммутации, корректного реверса и режимов как фиксированной сто нки, так и сто нки с обесточенными обмотками при сохранении информации о состо нии распределител . 1 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used in switches of stepping drives based on four-stroke stepping motors. The purpose of the invention is to enhance operational capabilities. The distributor contains control buses, clock pulses, reverse, gating, switching mode selection, a reversible binary counter 1 and multiplexers 2-5, whose address inputs are connected to the discharge outputs of counter 1, and the outputs are used as outputs of the distributor. Expansion of the operational capabilities of the distributor is achieved by providing two typical four-stroke switching modes, correct reversal, and both fixed parking and parking with de-energized windings while maintaining information on the status of the distributor. 1 il.

Description

ресные входы которых соединены с раз - р дными выходами счетчика 1, а выходы используютс  в качестве выходов распределител . Расширение эксплуатационных возможностей распределител  достигаетс  благодар  обеспечениюThe national inputs are connected to the remote outputs of counter 1, and the outputs are used as the outputs of the distributor. Expansion of the operational capabilities of the distributor is achieved by ensuring

двух типовых режимов четырехтактной коммутации, корректного реверса и режимов как фиксированной сто нки, так и сто нки с обесточенными обмотками при сохранении информации о состо нии распределител . 1 табл., 1 ил.two typical modes of four-stroke commutation, correct reversal and modes of both fixed parking and parking with de-energized windings while maintaining information on the status of the distributor. 1 tab., 1 Il.

1one

Изобретение относитс  к управлению электрическими машинами и может быть использовано в дискретном электроприводе.The invention relates to the control of electric machines and can be used in a discrete electric drive.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей.The purpose of the invention is to expand the functionality.

На чертеже представлена блок-схема распределител  импульсов дл  управлени  четырехфазным шаговым двигателем .The drawing shows a block diagram of a pulse distributor for controlling a four-phase stepper motor.

Распределитель содержит реверсивный двоичный счетчик 1, соединенный тактовым входом (С) с шиной тактовых импульсов, входом разрешени  счета (V) - с шиной управлени , а входом дл  задани  направлени  счета (Ј1) - с шиной реверса. Выход младшего разр да счетчика 1 подключен к первым (младшим) адресным входам первого 2, второго 3, третьего 4 и четвертого 5 мультиплексоров, вторые (старшие) адресные входы которых объединены и подключены к входу старшего разр да счетчика 1, первый информационный вход первого 2, второй информационный вход второго 3, третий информационный вход третьего 4 и четвертый информационный вход четвертого 5 мультиплексоров объединены и соединены с шиной питани  Eh, второй информационный вход первого 2, третий информационный вход второго 3, четвертый информационньй вход третьего 4 и первый информационный вход четвертого 5 мультиплексоров объединены и подключены к шине выбора режима коммутации . (шина Режим), третий и четвертый информационные входы первого 2, первьй и четвертый информационные входы второго 3, первый и второй информационные входы третьего 4, второй и третий информацион- ные входы четвертого 5 мультиплексоров объединены и соединены с общей шиной, стробирующие входы мультиплексоров 2-5 объединены и подключены к шине стробировани  Строб, а выходы мультиплексоров 2-5  вл ютс  выходами распределител .The distributor contains a reversive binary counter 1, connected to a clock input (C) with a clock bus, an input of counting resolution (V) - to a control bus, and an input to specify a counting direction (Ј1) - to a reverse bus. The output of the low order of counter 1 is connected to the first (lower) address inputs of the first 2, second 3, third 4, and fourth 5 multiplexers, the second (senior) address inputs of which are combined and connected to the input of the high bit of counter 1, the first information input of the first 2 the second information input of the second 3, the third information input of the third 4 and the fourth information input of the fourth 5 multiplexers are combined and connected to the power bus Eh, the second information input of the first 2, the third information input of the second 3, quarters An information input of the third 4 and the first information input of the fourth multiplexer 5 are coupled and connected to the bus mode selecting switch. (bus Mode), the third and fourth information inputs of the first 2, the first and fourth information inputs of the second 3, the first and second information inputs of the third 4, the second and third information inputs of the fourth 5 multiplexers are combined and connected to the common bus, the gate inputs of multiplexers 2 -5 are combined and connected to the Strobe gating bus, and the outputs of the multiplexers 2-5 are the outputs of the distributor.

00

5five

00

5five

00

5five

00

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Тактовые импульсы поступают на тактовый вход С реверсивного двоичного счетчика 1 и, если на шину управлени  подан потенциальный сигнал разрешени  счета, то счетчик 1 отсчитывает их, при этом записываемое в счетчик двоичное число с каждым тактовым импульсом увеличиваетс  или уменьшаетс  на единицу, в зависимости от уровн  потенциального сигнала на входе дл  задани  направлени  счета. При пр мом счете, к примеру, на выходах счетчика 1 при начальном нулевом состо нии формируетс  двоичный код 00-01,-10-11 -00, в то врем  как при обратном счете двоичный код формируетс  в следующей последовательности: 00-11-10-01-00. Этот двоичный код, поступа  на адресные вхо,- ды мультиплексоров - 2-5, обуславливает перезапись соответствующих потенциальных сигналов с информационных -входов мультиплексоров на их выходы , если на шину стробировани  подан разрешающий потенциальный сигнал , например низкого уровн . При этом на выходах I-IV мультиплексоров 2-5 вырабатываютс  кодовые комбинации , соответствующие режиму коммутации фаз шагового двигател . Зависимость потенциалов на выходах распределител  от потенциальных сигналов на шине выбора режима коммутации и шине реверса приведена в таблице.The clock pulses arrive at the clock input C of the reversible binary counter 1 and, if a potential counting resolution signal is applied to the control bus, the counter 1 counts them, and the binary number written to the counter increases or decreases by one with each clock pulse potential signal at the input to set the counting direction. In the forward count, for example, the binary code 00-01, -10-11 -00 is formed at the outputs of the counter 1 in the initial zero state, while in the reverse counting the binary code is formed in the following sequence: 00-11-10 -01-00. This binary code, arriving at the address inputs, multiplexers dyes 2-5, causes the corresponding potential signals to be overwritten from the information inputs of the multiplexers to their outputs if an enabling potential signal, for example, a low level, is fed to the gate bus. At the same time, at the outputs I-IV of multiplexers 2-5, code combinations are generated corresponding to the phase switching mode of the stepping motor. The dependence of the potentials at the outputs of the distributor from the potential signals on the switching mode selection bus and the reverse bus is given in the table.

Из таблицы видно, что при подаче потенциального сигнала высокого уровн  (логической единицы) на шину выбора режима коммутации предлагаемый распределитель обеспечивает четырехтактную парную коммутацию фаз шагового двигател , в то врем  как потенциальный сигнал низкого уровн  (логический нуль) на атой шине обу- славливает четырехтактную коммутацию с поочередным включением обмоток шагового двигател . При изменении потенциала на шине реверса распределитель по следующему тактовому импульсу обеспечивает формирование обратной послгдовательности выходных сигналов, причем подача сигнала реверса не вызывает пропуск .или отработку лишних шагов. The table shows that when a potential high level signal (logical unit) is applied to the switching mode selection bus, the proposed valve provides four-stroke paired switching of the phases of the stepper motor, while the potential low signal (logic zero) on the bus bus causes four-stroke switching with the alternate inclusion of the windings of the stepper motor. When the potential changes on the reverse bus, the distributor on the next clock pulse provides the formation of a reverse sequence of output signals, and the supply of the reverse signal does not cause skipping or working off extra steps.

При подаче потенциального сигнала запрета счета на шину управлени  iсчетчик 1 останавливаетс , сохран   на своих выходах записанный ранее код,благодар  чему обеспечиваетс  фиксированна  сто нка шагового двигател  без потери информации.When a potential signal to prohibit an account is sent to the control bus, i-counter 1 stops, preserving the previously recorded code on its outputs, thereby providing a fixed position of the stepper motor without loss of information.

Если в данном режиме на шину стробировани  распределител  подать запрещающий потенциальный сигнал высокого уровн , то на всех выходах мультиплексоров 2-5, .независимо от уровней сигналов на информационных и адресных входах, по вл ютс  сигналы одинакового (нулевого) уровн , обеспечивающие обесточивание обмоток шагового двигател , причем информаци  о состо нии распределител , в т.ч. о направлении движени  и режиме коммутации сохран етс  и при возобновлении движени , т.е. подаче низкого потенциала на шину стробировани и сигнала разрешени  счета на шину управлени , шаговый двигатель начинает отработку шагов из того же положени , в котором произошел его останов . Режим сто нки с обесточенными обмотками особенно эффективен в том случае, когда шаговый двигатель должен делать в процессе работы продолжительные остановки без потери информации. В этих услови х данный режим существенно повышает КПД устройства в целом при одновременномIf in this mode a prohibitive potential high level signal is sent to the distributor gating bus, then all outputs of multiplexers 2-5, regardless of signal levels at information and address inputs, appear to be of the same (zero) level, providing de-energization of stepper motor windings , moreover, information on the status of the distributor, incl. The driving direction and switching mode are also maintained when the motion is resumed, i.e. By supplying a low potential to the gate bus and a signal to enable the counting on the control bus, the stepping motor begins to work out steps from the same position in which it stopped. The standby mode with de-energized windings is especially effective when the stepping motor must make long stops without loss of information during operation. Under these conditions, this mode significantly increases the efficiency of the device as a whole while

облегчении теплового режима других блоков привода (блока питани , уси- лителей мощности, самого шагового двигател ).facilitating the thermal conditions of other drive units (power supply unit, power amplifiers, the stepper motor itself).

Q 5 0Q 5 0

5 five

00

00

5 0 50

5five

Б сравнении с известными техническими решени ми предлагаемый распределитель импульсов дл  управлени  шаговым двигателем имеет более широкие функциональные возможности, обеспечива  два типовых режима четырехтактной коммутации обмоток шагового двигател , причем переход от одно- но режима коммутации к другому может происходить как при сто нке, так и в процессе движени , и осуществл етс  путем изменени  потенциала на шине выбора режима коммутации. Распределитель обеспечивает, кроме того, корректный реверс шагового двигател  без потери или отработки лишних шагов в режиме реверса, а также режим как фиксированной сто нки с включенными обмотками, так и сто нки с обеспеченными обмотками, сохран   при этом информацию о своем последнем .состо нии .In comparison with the known technical solutions, the proposed pulse distributor for controlling a stepper motor has broader functionality, providing two typical four-stroke switching modes of the stepper motor windings, and the transition from one switching mode to another can occur both during parking and in the motion process, and is accomplished by changing the potential on the switching mode bus. The distributor provides, in addition, the correct reversal of the stepper motor without losing or working out extra steps in the reverse mode, as well as the mode of the fixed station with the windings turned on, and the station with the provided windings, while maintaining information about its last state.

Нар ду с широкими эксплуатационными возможност ми распределитель характеризуетс  и простотой реализации . Он может быть выполнен на одной микросхеме 564 ИЕ11 (реверсивный двоичный счетчик со сбросом, входом разрешени  счета и выходом дл  задани  направлени  счета) и двух микросхемах 564 КП1, кажда  из которых содержит в одном корпусе два мультиплексора вида 4:1 с общими адресными входами и стробированием.Along with wide operational capabilities, the distributor is also characterized by ease of implementation. It can be implemented on a single IC1111 chip 564 (a reversible binary counter with a reset, a counting resolution input and an output for specifying the counting direction) and two KP1 chips 564, each of which contains two 4: 1 multiplexers with a common address input and in one package gating.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Распределитель импульсов дл  управлени  четырехфазным шаговым двигателем , содержащий двухразр дный двоичный счетчик, с входами тактовым и разрешени  счета, отличающийс  тем, что, с целью расширени  эксплуатационных возможностей , дополнительно введены первый, второй, третий и четвертый мультиплексоры , стробирующие входы которых объединены дл  подключени  к шине стробировани , первый информационный вход первого, второй информационный вход второго, третий информационный вход третьего и четвертый информационный вход четвертого .мультиплексоров объединены дл  подключени  к шине питани , второй информационный вход первого, третий информационный вход второго, четвертыйA pulse distributor for controlling a four-phase stepper motor, containing a two-digit binary counter, with clock inputs and counting inputs, characterized in that, in order to expand operational capabilities, first, second, third and fourth multiplexers are added, the gating inputs of which are combined to connect to bus gate, the first information input of the first, the second information input of the second, the third information input of the third and fourth information input of the fourth. of multiplexers combined to connect to the power bus, the second information input of the first, the third information input of the second, the fourth информационный вход третьего и первый информационный вход четвертого мультиплексоров объединены дл  соединени  с шиной выбора режима коммутации , третий и четвертый информационные входы первого, первый и четвертый информационные входы второго, первый и второй информационные входы третьего, второго и третий информационные входы четвертого мультиплек1 (Четырехтакт- 1 на  парна )the information input of the third and the first information input of the fourth multiplexer are combined to connect to the switching mode selection bus; the third and fourth information inputs of the first, first and fourth information inputs of the second, first and second information inputs of the third, second and third information inputs of the fourth multiplex1 (Four-stroke 1 on parna) О(Четырехтактна  поочередна )O (Four shots alternately) соров объединены и подключены к. общей шине, первые адресные входы мультиплексоров объединены и соединены с выходом младшего разр да двухразр дного двоичного счетчика, вторые адресные входы мультиплексоров объединены и подключены к выходу старшего разр да двухразр дного дво ичного счетчика, содержащего вход дл  задани  направлени  счета.The common address inputs of the multiplexers are combined and connected to the low bit output of a two-bit binary counter, the second multi-pixel address inputs are combined and connected to the high bit output of a two-bit double counter containing an input for setting the counting direction. . OJOj 10ten 11eleven 0000 0101 0000 11eleven 10ten 0101 0000 11.eleven. 10ten 0101 0000 11eleven 00 01 1000 01 10 11eleven 0000 11eleven 0101 0о0o JОJО 11eleven 1О1O ооoo 0101 11eleven 1О1O ооoo ооoo 0101 1О1O ооoo 1О1O 0101 ооoo ооoo 1О1O 0.0 1 1 о о о 1 1 о о о 1 о о о о о 11 1 о о о 1 1 о о о 1 о о о о о 1 о оoh oh о о 1 1about o 1 1 о 1 1 о о 1 1 о о о 1 о о о 1 оo 1 1 o o 1 1 o o o 1 o o o 1 o