CS215152B1

CS215152B1 - Wiring to connect a pulse encoder to a microcomputer

Info

Publication number: CS215152B1
Application number: CS169380A
Authority: CS
Inventors: Vojtech Beran; Jan Kondr; Zdenek Korf; Jan Petrzilka
Original assignee: Vojtech Beran; Jan Kondr; Zdenek Korf; Jan Petrzilka
Priority date: 1980-03-12
Filing date: 1980-03-12
Publication date: 1982-07-30

Abstract

Vynález se týká oboru číslicového řízeni strojů, zejména obráběcích, kde řečí připojení impulsního snímače polohy k mikropočítači. Mikropočítač tvoří základ řídicích systémů typu CNC, které přinášejí uživateli řadu výhod. Vynálezu je možno využít všude tam, kde je třeba v mikropočítači zpracovávat údaj z impulsního snímače polohy.The invention relates to the field of numerical control of machines, especially machine tools, where it concerns the connection of a pulse position sensor to a microcomputer. The microcomputer forms the basis of CNC control systems, which bring a number of advantages to the user. The invention can be used wherever it is necessary to process data from a pulse position sensor in a microcomputer.

Description

Vynález se týká zapojeni pro připojeni impulsního snímače polohy k mikropočítači, který tvoří výkonnou jednotku například řídícího systému typu CNC pro obráběcí stroje.The invention relates to a circuit for connecting a pulse encoder to a microcomputer which constitutes an executive unit of, for example, a CNC control system for machine tools.

H číslicových řídicích systémů například obráběcích strojů so vyskytuje potřeba převést údaje impulsního snímače polohy do číslicové formy a zpřístupnit tyto údaje mikropočítači pro účely zpracování.In digital control systems of, for example, machine tools, there is a need to convert pulse encoder data into digital form and make this data available to a microcomputer for processing.

U dosavadních řečení se odměřováni polohy pohyblivých částí stroje provádělo pomocí odměřovaclch čítačů, které obsahovaly údaje o poloze. Kapacita odměřovaclch čítačů byla rovna celému rozsahu odměřování. Zpracování údaje odměřování polohy bylo prováděno speciálními obvody pro aritmetická operace. Obojí vede ke značné obvodové náročnosti.In the prior art, the measuring of the position of the moving parts of the machine was carried out by means of measuring counters containing position data. The capacity of the metering counters was equal to the entire metering range. The processing of the position measurement data was performed by special circuits for arithmetic operation. Both lead to considerable circumferential demands.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že první, druhý a třetí výstup bloku impulsního snímače polohy jsou připojeny na jim příslušný první, druhy a třetí vstup vyhodnocovacího obvodu, jehož první výstup jo spojen s prvním vstupem reversibilního čítače, s prvním vstupem kontrolního čítače a s prvním vstupem diferenčního členu. Druhý výstup vyhodnocovacího obvodu je spojen s druhým vstupem reversibilního čítače, s druhým vstupem kontrolního čítače a s druhým vstupem diferenčního členu, třetí výstup vyhodnocovacího obvodu je spojen s třetím vstupem kontrolního čítače a s druhým vstupem součinového hradla, jehož první vstup je spojen s výstupem bloku výstupní brány mikropočítače, výstup součinového hradla je spojen na druhý vstup součtového hradla, jehož výstup je zapojen na vstup nulovaclho obvodu. Výstup nulovaclho obvodu je zapojen na nulovací vstup reversibilního čítače, jehož výstup je zapojen informačním kanálem na datový vstup bloku vstupní brány dat. Výstup kontrolního čítače je spojen informačním kanálem s datovým vstupem bloku vstupní brány stavu, jehož čtecí vstup je epojen s druhým výstupem dekodéru adres mikropočítače, jehož třetí výstup je spojen se zápisovým vstupem bloku výstupní brány. První výstup dekodéru adres mikropočítače je spojen s čtecím vstupem bloku vstupní brány dat a prvním vstupem součtového hradla. Výstup bloku vstupní brány dat, výstup bloku vstupní brány stavu a vstup bloku výstupní brány jsou spojeny informačním kanálem a datovou sběrnicí mikropočítače, jehož adresová a řídicí sběrnice je spojena informačním kanálem se vstupem dekodéru adres mikropočítače.These disadvantages are eliminated by the circuit according to the invention, characterized in that the first, second and third outputs of the pulse encoder block are connected to their respective first, second and third inputs of the evaluation circuit, the first output of which is connected to the first input of the reversible counter. the first input of the check counter and the first input of the differential member. The second output of the evaluation circuit is coupled to the second input of the reversible counter, the second input of the control counter and the second input of the differential member, the third output of the evaluation circuit is connected to the third input of the control counter and the second input of the product gate. microcomputer, the output of the product gate is connected to the second input of the total gate, the output of which is connected to the input of the reset circuit. The output of the reset circuit is connected to the reset input of the reversible counter, the output of which is connected via the information channel to the data input of the input gateway block. The output of the check counter is connected by the information channel to the data input of the state gateway block, the read input of which is connected to the second output of the microcomputer address decoder, the third output of which is connected to the write input of the gateway block. The first output of the microcomputer address decoder is coupled to the read input of the data gateway block and the first sum gate input. The data gateway block output, the state gateway block output, and the output gateway block input are connected by an information channel and a microcomputer data bus whose address and control bus is connected by the information channel to the microcomputer address decoder input.

Výhodou zapojení podle vynálezu je možnost zkráceni dálky odměřovacího čítače a zprostředkováni styku odměřovacího čítače s mikropočítačem, který realizuje zpracování údajů odměřováni polohy.The advantage of the connection according to the invention is the possibility of shortening the distance of the metering counter and mediating the contact of the metering counter with the microcomputer, which realizes the processing of the position metering data.

Příklad zapojení podle vynálezu je uveden na výkrese, který představuje blokové schéma.An example of a circuit according to the invention is given in the drawing, which is a block diagram.

První, druhý a třetí výstup bloku 1 impulsního snímače polohy je připojen na jim příslušný první, druhý a třetí vstup vyhodnocovacího obvodu 2, jehož první výstup je spojen β prvním vstupem reversibilního čítače 7, s prvním vstupem kontrolního čítače 8 a s prvním vstupem diferenčního členu 12. Druhý výstup vyhodnocovacího obvodu 2 je spojen s druhým vstupem reversibilního čítače 7, s druhým vstupem kontrolního čítače 8 a s druhým vstupem diferenčního členu 12, třetí výstup vyhodnocovacího obvodu 2 je spojen s třetím vstupem kontrolního čítače 8 a s druhým vstupem součinového hradla 4, jehož první vstup je spojen s výstupem bloku 3 výstupní brány mikropočítače, výstup součinového hradla 4 je zapojen na druhý vstup součtového hradla 5, jehož výstup je zapojen na vstup nulovaclho obvodu 6. Výstup nulovaclho obvodu 6 je zapojen na nulovací vstup reversibilnlho čítače 7, jehož výstup je zapojen informačním kanálom na datový vstup bloku 10 vstupní brány dat. Výstup kontrolního čítače 8 je spojen informačním kanálem s datovým vstupem bloku 9 vstupní brány stavu, jehož čtecí vstup je spojen s druhým výstupem dekodéru 11 adres mikropočítače, jehož třetí výstup je spojen se zápisovým vstupem bloku 3 výstupní brány. První výstup dekodéru 11 adres mikropočítače je spojen s čtecím vstupem bloku 10 vstupní brány dat a prvním vstupem součtového hradla 5. Výstup bloku 10 vstupní brány dat, výstup bloku 9 vstupní brány stavu a vstup bloku 3 výstupní brány jsou spojeny informačním kanálem s datovou sběrnici mikropočítače 13. jehož adresová a řídicí sběrnice je spojena informačním kanálem se vstupem dekodéru 11 adres mikropočítače. Výstupem bloku !The first, second and third outputs of the pulse encoder block 1 are connected to their respective first, second and third inputs of the evaluation circuit 2, the first output of which is connected β by the first input of the reversible counter 7, the first input of the control counter 8 and the first input of the differential member 12 The second output of the evaluation circuit 2 is connected to the second input of the reversible counter 7, the second input of the control counter 8 and the second input of the differential member 12, the third output of the evaluation circuit 2 is connected to the third input of the control counter 8 and the second input of the product gate 4. the input is connected to the output of block 3 of the microcomputer gate, the output of the product gate 4 is connected to the second input of the summing gate 5, the output of which is connected to the input of the reset circuit 6. The output of the reset circuit 6 is connected to the reset input of reversible counter 7 information involved channel to the data input of block 10 of the data gateway. The output of the check counter 8 is connected by the information channel to the data input of the state gateway block 9, the read input of which is connected to the second output of the microcomputer address decoder 11, the third output of which is connected to the write input of the gateway block 3. The first output of the microcomputer address decoder 11 is coupled to the read input of the data gateway block 10 and the first input of the summing gate 5. The output of the data gateway block 10, the output of the state gateway block 9 and the output gateway block 3 are connected via the feed to 13. whose address and control bus is connected by the information channel to the input of the microcomputer address decoder 11. Block output!

215152. 2 impulsního snímače polohy je dvoufázový signál, jehož vyhodnocením ve vyhodnocovacím obvodu 2 se získají impulsy, z nichž každý odpovídá natočení rotoru snímače o 1 odmšřovaci inkrement, například 1/5000 otáčky. Výstup vyhodnocovacího obvodu 2 představují dva impuls nl signály, které jsou vedeny na vstupy reversibilního čítače 7 pro počítání nahoru, resp. dolů. Tímto způsobem se v reversibilnlm čítači 7 nastaví číslo, které odpovídá natočení rotoru snímače. Výstup reversibilního čítače 7 je veden na vstup bloku 10 vstupní brány dat. Touto cestou mikropočítač 13 snímá obsah reversibilního čítače 7. Dekodér 11 adres mikropočítače vysílá čtecí signál, který je veden na vstup bloku 10 vstupní brány dat, kde způsobí připojení bloku 10 brány dat k datové sběrnici mikropočítače 13 - přečtení obsahu brány. Dále je čtecí signál veden na vstup součtového hradla 5. Tento signál představuje zároveň povel pro vyslání impulsu pro nulováni reversibilního čítače 2· Tento impuls vysílá nulovací obvod 6. Stejný nulovací impuls je možno přivést na nulovací vstup reversibilního čítače 7, je-li pomocí bloku 3 výstupní brány zvolen režim nastavení výchozí hodnoty odměřováni polohy, V tomto případě so nulování reversibilního čítače 7 provádí pomocí nulo· vého impulsu snímače, vedeného z vyhodnocovacího obvodu 2 na vstup součinového hradla 4. Tento signál zároveň uručje okamžik přepisu obsahu kontrolního čítače 8 do bloku £ vstupní brány stavu. Je-li kontrolní čítač 8 v počátečním stavu, tj. prvním nulovým impulsem vynulován, musí jeho obsah být roven nule při příchodu nulového impulsu po celou dobu provozu zařízení. Porucha bloku 1. snímače polohy nebo vyhodnocovacího obvodu 2 je touto cestou zjištěna, tj, mikropočítač 13 sejme nenulový obsah bloku 9 vstupní brány. Čtecí signál bloku 9 vstupní brány stavu je veden z dekodéru 11 adres mikropočítače. Na diferenční člen 12, který je použit při řízení pohonu posuvu v uzavřené polohové vazbě, jsou přivedeny impulsy z vyhodnocovacího obvodu stejně jako na kontrolní čítač 8 a reveraibilní čítač 7. Mikropočítač 13 snímá obsah bloku 10 vstupní brány dat a bloku 3 vstupní brány stavu prostřednictvím své datové sběrnice v okamžicích, kdy adresuje příslušné brány při vykonáváni odpovídajících instrukci pro vstup dat. Datová sběrnice mikropočítače 13 slouží také k zápisu dat do bloku 3. výstupní brány dat. Adresová a řidiči sběrnice mikropočítače 13 ovládá vstupy dekodéru 11 adres mikropočítače, jehož výstupy řídí jednak připojováni bloku 9 vstupní brány stavu, resp. bloku 10 vstupní brány dat k datové sběrnici mikropočítače 13 a zápis dat ze sběrnice do bloku 3 výstupní brány.215152. The pulse encoder 2 is a two-phase signal whose evaluation in the evaluation circuit 2 yields pulses, each corresponding to a rotation of the encoder rotor of 1 scaling increment, for example 1/5000 turns. The output of the evaluation circuit 2 is represented by two pulse n1 signals which are applied to the inputs of the reversible counter 7 for counting up and down respectively. down. In this way, a number corresponding to the rotation of the sensor rotor is set in the reversible counter 7. The output of the reversible counter 7 is applied to the input of block 10 of the data gateway. In this way, the microcomputer 13 reads the contents of the reversible counter 7. The microcomputer address decoder 11 sends a read signal, which is applied to the input of the data gateway block 10, causing the data gateway block 10 to be connected to the microcomputer data bus 13. Furthermore, the read signal is applied to the summing gate input 5. This signal is also a command to send a pulse to reset the reversible counter 2. This pulse sends a reset circuit 6. The same reset pulse can be applied to the reset input of the reversible counter 7 In this case the resetting of the reversible counter 7 is performed by means of a zero pulse of the sensor led from the evaluation circuit 2 to the input of the product gate 4. This signal also determines the moment when the contents of the control counter 8 are transcribed into the block. £ input gate state. If the control counter 8 is in the initial state, i.e. the first zero pulse, the content must be zero at the arrival of the zero pulse during the entire operation of the device. A failure of the position sensor block 1 or the evaluation circuit 2 is detected in this way, i.e., the microcomputer 13 captures the non-zero content of the entrance gate block 9. The read signal of the state gateway block 9 is passed from the microcomputer address decoder 11. The differential member 12, which is used to control the drive of the closed-position feed, receives pulses from the evaluation circuit as well as the control counter 8 and the reversible counter 7. The microcomputer 13 reads the contents of the data gateway 10 and the state gateway 3 via its data bus at the time it addresses the appropriate gateways while executing the corresponding data input instructions. The microcomputer data bus 13 also serves to write data to block 3 of the output gateway. The address and control bus of the microcomputer 13 controls the inputs of the microcomputer address decoder 11, the outputs of which control, on the one hand, the connection of the state gate port 9, respectively. block 10 of the input gateway to the microcomputer data bus 13 and writing data from the bus to block 3 of the gateway.

Vynálezu je možno využít všude tam, kde je třeba zpracovávat v mikropočítači signál z impulsního snímače polohy nebo jiného snímače, jehož výstup má impulsní formu, zejména v systémech pro číslicové řízeni strojů.The invention can be used wherever it is necessary to process in a microcomputer a signal from a pulse encoder or other encoder whose output is in pulse form, especially in systems for numerical control of machines.

Claims

PEDEMONYTHEASE

Connections for connecting a pulse encoder to a microcomputer, characterized in that the first, second and third outputs of the pulse encoder block (1) are connected to their respective first, second and third inputs of the evaluation circuit (2), the first output of which is connected to the first a reversible counter input (7), a first check counter input (8), and a first differential member input (12), the second evaluation circuit output (2) being coupled to a second reversible counter input (7), a second check counter input (8) ) and with the second input of the differential member (12), the third output of the evaluation circuit (2) is connected to the third input of the control counter (8) and the second input of the product gate (4), the first input is connected to the output , the output of the product gate (4) is connected to the second input of the summing gate (5), the output of which is connected to the input nulo the output of the reset circuit (6) is connected to the reset input of the reversible counter (7), the output of which is connected via the information channel to the data input of the data gateway block (10); with a data input of a state input gate block (9), the read input of which is connected to the second output of the microcomputer address decoder (11), the third output of which is connected to the write input of the output gate block (3). wherein the first output of the microcomputer address decoder (11) is coupled to a read input of the data gateway block (10) and a first sum gate (5) input, the output of the data gateway block 410, the output of the state gateway block (9) and 3) the output gates are connected by the information channel to the microcomputer data bus (13), whose address and control bus is connected by the information channel to the input of the microcomputer address decoder (11).