CS262098B1 - Zapojení monolitického integrovaného obvodu pro zpracování signálů snímačů polohy - Google Patents

Abstract

Zapojení je určeno pro zpracování signálů snímačů polohy, dále je vhodné pro měření časových intervalů a pro obecné použití, jako je obousměrný počítač. Zapojení je realizováno jako monolitický integrovaný obvod v pouzdru s 20 vývody pro připojení na sběrnici mikropočítače. Obsahuje šestnáctibitový obousměrný čítač, vyrovnávací šestnáctibitový datový registr, logiku pro zpracování a kontrolu signálů inkrementálních i fázových snímačů polohy, logiku pro uchování st^vu čítače v okamžiku vyhodnocení signálu měřicího dotyku a obvody generování signálů napájení fázových snímačů polohy. Funkční vlastnosti jsou programovatelné ze sběrnice mikropočítače.

Description

Vynález se týká zapojení monolitického integrovaného obvodu pro zpracování signálů inkrementálních a fázových snímačů polohy a signálu měřicího dotyku.

Obvody pro zpracování signálů snímačů polohy jsou obvykle řešeny propojením několika integrovaných obvodů malé a střední integrace. Komplexní vyřešení těchto obvodů tak, aby byly schopny zpracovávat signály Inkrementálních i fázových snímačů polohy a signál z měřicího dotyku, však vyžaduje propojit cca 15 až 20 integrovaných obvodů. Proto jsou v praxi využívána různá jednodušší zapojení jako- výsledek kompromisu mezi univerzalitou, funkčními vlastnostmi a složitostí obvodu; zpravidla kladou i zvýšené nároky na programové zabezpečení výpočtu přírůstku dráhy. Jsou rovněž známa řešení se speciálními integrovanými obvody, které však neřeší problematiky fázových snímačů polohy.

Uvedené nedostatky umožňuje odstranit zapojení monolitického integrovaného obvodu pro zpracování signálů inkrementálních a fázových snímačů polohy a signálu měřicího dotyku dle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že první vývod je připojen ke vstupu pro měřicí dotyk bloku řízení zápisu registru. Druhý vývod je připojen k hodinovým vstupům bloku řízení zápisu registru, bloku zpracování a kontroly signálů snímačů polohy. První čtveřice vývodů je připojena ke čtveřici vstupů bloku zpracování a kontroly signálů snímačů polohy a dále ke trojici výstupů bloku generátorů signálů napájení fázových snímačů polohy. Druhá čtveřice vývodů je připojena k řídicím vstupům obvodu sběrnice dat, osmice vývodů je napojena na obousměrnou vnější sběrnicí. Povelové výstupy bloku zpracování a kontroly signálů snímačů polohy jsou připojeny ke vstupům čítání nahoru, čítání dolů a nulování šestnáctibitového obousměrného čítače. Výstupy tohoto čítače jsou připojeny k datovým vstupům šestnáctibitového registru dat, výstupy tohoto registru jsou připojeny k prvním vstupům obvodů sběrnice dat. Povelový výstup bloku řízení zápisu registru je připojen k řídicímu vstupu šestnáctibitového registru dat. Stavový výstup bloku řízení zápisu registru je připojen k prvnímu vstupu stavového registru. Stavové výstupy bloku zpracování a kontroly signálů snímačů polohy jsou připojeny ke druhým vstupům stavového registru, jehož výstupy jsou připojeny ke druhým vstupům obvodů sběrnice dat. Výstupy obvodů sběrnice dat jsou připojeny ke vstupům řídicího registru, výstupy tohoto registru jsou připojeny k řídicím vstupům bloku generátorů signálů napájení fázových snímačů polohy, k řídicím vstupům bloku zpracování a kontroly signálů snímačů polohy a ke vstupům bloku řízení zápisu registru.

Vyšší účinek zapojení lze spatřovat v tom, že zapojení monolitického integrovaného obvodu dle vynálezu umožňuje připojení jak inkrementálních, tak fázových snímačů polohy a připojení signálu z měřicího dotyku. Volba druhu snímače je provedena zápisem povelu do řídicího registru, zapojení lze realizovat tak, že neobsahuje žádné propojky nebo mechanické snímače. Použitím zapojení monolitického integrovaného obvodu dle vynálezu se značně zmenší zastavěné plochy, zmenší příkon, zvýší spolehlivost a sníží pracnost ve vývoji a výrobě obvodů zpracování signálů snímačů polohy.

Na přiloženém výkresu je znázorněno schéma zapojení monolitického integrovaného obvodu pro zpracování signálů snímačů polohy.

První vývod 93 je připojen ke vstupu 41 pro· měřicí dotyk bloku 4 řízení zápisu registru. Druhý vývod 91 je připojen k hodinovým vstupům 40, 10, 80 bloku 4 řízení zápisu registru, bloku 1 zpracování a kontroly signálů snímačů polohy a bloku 8 generátorů signálů napájení fázových snímačů polohy. První čtveřice vývodů je připojena ke čtveřici 11 vstupů bloku 1 zpracování a kontroly signálů snímačů polohy a ke trojici 81 výstupů bloku 8 generátorů signálů napájení fázových snímačů polohy. Druhá čtveřice 95 vývodů je připojena k řídicím vstupům 51 obvodů 5 sběrnice dat, osmice 94 vývodů je napojena na obousměrnou vnější sběrnici 50.

Povelové vstupy 12 bloku 1 zpracování a kontroly signálů snímačů polohy jsou připojeny ke vstupům 21 čítání nahoru, čítání dolů a nulování šestnáctibitového oboustranného čítače 2, jehož výstupy 23 jsou připojeny k datovým vstupům 32 šestnáctibitového registru 3 dat, jehož výstupy 35 jsou připojeny k prvním vstupům 53 obvodů 5 sběrnice dat. Povelový výstup 43 bloku 4 řízení zápisu registru je připojen k řídicímu vstupu 34 šestnáctibitového registru 3 dat. Stavový výstup 46 bloku 4 řízení zápisu registru je připojen k prvnímu vstupu 64 stavového registru 6. Stavové výstupy 16 bloku 1 zpracování a kontroly snímačů polohy jsou připojeny ke druhým vstupům 61 stavového registru 6, jehož výstupy 65 jsou připojeny ke druhým vstupům 56 obvodů 5 sběrnice dat. Výstupy 57 obvodů 5 sběrnice dat jsou připojeny ke vstupům 75 řídicího registru 7, jehož výstupy jsou připojeny k řídicím vstupům 87 bloku 8 generátorů signálů napájení fázových snímačů polohy, k řídicím vstupům 17 bloku 1 zpracování a kontroly signálů snímačů polohy a ke vstupům 47 bloku 4 řízení zápisu registru.

Stavový výstup 48 bloku 4 řízení zápisu registru nese informaci o zpracování signálu měřicího dotyku. Stavová výstupy 16 bloku 1 zpracování a kontroly snímačů polohy nesou informaci o výskytu chybových relací mezi signály snímače, o zpracování nulového impulsu a o průběhu měření časových Intervalů.

V normálních provozních podmínkách je : ................................

připojena druhá čtveřice Í55 vývodů k řídicím a osmic© 94 vývodů k datovým vodičům sběrnice nadřazeného mikropočítače. Druhý vývod 91 je připojen ke zdroji periodického hodinového signálu. První čtveřice 92 vývodů je přes obvody přizpůsobení upravující napěťové a výkonové poměry připojena ke snímači polohy nebo* do jiného prostředí.

Před zahájením provozu je třeba obvod inicializovat zápisem povelu do řídicího registru 7. Takto je nastaven buď režim 0, tj. režim univerzálního obousměrného čítání, nebo režim 1, tj. režim vyhodnocování inkrementálních snímačů polohy, nebo režim 2, tj. režim: vyhodnocování fázových snímačů polohy a měření časových intervalů.

V režimu 0 je první čtveřice 92 vývodů využita takto: jeden vstup čítání nahoru, jeden vstup čítání dolů, jeden vstup nulování a jeden vstup připojen do stavového registru 6.

Obsah šestnáctibitového obousměrného čítače 2 je zvýšen nebo snížen o 1 nebo nulován v závislosti na změnách signálů na první čtveřici 92 vývodů. Blok 4 řízení zápisu registru vyvolává zápis do registru 3 dat v každé periodě hodinového signálu, pokud není zablokován z důvodů přenosu obsahu registru 3 dat na obousměrnou vnější sběrnici 50 nebo z důvodu vyhodnocení signálu měřicího dotyku na prvním vývodu 93. Signálem z měřicího dotyku je možno tedy uchovat stav šestnáctibitového* obousměrného Čítače 2 ve význačném okamžiku k pozdějšímu přečtení a zpracování. Zpracování signálu nulování a signálu měřicího dotyku je podmíněno povolením těchto funkcí zápisem odpovídajícího povelu do řídicího registru 7 a má za následek nastavení odpovídajících bitů stavového registru 6.

V režimu 1 je první čtveřice 92 vývodů využita takto: dva vstupy vyhodnocování periodických signálů snímače polohy, jeden vstup nulového impulsu snímače polohy a jeden vstup připojen do stavového registrů;

6. Činnost obvodu je podobná jako v režimu 0 s tím rozdílem, že periodické signály snímače polohy jsou vyhodnoceny tak, že při pohybu snímače je změna obsahu šestnáctibitového obousměrného čítače 2 úměrná změně polohy včetně znaménka. Stavové výstupy 16 bloku 1 zpracování a kontroly signálů snímače indikují zpracování nulového impulsu a výskyt chybové sekvence na signálech snímače polohy.

V režimu 2 je první čtveřice 92 vývodů využita takto: dva výstupy signálů napájení fázových snímačů polohy, jeden výstup/vstup referenčního signálu vyznačujícího konec měřeného časového intervalu a jeden vstup signálu vyznačujícího začátek měřeného* časového Intervalu. Po* dobu trvání měřeného časového intervalu je obsah obousměrného šestnáctibitového čítače 2 zvýšen v každé periodě hodinového signálu a po skončení časového intervalu přenesen do registru 3 dat nebo ponechán v obousměrném šestnáctibitovém čítači 2, pokud nebyl předchozí obsah šestnáctibitového registru 3 dat přenesen na obousměrnou vnější sběrnici 50. Ve stavovém registru 6 je přístupná informace o trvání měřicího* intervalu a o přesunu výsledku do šestnáctibitového registru 3 dat. Zápisem do řídicího registru 7 je možno zapnout blok 8 generátorů signálů napájení fázových snímačů polohy, který poskytuje na svých výstupech 81 dva periodické dvouúrovňové signály s fázovým posuvem 90° s průběhem tvarovaným k dosažení malého obsahu lichých harmonických a jeden obdélníkový referenční signál.

Zapojení monolitického integrovaného obvodu dle vynálezu může být použito pro zpracování signálů snímačů polohy obráběcích strojů, robotů, měřicích strojů atd. Dále může být použito pro měření časových intervalů mezi dvěma elektrickými signály nebo* jako univerzální obousměrný čítač s výstupem dat na sběrnici mikropočítače.

Claims (1)

1. předmEt

   Zapojení monolitického integrovaného¹ obvodu pro zpracování signálů snímačů polohy, vyznačené tím, že první vývod (93) je připojen ke vstupu (41) pro měřicí dotyk bloku (4) řízení zápisu registru, druhý vývod (91) je připojen k hodinovým vstupům (40), (10), (80) bloku (4) řízení zápisu registru, bloku (1) zpracování a kontroly signálů snímačů polohy a bloku (8) generátorů signálů napájení fázových snímačů polohy, první čtveřice (92) vývodů je připojena ke čtveřici (11) vstupů bloku (1) zpracování a kontroly signálů snímačů polohy a ke trojici (81) výstupů bloku (8) generátorů signálů napájení fázových snímačů polohy, druhá čtveřice (95) vývodů je připojena k řídiYNÁLEZU cím vstupům (51) obvodů (5) sběrnice dat, osmice (94) vývodů je napojena na obousměrnou vnější sběrnici (50), dále pak povelové výstupy (12) bloku (1) zpracování a kontroly signálů snímačů polohy jsou připojeny ke vstupům (21) čítání nahoru*, čítání dolů a nulování šestnáctibitového obousměrného čítače (2);, jehož výstupy (23) jsou pak připojeny k datovým vstupům (32) šestnáctibitového registru (3) dat, jehož výstupy (35) jsou pak připojeny k prvním vstupům (53) obvodů (5) sběrnice dat, povelový výstup (43) bloku (4) řízení zápisu registru je připojen k řídicímu vstupu (34) šestnáctibitového registru (3) dat, stavový výstup (46) bloku (4) řízení zápisu registru je připojen k prvnímu vstupu (64) stavového registru (6), stavové výstupy (16) bloku (1) zpracování a kontroly snímačů polohy jsou připojeny ke druhým vstupům (61) stavového registru (6), jehož výstupy (65) jsou pak připojeny ke druhým vstupům (56) obvodů (5) sběrnice dat, výstupy (57) obvodů (5) sběrnice dat jsou připojeny ke vstupům (751) řídicího registru (7), jehož výstupy (71) jsou připojeny jednak k řídícím vstupům (87J bloku (8j generátorů signálů napájení fázových snímačů polohy, jednak k řídicím vstupům (17) bloku (1) zpracování a kontroly signálů snímačů polohy a jednak ke vstupům (47) bloku (4) řízení zápisu registru.