JP2000152695A - ステッピングモータ制御回路 - Google Patents

ステッピングモータ制御回路

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JP2000152695A
JP2000152695A JP32017598A JP32017598A JP2000152695A JP 2000152695 A JP2000152695 A JP 2000152695A JP 32017598 A JP32017598 A JP 32017598A JP 32017598 A JP32017598 A JP 32017598A JP 2000152695 A JP2000152695 A JP 2000152695A
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JP
Japan
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step number
signal
count
number counter
motor
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JP32017598A
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English (en)
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Takakazu Kobayashi
孝和 小林
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Fujitsu Isotec Ltd
Fujitsu Ltd
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Fujitsu Isotec Ltd
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はステッピングモータ制御回路に関
し、モータの異常を確実に防止することができるステッ
ピングモータ制御回路を提供することを目的としてい
る。 【解決手段】 ステッピングモータの1ステップの励磁
時間をカウントする励磁時間タイマと、該励磁時間タイ
マが設定された時間カウントした後カウントアップ信号
をトリガにして相励磁信号を自動で切り換える出力波形
生成回路14を備え、更に前記のカウントアップ信号によ
りカウントするステップ数カウンタ15を備え、前記ステ
ップ数カウンタ15は、モータが回転する時に、予め一定
速度で回転する間のステップ数を設定しておき、その設
定値とステップ数カウンタのカウント値が一致した時に
割り込み信号を送出し、前記ステップ数カウンタ15が通
常あり得ない値までカウントした時にモータの相励磁信
号をオフにする手段を備えて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はステッピングモータ
制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来回路の構成例を示すブロック
図である。11は励磁時間を指定する励磁時間指定レジ
スタ、12はモータの1ステップ当たりの励磁時間をカ
ウントする励磁時間タイマである。これら双方の出力は
一致回路13に入る。一致回路13は、励磁時間指定レ
ジスタ11の値と励磁時間タイマ12の値が一致した時
に、カウントアップパルスを出力する。
【0003】一致回路13の出力は波形生成回路14に
入り、該波形生成回路14は例えば1−2相励磁のPh
ase(位相)A〜PhaseDまでの相のパルスを出
力する。この波形生成回路14によりモータ(図示せ
ず)が駆動される。
【0004】一方、ステップ数カウンタ15は、一致回
路13の出力であるカウントアップパルスを受けてステ
ップ数をカウントする。該ステップ数カウンタ15の出
力は、一致回路19に入る。該一致回路19には、ステ
ップ数指定レジスタ16から最大ステップ数が設定され
ており、ステップ数カウンタ15の出力がそのステップ
数になったら、ステップ数カウントアップ割り込みをフ
ァームウェア(CPU:図示せず)に与える。
【0005】ここで、ステップ数カウンタ15は、モー
タが一定速度で回転する時に、ファームウェアにより、
予め一定速度で回転する間のステップ数をステップ数指
定レジスタ16により設定しておき、その設定値とステ
ップ数カウンタ15のカウント値が一致した時に、一致
回路19から前述したように割り込み信号を発生する。
これにより、少なくともモータが一定速度で回転してい
る時には、ファームウェアの介在無しに自動的にモータ
を回転させることを可能にしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
回路の場合、ファームウェアの負荷を軽減させるため、
モータが一定速度で回転している間は、自動的にステッ
ピングモータを回転させるものであり、ファームウェア
(CPU)が暴走等により制御不能になった時にモータ
を停止する制御ができず、モータが回り続け、モータの
熱上昇による発煙、発火或いは装置の破損が発生する可
能性があった。
【0007】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、モータの異常を確実に防止することがで
きるステッピングモータ制御回路を提供することを目的
としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】(1)図1は本発明の原
理ブロック図である。図5と同一のものは、同一の符号
を付して示す。図において、11は励磁時間を指定する
励磁時間指定レジスタ、12はモータの1ステップ当た
りの励磁時間をカウントする励磁時間タイマである。こ
れら双方の出力は一致回路13に入る。一致回路13
は、励磁指定レジスタ11の値と励磁時間タイマ12の
値が一致した時に、カウントアップパルスを出力する。
【0009】一致回路13の出力は波形生成回路14に
入り、該波形生成回路14は例えば1−2相励磁のPh
ase(位相)A〜PhaseDまでの相のパルスを出
力する。この波形生成回路14によりモータ(図示せ
ず)が駆動される。
【0010】一方、15は、一致回路13の出力である
カウントアップパルスをカウントするステップ数カウン
タであり、一致回路13の出力を受けてステップ数をカ
ウントする。16はステップ数カウンタ15に予めステ
ップ数を与えるステップ数指定レジスタである。
【0011】30はステップ数カウンタ15の出力を受
けてカウント数が異常である時に、波形生成回路14の
動作を停止させる相励磁オフ手段である。ステップ数カ
ウンタ15は、正常動作の場合カウント値がステップ数
指定レジスタ16の指定値に一致した時にはファームウ
ェアに対して割り込み信号を与える。ファームウェアは
これにより、所定のステップ数が終了したと認識するこ
とができる。
【0012】この発明の構成によれば、動作が正常の場
合にはステップ数カウンタ15は割り込み信号を出力
し、動作が異常の場合には相励磁オフ手段30が波形生
成回路14の出力をオフにすることにより、モータを停
止させ、これにより、モータの異常を確実に防止するこ
とができる。
【0013】(2)この場合において、前記ステップ数
カウンタ15は、ファームウェアによりカウント値をリ
セットする機能を有することを特徴としている。この発
明の構成によれば、ファームウェア制御によるリセット
機能を持つことによりファームウェアが生きている時
は、ステップ数カウンタ15の値が異常値までカウント
アップする前にカウント値をクリアすることができる。
【0014】(3)また、前記ステップ数カウンタは、
ステッピングモータが1−2相励磁で回転している時は
1ステップずつカウントし、2相励磁で回転している時
は2ステップずつカウントする機能を有することを特徴
としている。
【0015】この発明の構成によれば、2相励磁の回転
距離は、1−2相励磁の回転距離の2倍となるため、1
−2相励磁で回転している時は1ステップずつカウント
し、2相励磁で回転している時は2ステップずつカウン
トすることにより、ファームウェア(CPU)の計算を
簡単にできる。つまり、割算、掛算処理が不要となる。
【0016】(4)また、前記ステップ数カウンタは、
カウントの途中でファームウェアからカウント値通知要
求があった場合には、それ迄のカウント数を通知する機
能を有することを特徴としている。
【0017】この発明の構成によれば、定速回転中で何
らかの要因(例えばカバーオープン)で強制停止があっ
た時、現在までのモータの回転距離を把握することがで
きる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態例を詳細に説明する。図2は本発明の一実施の
形態例を示すブロック図である。図1、図5と同一のも
のは、同一の符号を付して示す。図において、11は励
磁時間指定レジスタ、12は励磁時間タイマ、13はカ
ウントアップパルスを出力する一致回路である。該一致
回路13は励磁時間指定レジスタ11の値と励磁時間タ
イマ12の値が一致した時にカウントアップパルスを出
力する。
【0019】14は波形生成回路であり、内部に3ビッ
トカウンタを持っており、そのカウンタの出力値に応じ
て相データ(PhaseA〜PhaseD)を出力す
る。15は12ビットカウンタであり、該一致回路13
の出力であるカウントアップパルスP1をカウントする
ステップ数カウンタである。
【0020】16は予め必要なステップ数が設定される
ステップ数指定レジスタであり、ファームウェアが予め
ここに値を設定しておくと、そのステップ数まで自動的
にモータを回転させ、所定数に達した時に割り込みをか
け、ファームウェアに与える。
【0021】ステップ数カウンタ15は、モータが1−
2相励磁の時にはステップ数を1カウントずつカウント
し、2相励磁の時には2カウントずつカウントする。こ
の実施の形態例によれば、2相励磁の回転距離は、1−
2相励磁の回転距離の2倍となることから、1−2相励
磁で回転している時には1ステップずつカウントし、2
相励磁で回転している時には2ステップずつカウントす
ることにより、ファームウェアの計算を簡単にできる。
つまり、割算、掛算処理が不要となる。
【0022】17はカウンタクリア信号を生成するカウ
ンタクリア信号生成回路であり、ファームウェアがこの
レジスタにアクセスし、ステップ数カウンタ15に対し
てクリア信号を送る。18はカウンタ値出力要求信号を
送出するカウンタ値出力要求信号発生回路であり、ファ
ームウェアがカウンタ値出力要求した時に、それまでの
カウントした値(ステップ数)をデータバス上に乗せ
る。19はステップ数カウンタ15の出力と、ステップ
数指定レジスタ16の指定値との一致をみる一致回路
で、該一致回路19からステップ数カウントアップ割り
込み信号P7が出力される。21はある時点におけるス
テップ数カウンタ15の出力P5を外部に出力する出力
ポート、30は相励磁オフ手段としてのカウント数異常
検出回路である。
【0023】40は、励磁時間指定レジスタ11、励磁
時間タイマ12、カウンタクリア信号生成回路17、カ
ウンタ値出力要求信号発生回路18及びステップ数指定
レジスタ16と接続されるファームウェアとしてのCP
Uである。該CPU40は、励磁時間指定レジスタ1
1、励磁時間タイマ12、ステップ数指定レジスタ16
に所定の値を設定し、ステップ数カウンタ15にクリア
信号P2を、また出力ポート21にカウンタ値出力要求
信号P3を出力する。このように構成された回路の動作
を説明すれば、以下の通りである。
【0024】図3は動作が正常時の1−2相励磁の動作
を示すタイムチャートである。(a)はカウントアップ
パルスP1、(b)はA相励磁信号、(c)はB相励磁
信号、(d)はC相励磁信号、(e)はD相励磁信号、
(f)はステップ数カウンタ15のカウント値、(g)
はカウンタクリア信号P2である。
【0025】動作が正常の時には、一致回路13は、
(a)に示すように一定周期のカウントアップパルスP
1を出力する。波形生成回路14は、このカウントアッ
プパルスを受けて、(b)から(e)に示すようなA相
〜D相までの相励磁信号を出力する。 一方、ステップ
数カウンタ15はカウントアップパルスを順次(f)に
示すようにカウントアップしていく。ここで、カウンタ
クリア信号生成回路17からクリア信号P2が出力され
ると、ステップ数カウンタ15はクリア信号P2により
クリアされる。
【0026】この実施の形態例によれば、ファームウェ
ア制御によるリセット機能を持つことにより、ファーム
ウェアが生きている時は、ステップ数カウンタ15の値
が異常値までカウントアップする前にカウント値をクリ
アすることができる。
【0027】また、ステップ数カウンタ15の出力P5
が、ステップ数指定レジスタ16で設定された値P4に
なると、一致回路19はCPU40に向けてステップ数
カウントアップ割り込み信号P7を通知する。CPU4
0は、これにより一連のモータ駆動が終了したと判定す
る。
【0028】このような一連の動作において、CPU4
0がカウント値出力要求信号発生部18を駆動してデー
タ要求P3を出すと、ステップ数カウンタ15の出力P
5が出力ポート21に乗り、データバス上にその時のス
テップ数データP8を乗せて、CPU40に通知する。
【0029】この実施の形態例によれば、一定速度で回
転中に何らかの要因で強制停止があった時に、その時の
現在までのモータの回転距離を把握することができる。
次に、図4のタイムチャートを用いて異常時の動作につ
いて説明する。図において、(a)はカウントアップパ
ルス、(b)はA相励磁信号、(c)はB相励磁信号、
(d)はC相励磁信号、(e)はD相励磁信号、(f)
はステップ数カウンタのカウント値、(g)はカウンタ
クリア信号P2、(h)はカウント数異常検出信号P6
である。
【0030】ここで、CPU(ファームウェア)40が
何らかの原因により暴走等の異常に陥ったものとする。
この場合には、カウンタクリア信号P2がクリアされな
いため、ステップ数カウンタ15はその最大出力である
“FFF”までカウントを続行する。カウント数異常検
出回路30は、このデータを入力すると、データ異常で
あると判断して、波形生成回路14に動作オフ信号P6
を与える。これにより、波形生成回路14からは相励磁
信号が出力されなくなり、モータを停止させることがで
きる。
【0031】この実施の形態例によれば、ファームウェ
アの動作が正常の場合にはステップ数カウンタ15は割
り込み信号P7を発生し、ファームウェアの動作が異常
の時には相励磁オフ手段(カウント数異常検出回路)3
0が波形生成回路14の出力をオフにすることにより、
モータを停止させ、これによりモータの異常を確実に防
止することができる。
【0032】上述の実施の形態例では、励磁時間指定レ
ジスタ11の容量を16ビット、励磁時間タイマ12の
容量を16ビット、波形生成回路14の内部カウンタを
3ビット、ステップ数カウンタ15の容量を12ビット
のものを用いた場合を例にとったが、本発明はこれに限
るものではなく、それぞれに適当な任意の値のビット数
をとることができる。また、本発明は1−2相励磁方式
のみならず、2相励磁方式にも全く同様に適用すること
ができる。
【0033】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、 (1)ステッピングモータの1ステップの励磁時間をカ
ウントする励磁時間タイマと、該励磁時間タイマが設定
された時間カウントした後カウントアップ信号を送出し
そのカウントアップ信号をトリガにして相励磁信号を自
動で切り換える出力波形生成回路を備え、更に前記励磁
時間タイマのカウントアップ信号によりカウントするス
テップ数カウンタを備え、前記ステップ数カウンタは、
モータが一定速度で回転する時にファームウェアによ
り、予め一定速度で回転する間のステップ数を設定して
おき、その設定値とステップ数カウンタのカウント値が
一致した時に割り込み信号を送出し、少なくともモータ
が一定速度で回転している時には、ファームウェアの介
在無しに自動的にモータを回転させることを可能にした
ステッピングモータ制御回路において、前記ステップ数
カウンタがファームウェアの暴走等で通常あり得ない値
までカウントした時にモータの相励磁信号をオフにする
手段を備えたことにより、動作が正常の場合にはステッ
プ数カウンタは割り込み信号を出力し、動作が異常の場
合には相励磁オフ手段が波形生成回路の出力をオフにす
ることで、モータを停止させ、これにより、モータの異
常を確実に防止することができる。
【0034】(2)この場合において、前記ステップ数
カウンタ15は、ファームウェアによりカウント値をリ
セットする機能を有することにより、ファームウェア制
御によるリセット機能を持つことでファームウェアが生
きている時は、ステップ数カウンタの値が異常値までカ
ウントアップする前にカウント値をクリアすることがで
きる。
【0035】(3)また、前記ステップ数カウンタは、
ステッピングモータが1−2相励磁で回転している時は
1ステップずつカウントし、2相励磁で回転している時
は2ステップずつカウントする機能を有することによ
り、2相励磁の回転距離は、1−2相励磁の回転距離の
2倍となるため、1−2相励磁で回転している時は1ス
テップずつカウントし、2相励磁で回転している時は2
ステップずつカウントすることで、ファームウェア(C
PU)の計算を簡単にできる。つまり、割算、掛算処理
が不要となる。
【0036】(4)また、前記ステップ数カウンタは、
カウントの途中でファームウェアからカウント値通知要
求があった場合には、それ迄のカウント数を通知する機
能を有することにより、低速回転中で何らかの要因(例
えばカバーオープン)で強制停止があった時、現在まで
のモータの回転距離を把握することができる。
【0037】このように、本発明によれば、モータの異
常を確実に防止することができるステッピングモータ制
御回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理ブロック図である。
【図2】本発明の一実施の形態例を示すブロック図であ
る。
【図3】正常動作時(1−2相励磁)のタイムチャート
を示す図である。
【図4】異常動作時(1−2相励磁)のタイムチャート
を示す図である。
【図5】従来回路の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
11 励磁時間指定レジスタ 12 励磁時間タイマ 13 一致回路 14 波形生成回路 15 ステップ数カウンタ 16 ステップ数指定レジスタ 30 相励磁オフ手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5G044 AA07 AB02 AC01 AD01 CA06 CA11 CA14 5H580 BB05 CA12 CB03 CB04 FA13 FA14 FD03 FD16 FD17 GG04 JJ07

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステッピングモータの1ステップの励磁
    時間をカウントする励磁時間タイマと、該励磁時間タイ
    マが設定された時間カウントした後カウントアップ信号
    を送出しそのカウントアップ信号をトリガにして相励磁
    信号を自動で切り換える出力波形生成回路を備え、更に
    前記励磁時間タイマのカウントアップ信号によりカウン
    トするステップ数カウンタを備え、 前記ステップ数カウンタは、モータが一定速度で回転す
    る時にファームウェアにより、予め一定速度で回転する
    間のステップ数を設定しておき、その設定値とステップ
    数カウンタのカウント値が一致した時に割り込み信号を
    送出し、モータが一定速度で回転している時には、ファ
    ームウェアの介在無しにモータを回転させることを可能
    にしたステッピングモータ制御回路において、 前記ステップ数カウンタが一定の値までカウントした時
    にモータの相励磁信号をオフにする手段を備えたことを
    特徴とするステッピングモータ制御回路。
  2. 【請求項2】 前記ステップ数カウンタは、ファームウ
    ェアによりカウント値をリセットする機能を有すること
    を特徴とする請求項1記載のステッピングモータ制御回
    路。
  3. 【請求項3】 前記ステップ数カウンタは、ステッピン
    グモータが1−2相励磁で回転している時は1ステップ
    ずつカウントし、2相励磁で回転している時は2ステッ
    プずつカウントする機能を有することを特徴とする請求
    項1記載のステッピングモータ制御回路。
  4. 【請求項4】 前記ステップ数カウンタは、カウントの
    途中でファームウェアからカウント値通知要求があった
    場合には、それ迄のカウント数を通知する機能を有する
    ことを特徴とする請求項1記載のステッピングモータ制
    御回路。
JP32017598A 1998-11-11 1998-11-11 ステッピングモータ制御回路 Withdrawn JP2000152695A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2523047C2 (ru) * 2012-02-06 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе
RU2523048C2 (ru) * 2012-02-06 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе
RU2638522C2 (ru) * 2016-05-04 2017-12-14 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") Шаговый электропривод

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2523047C2 (ru) * 2012-02-06 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе
RU2523048C2 (ru) * 2012-02-06 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе
RU2638522C2 (ru) * 2016-05-04 2017-12-14 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") Шаговый электропривод

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Effective date: 20060207