JP3189280B2 - リアルタイム制御装置 - Google Patents

リアルタイム制御装置

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JP3189280B2
JP3189280B2 JP00170191A JP170191A JP3189280B2 JP 3189280 B2 JP3189280 B2 JP 3189280B2 JP 00170191 A JP00170191 A JP 00170191A JP 170191 A JP170191 A JP 170191A JP 3189280 B2 JP3189280 B2 JP 3189280B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、モータの回転制御な
ど、リアルタイム処理(実時間処理)を必要とする制御
システムに使用して好適なリアルタイム制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、モータ制御システムとして、図9
に、その要部を示すようなものが提案されている。図
中、1は回転制御の対象であるモータ、2はモータ1を
ドライブするモータドライバユニット、3はモータドラ
イバユニット2に回転制御信号を供給するリアルタイム
制御装置、4はモータ1の回転を検出し、回転検出信号
をリアルタイム制御装置3にフィードバックするロータ
リ・エンコーダであり、リアルタイム制御装置3は、例
えば、CMOS等によるマイクロコンピュータによって
構成される。
【0003】ここに、図10はリアルタイム制御装置3
の要部を示す回路図であり、図中、5は16ビットのフ
リーランニングタイマ(以下、単にタイマという)、6
は指定時間を書き込み又はタイマ5の値を格納するため
の16ビットのレジスタ、7はバス、8はタイマ5及び
レジスタ6を制御する制御回路である。
【0004】かかるリアルタイム制御装置3は、指定
された時間に出力信号(前例で言えば、回転制御信号)
を遷移させる機能、即ち、予めレジスタ6に指定時間を
書き込んでおけば、タイマ5の値がレジスタ6の値と一
致したタイミングで出力信号に遷移を発生させる機能
と、入力信号(前例で言えば、ロータリ・エンコーダ
4から供給される回転検出信号)の遷移時間の計測機
能、即ち、入力信号が遷移したタイミングでタイマ5の
内容をレジスタ6に格納し、割込みを起動させる機能と
を有している。
【0005】ここに、図11は、タイマ5の値とレジス
タ6に書き込まれた指定時間とを比較する動作(コンペ
ア動作)を説明するための図であって、例えば、インタ
ーバル(タイマ5が000016からFFFF16までをカ
ウントする期間)1におけるタイマ(カウント)値AA
B016で指定時間としてAAAA16を書き込むと、その
後、比較動作が行われてインターバル2におけるタイマ
AAAA16において一致が検出され、このタイミング
で出力信号に遷移が発生する。
【0006】また、図12は入力信号が遷移したタイミ
ングでタイマ5の内容をレジスタ6に格納する動作(キ
ャプチャ動作)を説明するための図であって、例えば、
インターバル1におけるタイマ値0A0A16で入力信号
が遷移すると、このタイマ値0A0A16がレジスタ6に
格納されて読み出され、その後、インターバル2におけ
るタイマ値A0A016で再び入力信号が遷移すると、こ
のタイマ値A0A016がレジスタ6に格納されて読み出
される。この場合、入力信号のパルス幅Pは、FFFF
16−0A0A16+A0A016で求められる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のリアルタイム制御装置3においては、例えば、図
11に示すようにインターバル1のタイマ値AAB016
で指定時間を書き込み、インターバル3で比較動作を行
うということはできない。この場合、インターバル2に
おいて比較動作が行われてしまう。このため、タイマ5
の高分解能化(高速化)を図り、例えば、図13に示す
ように出力信号を変化させたいという場合には、期間A
の間は、リアルタイム制御ができないという問題点があ
った。
【0008】また、かかる従来のリアルタイム制御装置
3においては、例えば、図14に示すように、入力信号
のパルス幅Pがインターバル1〜3にわたる場合、これ
を計測することはできない。なぜなら、この場合、入力
信号のパルス幅Pは、実際には、FFFF16−0A0A
16+FFFF16+A0A016となるにも関わらず、タイ
マ5のオーバフローの回数をカウントしていないため、
計測値は、FFFF16−0A0A16+A0A016となっ
てしまうからである。このため、例えば、入力信号が図
15に示すように変化する場合には、これに対応したリ
アルタイム制御を行うことができないという問題点があ
った。
【0009】以上述べたように、従来のリアルタイム制
御装置においては、図13に示すように出力信号を変化
させたいという場合、期間Aの間は、リアルタイム制御
ができないし、また、入力信号が図15に示すように変
化する場合には、これに対応したリアルタイム制御を行
うことができない。このため、タイマ5の高分解能化及
び制御範囲の拡大化を図ることができないという問題点
があった。
【0010】本発明は、かかる点に鑑み、タイマの高分
解能化及び制御範囲の拡大化を図ることができるように
したリアルタイム制御装置を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によるリアルタイ
ム制御装置は、図1にその原理説明図を示すように、一
定のインターバルで経過時間を記録するタイマ9と、出
力信号の遷移を発生させる時間を書き込み又はタイマ9
の値を格納するための第1のレジスタ10と、タイマ9
及び第1のレジスタ10を制御する制御回路8とを設
け、出力信号の遷移を発生させる時間を第1のレジスタ
10に書き込み、タイマ9の値と第1のレジスタ10に
書き込んだ値とを比較し、タイマ9の値が第1のレジス
タ10に書き込んだ値と一致したタイミングで出力信号
の遷移を発生させ又は入力信号が遷移したタイミングで
タイマ9の値を第1のレジスタに格納するようになされ
たリアルタイム制御装置において、第1のレジスタ10
のほか、制御回路8によって制御される第2のレジスタ
11を設け、この第2のレジスタ11を使用してタイマ
9のオーバフローの回数をカウントすることにより、タ
イマ9のオーバフローが所望の回数発生した後に、タイ
マ9の値と第1のレジスタ10に格納されている値との
比較動作を行い又はタイマ9の値の第1のレジスタ10
への格納時に、併せて、タイマ9の前格納時からのオー
バフローの回数を知ることができるように構成するとい
うものである。
【0012】
【作用】本発明においては、第2のレジスタ11を使用
してタイマ9のオーバフローの回数をカウントすること
により、タイマ9のオーバフローが所望の回数発生した
後に、タイマ9の値と第1のレジスタ10に書き込まれ
ている値との比較動作を行うことができる。したがっ
て、出力信号の遷移の間隔を自由に設定することができ
る。
【0013】また、本発明においては、第2のレジスタ
11を使用してタイマ9のオーバフローの回数をカウン
トすることにより、タイマ9の値の第1のレジスタ10
への格納時に、併せて、タイマ9の前格納時からのオー
バフローの回数を知ることができる。したがって、任意
の間隔で遷移する入力信号に対応することができる。
【0014】
【実施例】以下、図2〜図8を参照して本発明の一実施
例につき説明する。なお、本実施例は図10に示す従来
のリアルタイム制御装置を改良するものである。そこ
で、図2において、図10に対応する部分には、同一符
号を付している。
【0015】図2は、本発明の一実施例の要部を示す回
路図であり、本実施例においては、出力信号の遷移を発
生させる時間を書き込み又はタイマ5の値を格納するた
めの16ビットのレジスタ6のほか、2ビットのレジス
タ12が設けられている。このレジスタ12は、タイマ
5のオーバフローの回数をカウントするものであり、比
較動作を行う場合にはダウンカウントし、格納動作を行
う場合にはアップカウントするように制御される。
【0016】ここに、タイマ5から出力されるオーバフ
ロー信号のレジスタ12への供給は制御回路8からのゲ
ート信号によって制御される。また、ダウンカウントさ
せるか、アップカウントさせるか、即ち、比較動作を行
うか、格納動作を行うかは、制御回路8からのモード設
定信号によって制御される。なお、ダウンカウントさせ
る場合、即ち、比較動作を行う場合には、レジスタ12
に、その初期値として110(012)、210(102)又
は310(112)がセットされ、その後、レジスタ12
の値が010(002)となった場合に制御回路8からの
比較許可信号によって比較動作が許可される。また、ア
ップカウントさせる場合、即ち、格納動作を行う場合に
は、レジスタ12の初期値は、010(002)にセット
される。
【0017】かかる本実施例においては、比較動作を行
う場合において、オーバフローの回数をカウントしない
場合、即ち、ゲート信号をOFFとする場合には、例え
ば、図3に示すように、インターバル1のタイマ値AA
B016において指定時間としてAAAA16をレジスタ1
2に書き込み、インターバル2において比較動作を行
い、インターバル2におけるAAAA16において一致を
検出し、出力信号を遷移させることができる。
【0018】また、例えば、図4に示すように、インタ
ーバル1のタイマ値AAB016において指定時間として
AAAA16をレジスタ12に書き込み、併せてレジスタ
12の初期値を210(102)にセットする場合には、
その後、レジスタ12の値が010(002)となるイン
ターバル3において比較動作が許可され、インターバル
3におけるAAAA16において一致が検出され、この時
点で出力信号が遷移する。
【0019】また、例えば、図5に示すように、インタ
ーバル1のタイマ値AAB016において指定時間として
AAAA16をレジスタ12に書き込み、併せてレジスタ
12の初期値を310(112)にセットする場合には、
その後、レジスタ12の値が010(002)となるイン
ターバル4において比較動作が許可され、インターバル
4におけるAAAA16において一致が検出され、この時
点で出力信号が遷移する。
【0020】また、本実施例においては、図6に示すよ
うに、インターバル1におけるタイマ値0A0A16及び
インターバル2におけるタイマ値A0A016で遷移する
入力信号があった場合、インターバル1におけるタイマ
値0A0A16で入力信号が遷移した時点で、タイマ値0
A0A16がレジスタ6に格納されて読み出され、その
後、インターバル2におけるタイマ値A0A016で再び
入力信号が遷移すると、この時点で、タイマ値A0A0
16がレジスタ6に格納されて読み出される。このとき、
レジスタ12は110(012)をカウントしているの
で、入力信号のパルス幅Pは、FFFF16−0A0A16
+FFFF16(1−1)+A0A016で算出される。
【0021】また、図7に示すように、インターバル1
におけるタイマ値0A0A16及びインターバル3におけ
るタイマ値A0A016で遷移する入力信号があった場
合、インターバル1におけるタイマ値0A0A16で入力
信号が遷移した時点で、タイマ値0A0A16がレジスタ
6に格納されて読み出され、その後、インターバル3に
おけるタイマ値A0A016で再び入力信号が遷移する
と、この時点で、タイマ値A0A016がレジスタ6に格
納されて読み出される。このとき、レジスタ12は210
(102)をカウントしているので、入力信号のパルス
幅Pは、FFFF16−0A0A16+FFFF16×(2−
1)+A0A016で算出される。
【0022】また、図8に示すように、インターバル1
におけるタイマ値0A0A16及びインターバル4におけ
るタイマ値A0A016で遷移する入力信号があった場
合、インターバル1におけるタイマ値0A0A16で入力
信号が遷移した時点で、タイマ値0A0A16がレジスタ
6に格納されて読み出され、その後、インターバル4に
おけるタイマ値A0A016で再び入力信号が遷移する
と、この時点で、タイマ値A0A016がレジスタ6に格
納されて読み出される。このとき、レジスタ12は310
(112)をカウントしているので、入力信号のパルス
幅Pは、FFFF16−0A0A16+FFFF16×(3−
1)+A0A016で算出される。
【0023】このように、本実施例によれば、2〜4の
インターバルにわたる間隔で出力信号を遷移させること
ができ、また、2〜4のインターバルにわたる間隔で遷
移する入力信号の計測を行うことができ、これに対応し
たリアルタイム制御を行うことができる。したがって、
タイマ5の高分解能化及び制御範囲の拡大化を図ること
ができる。
【0024】なお、上述の実施例においては、タイマ5
のオーバフローをカウントするレジスタとして、2ビッ
トのレジスタ12を設けた場合につき述べたが、この代
わりに、種々のビットのレジスタを使用することができ
る。
【0025】また、上述の実施例においては、レジスタ
12につき、比較動作を行う場合にはダウンカウントさ
せるようにした場合につき述べたが、この代わりに、ア
ップカウントさせるようにしても良い。
【0026】また、上述の実施例においては、レジスタ
12につき、格納動作を行う場合にはアップカウントさ
せるようにした場合につき述べたが、この代わりに、ダ
ウンカウントさせるようにしても良い。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、比較モード時、タイマ
9のオーバフローが所望の回数発生した後に、タイマ9
の値と第1のレジスタ10に書き込まれている値との比
較動作を行うことができるので、出力信号の遷移の間隔
を自由に設定することができ、また、格納モード時に
は、タイマ9の値の第1のレジスタ10への格納時に、
併せて、タイマ9の前格納時からのオーバフローの回数
を知ることができるので、任意の間隔で遷移する入力信
号に対応することができる。したがって、タイマの高分
解能化及び制御範囲の拡大化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の一実施例の要部を示す回路図である。
【図3】本発明の一実施例における比較動作を説明する
ための図である。
【図4】本発明の一実施例における比較動作を説明する
ための図である。
【図5】本発明の一実施例における比較動作を説明する
ための図である。
【図6】本発明の一実施例における格納動作を説明する
ための図である。
【図7】本発明の一実施例における格納動作を説明する
ための図である。
【図8】本発明の一実施例における格納動作を説明する
ための図である。
【図9】モータ制御システムの一例の要部を示す回路図
である。
【図10】従来のリアルタイム制御装置の一例の要部を
示す回路図である。
【図11】図10に示す従来のリアルタイム制御装置に
おける比較動作を説明するための図である。
【図12】図10に示す従来のリアルタイム制御装置に
おける格納動作を説明するための図である。
【図13】図10に示す従来のリアルタイム制御装置が
有している比較動作における問題点を説明するための図
である。
【図14】図10に示す従来のリアルタイム制御装置が
有している格納動作における問題点を説明するための図
である。
【図15】図10に示す従来のリアルタイム制御装置が
有している格納動作における問題点を説明するための図
である。
【符号の説明】
7 バス 8 制御回路 9 タイマ 10 第1のレジスタ 11 第2のレジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 5/00 G05B 11/36

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一定のインターバルで経過時間をカウント
    するタイマと、 出力信号に遷移を発生させる前記タイマの値を書き込む
    第1のレジスタと、 前記タイマのオーバフローの回数をカウントするための
    第2のレジスタと、 前記出力信号に遷移を発生させる前記タイマの値を前記
    第1のレジスタに書き込んだ後の前記タイマのオーバフ
    ローの回数が所望値となった後に、前記タイマの値と前
    記第1のレジスタの値とを比較し、前記タイマの値が前
    記第1のレジスタの値と一致した時点で前記出力信号に
    遷移を発生させる制御回路を有していることを特徴とす
    るリアルタイム制御装置。
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