JPH0614593A - 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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JPH0614593A
JPH0614593A JP19312992A JP19312992A JPH0614593A JP H0614593 A JPH0614593 A JP H0614593A JP 19312992 A JP19312992 A JP 19312992A JP 19312992 A JP19312992 A JP 19312992A JP H0614593 A JPH0614593 A JP H0614593A
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JP
Japan
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stepping motor
circuit
reload register
pulse width
width modulation
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JP19312992A
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English (en)
Inventor
Kenji Onishi
賢治 大西
Daijiro Harada
大次郎 原田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロステップ方式のステッピング・モー
タ制御回路を従来の専用ICを用いた場合より、簡単か
つ安価な構成で実現する。 【構成】 タイマ14によりポインタ12を制御し、ポ
インタ12により指定されたリロードレジスタ11から
のデューティ値によりPWM(パルス幅変調)回路13
を制御し、その出力波形のデューティ比を変更すること
により、電流ドライバ19を制御してマイクロステップ
方式の各相の波形を得るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ノイズの少ないマイク
ロステップ方式のステッピング・モータ制御回路に係
り、特に、マイクロステップ方式の各相の波形を得る方
法およびその手段がマイクロコンピュータ内蔵に適した
ステッピング・モータ制御回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7はマイクロステップ方式による従来
のステッピング・モータ制御回路の構成を示したもので
ある。図8は一回転を32ステップにした場合の出力電
流ベクトルである。図9はマイクロステップ方式の各コ
イルに与える制御波形を示したものである。図7中、4
1はCPU、42はCPU41に制御される専用IC、
43a,43b,43c,43dはステッピング・モー
タ制御信号線、44a,44b,44c,44dはCP
U41が専用IC42を制御するための制御信号線、4
5はデコーダ、46はコントローラ、47a,47bは
電流ドライバである。
【0003】マイクロステップ方式はステッピング・モ
ータの各相の駆動コイルに流れる電流を何分割かして流
し、回転時の振動を抑え高分解能を得る方式である。図
8は一回転を32ステップ(1ステップ=11.25
°)にした場合の出力電流ベクトルである。ベクトルの
大きさがモータの駆動トルクとなるため、A,Bに入力
する電圧を図9に示すような中間レベルで出力する必要
があるが、CMOS回路で中間電位を供給することは困
難である。バイポーラ回路では直接電流値を制御できる
ので、モータコイルに入力する電流を制御してマイクロ
ステップ方式のモータ制御が可能である。こうした理由
から従来はマイクロステップ方式の実現にコストの高い
専用コントロールIC(バイポーラIC)を用いてい
た。
【0004】次に上記従来例の動作を説明する。CPU
41からの制御信号が専用IC42に入力され、それら
制御信号はデコーダ45でデコードされ、コントローラ
46,電流ドライバ47a,47bの制御信号として出
力される。コントローラ46は、励磁モード切り替え,
電流値の設定などをコントロールし、電流ドライバ47
a,47bを制御することにより、モータコイルに入力
する電流を図8,図9に示すように制御してマイクロス
テップ方式のモータ制御を行う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来、
モータノイズの少ないマイクロステップ方式の制御波形
を得るためにはコストの高い専用コントロールIC(バ
イポーラIC)が必要であった。
【0006】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、マイクロコンピュータ内蔵に適
した安価なマイクロステップ方式のステッピング・モー
タ制御回路を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
るステッピング・モータ制御回路は、複数のデューティ
値を保持する所定数のリロードレジスタと、各リロード
レジスタから出力するデューティ値を指定する所定数の
ポインタと、各リロードレジスタからのデューティ値に
よって制御される所定数のパルス幅変調回路と、各リロ
ードレジスタから各パルス幅変調回路にデューティ値が
入力されるタイミングを制御するタイマと、各パルス幅
変調回路の出力に基づきステッピング・モータの各相の
駆動コイルに流す電流を制御する電流ドライバとを備え
たものである。
【0008】また、請求項2に係るステッピング・モー
タ制御回路は、複数のデューティ値を保持し所定数のデ
ューティ値を同時に出力可能なリロードレジスタと、こ
のリロードレジスタから出力する各デューティ値を指定
する所定数のポインタと、上記リロードレジスタからの
各デューティ値によって制御される所定数のパルス幅変
調回路と、上記リロードレジスタから各パルス幅変調回
路にデューティ値が入力されるタイミングを制御するタ
イマと、各パルス幅変調回路の出力に基づきステッピン
グ・モータの各相の駆動コイルに流す電流を制御する電
流ドライバとを備えたものである。
【0009】また、請求項3に係るステッピング・モー
タ制御回路は、複数のデューティ値を保持するリロード
レジスタと、このリロードレジスタから出力するデュー
ティ値を指定するポインタと、上記リロードレジスタか
らのデューティ値によって制御されるパルス幅変調回路
と、上記リロードレジスタからパルス幅変調回路にデュ
ーティ値が入力されるタイミングを制御するタイマと、
上記パルス幅変調回路の出力を所定クロックずつ遅らせ
る所定数の遅延回路と、上記パルス幅変調回路の出力と
各遅延回路の出力に基づきステッピング・モータの各相
の駆動コイルに流す電流を制御する電流ドライバとを備
えたものである。
【0010】
【作用】この発明においては、それぞれポインタによっ
て指定されたリロードレジスタからのデューティ値によ
りパルス幅変調回路を制御し、その出力波形のデューテ
ィ比を変更することにより、電流ドライバを制御してマ
イクロステップ方式の各相の波形を得る。リロードレジ
スタ,ポインタ,パルス幅変調回路及びタイマ等はCM
OS回路で実現できるのでマイクロコンピュータ内蔵と
することができ、電流ドライバは安価な外付け電流ドラ
イバICを利用できる。
【0011】また、請求項2においては、上記と同様の
作用を有するとともに、リロードレジスタが1つで済む
のでより安価に構成できる。
【0012】また、請求項3においては、上記と同様の
作用を有するとともに、ポインタ及びパルス幅変調回路
もそれぞれ1つで済むので、更に安価に構成できる。
【0013】
【実施例】実施例1.図1はこの発明によるステッピン
グ・モータ制御回路の実施例1を示すブロック図、図2
はその1相分の波形生成を示すタイミングチャート、図
3は全体の動作説明図である。図1において、11は複
数のデューティ値を保持するリロードレジスタ、12は
リロードレジスタ11から出力するデューティ値を指定
するポインタ、13はリロードレジスタ11からのデュ
ーティ値によって制御されるPWM(Pulse Wi
dth Modulation;パルス幅変調)回路、
14はリロードレジスタ11からPWM回路13にデュ
ーティ値が入力されるタイミングを制御するタイマ、1
5はタイマ14からポインタ12及びPWM回路13へ
のオーバーフロー信号線、16はポインタ12によって
指定されたリロードレジスタ11のデューティ値をPW
M回路13へ出力する信号線、17aは上記リロードレ
ジスタ11,ポインタ12及びPWM回路13から成る
回路部であり、17b,17c,17dは上記回路部1
7aと同じ構成回路を略式表記したものである。18
a,18b,18c,18dは各PWM回路13からの
電流ドライバ制御信号出力線である。19は各PWM回
路13の出力に基づきステッピング・モータの各相の駆
動コイルに流す電流を制御する電流ドライバである。
【0014】次に動作について図1〜図3を用いて説明
する。タイマ14にマイクロステップ方式の1クロック
に相当する小区間をカウントさせ、タイマ14からのオ
ーバーフロー(OVF)信号を信号線15を介して各ポ
インタ12と各PWM回路13に入力する。タイマ14
からのオーバーフロー信号を受けて、それぞれのポイン
タ12はリロードレジスタ11の次のデューティ値を指
定し、読み出されたデューティ値がPWM回路13に入
力され、PWM波形のデューティ比が変更される。これ
らの動作は各回路部17a〜17dともに同じタイミン
グで行なわれ、32クロックで1サイクルを構成し、各
PWM回路13は出力線18a〜18dを介して電流ド
ライバ制御信号を出力し、電流ドライバ19を制御す
る。電流ドライバ19はマイクロステップ方式の各相の
波形を出力する。図2は1相分の波形生成を示すタイミ
ングチャートであるが、各回路部17a〜17dとも同
じタイマ14からのオーバーフロー(OVF)信号によ
りポインタ12を変更し、各々のデューティ比を変更す
る。各ポインタ12の示すリロードレジスタ値は各々異
なっており、4個のPWM出力18a〜18dが図3の
ようになるように、リロードレジスタ値の読み出す順番
が設定されている。
【0015】ここで、上記リロードレジスタ11,ポイ
ンタ12,PWM回路13及びタイマ14等はCMOS
回路で実現できるのでマイクロコンピュータ内蔵とする
ことができ、また電流ドライバ19は安価な外付け電流
ドライバICを利用できる。
【0016】実施例2.図4はこの発明によるステッピ
ング・モータ制御回路の実施例2を示すブロック図であ
る。なお、1相分のタイミングチャート及び動作説明図
は前記図2,図3と同様であるので省略する。図4にお
いて、21は複数のデューティ値を保持し、4種のデュ
ーティ値を同時に出力可能なリロードレジスタ、22は
リロードレジスタ21から出力するデューティ値を指定
するポインタ、23はリロードレジスタ21からのデュ
ーティ値によって制御されるPWM回路、24はリロー
ドレジスタ21から各PWM回路23にデューティ値が
入力されるタイミングを制御するタイマ、25はタイマ
24から各ポインタ22及び各PWM回路23へのオー
バーフロー信号線、26a,26b,26c,26dは
各ポインタ22によって指定されたリロードレジスタ2
1の各デューティ値を対応するPWM回路23へ出力す
る信号線、27aは上記ポインタ22及びPWM回路2
3から成る回路部であり、27b,27c,27dは上
記回路部27aと同じ構成回路を略式表記したものであ
る。28a,28b,28c,28dは各PWM回路2
3からの電流ドライバ制御信号出力線である。29は各
PWM回路23の出力に基づきステッピング・モータの
各相の駆動コイルに流す電流を制御する電流ドライバで
ある。
【0017】次に動作について説明する。図4の実施例
の場合も基本動作については図1の実施例と同様であ
る。すなわち、タイマ24にマイクロステップ方式の1
クロックに相当する小区間をカウントさせ、タイマ24
からのオーバーフロー信号を信号線25を介して各ポイ
ンタ22と各PWM回路23に入力する。タイマ24か
らのオーバーフロー信号を受けて、各ポインタ22はリ
ロードレジスタ21のそれぞれ次のデューティ値を指定
し、読み出されたデューティ値が対応するPWM回路2
3に入力され、PWM波形のデューティ比が変更され
る。これらの動作は各回路部27a〜27dともに同じ
タイミングで行なわれ、32クロックで1サイクルを構
成し、各PWM回路23は出力線28a〜28dを介し
て電流ドライバ制御信号を出力し、電流ドライバ29を
制御する。電流ドライバ29はマイクロステップ方式の
各相の波形を出力する。
【0018】実施例3.図5はこの発明によるステッピ
ング・モータ制御回路の実施例3を示すブロック図であ
る。本実施例においても、1相分のタイミングチャート
及び動作説明図は前記図2,図3と同様であるので省略
する。図5において、31は複数のデューティ値を保持
するリロードレジスタ、32はリロードレジスタ31か
ら出力するデューティ値を指定するポインタ、33はリ
ロードレジスタ31からのデューティ値によって制御さ
れるPWM回路、34はリロードレジスタ31からPW
M回路33にデューティ値が入力されるタイミングを制
御するタイマ、35はタイマ34からポインタ32,P
WM回路33及び後述する遅延回路へのオーバーフロー
信号線、36はポインタ32によって指定されたリロー
ドレジスタ31のデューティ値をPWM回路33へ出力
する信号線、37a,37b,37cはPWM回路33
からの電流ドライバ制御信号を8クロックずつ遅延させ
る遅延回路、38a,38b,38c,38dはPWM
回路33及び各遅延回路37a〜37cからの電流ドラ
イバ制御信号出力線、39はPWM回路33及び各遅延
回路37a〜37cの出力に基づきステッピング・モー
タの各相の駆動コイルに流す電流を制御する電流ドライ
バである。
【0019】次に動作について説明する。タイマ34に
マイクロステップ方式の1クロックに相当する小区間を
カウントさせ、タイマ34からのオーバーフロー信号を
信号線35を介してポインタ32とPWM回路33及び
各遅延回路37a〜37cに入力する。タイマ34から
のオーバーフロー信号を受けて、ポインタ32はリロー
ドレジスタ31の次のデューティ値を指定し、読み出さ
れたデューティ値がPWM回路33に入力され、PWM
波形のデューティ比が変更される。PWM出力は遅延回
路37aに入力され、8クロック遅延される。その8ク
ロック遅延波形は次の遅延回路37bに入力され、更に
8クロック遅延されて計16クロック遅延される。同様
にその16クロック遅延波形は次の遅延回路37cに入
力され、計24クロック遅延される。こうして得られた
PWM回路33からの原波形と各遅延波形が電流ドライ
バ制御信号となり、出力線38a〜38dを介して電流
ドライバ39を制御する。電流ドライバ39はマイクロ
ステップ方式の各相の波形を出力する。
【0020】なお、上記各実施例では、ポインタの動作
を順方向に限って説明し、図3に示すように、波形の位
置及びモータの回転方向が1→2→3・・・8となる場
合について示したが、ポインタの動作を逆方向にするこ
とで図3で8→7→6・・・1となる逆位相波形が得ら
れ、逆回転も可能である。
【0021】また、上記実施例1,2では、PWM回路
等をA,Bそれぞれ2個ずつ計4個設けているが、A,
Bそれぞれ1個ずつ計2個とし、図6に示すように出力
を取り出すことも可能である。
【0022】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1によ
れば、複数のデューティ値を保持する所定数のリロード
レジスタと、各リロードレジスタから出力するデューテ
ィ値を指定する所定数のポインタと、各リロードレジス
タからのデューティ値によって制御される所定数のPW
M回路と、各リロードレジスタから各PWM回路にデュ
ーティ値が入力されるタイミングを制御するタイマと、
各PWM回路の出力に基づきステッピング・モータの各
相の駆動コイルに流す電流を制御する電流ドライバとを
備え、ポインタにより指定されたリロードレジスタから
のデューティ値によりPWM回路を制御し、その出力波
形のデューティ比を変更することにより、電流ドライバ
を制御してマイクロステップ方式の各相の波形を得るよ
うにしたので、マイクロコンピュータ内蔵に適した低コ
ストのマイクロステップ方式のステッピング・モータ制
御回路が得られる効果がある。
【0023】また、この発明の請求項2によれば、複数
のデューティ値を保持し所定数のデューティ値を同時に
出力可能なリロードレジスタと、このリロードレジスタ
から出力する各デューティ値を指定する所定数のポイン
タと、上記リロードレジスタからの各デューティ値によ
って制御される所定数のPWM回路と、上記リロードレ
ジスタから各PWM回路にデューティ値が入力されるタ
イミングを制御するタイマと、各PWM回路の出力に基
づきステッピング・モータの各相の駆動コイルに流す電
流を制御する電流ドライバとを備えたので、上記請求項
1のものと同様の作用,効果を有するとともに、リロー
ドレジスタが1つで済むので、より安価に構成できる効
果がある。
【0024】また、この発明の請求項3によれば、複数
のデューティ値を保持するリロードレジスタと、このリ
ロードレジスタから出力するデューティ値を指定するポ
インタと、上記リロードレジスタからのデューティ値に
よって制御されるPWM回路と、上記リロードレジスタ
からPWM回路にデューティ値が入力されるタイミング
を制御するタイマと、上記PWM回路の出力を所定クロ
ックずつ遅らせる所定数の遅延回路と、上記PWM回路
の出力と各遅延回路の出力に基づきステッピング・モー
タの各相の駆動コイルに流す電流を制御する電流ドライ
バとを備えたので、上記請求項1,2のものと同様の作
用,効果を有するとともに、ポインタ及びPWM回路も
それぞれ1つで済むので、更に安価に構成できる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるステッピング・モータ制御回路
の実施例1を示すブロック図である。
【図2】実施例における1相分の波形生成を示すタイミ
ングチャートである。
【図3】実施例の全体の動作説明図である。
【図4】この発明によるステッピング・モータ制御回路
の実施例2を示すブロック図である。
【図5】この発明によるステッピング・モータ制御回路
の実施例3を示すブロック図である。
【図6】この発明によるステッピング・モータ制御回路
の他の実施例の一部を示す図である。
【図7】マイクロステップ方式によるステッピング・モ
ータ制御回路の従来例を示すブロック図である。
【図8】マイクロステップ方式において一回転を32ス
テップにした場合の出力電流ベクトルを示す図である。
【図9】マイクロステップ方式の制御波形を示す図であ
る。
【符号の説明】
11,21,31 リロードレジスタ 12,22,32 ポインタ 13,23,33 PWM回路(パルス幅変調回路) 14,24,34 タイマ 19,29,39 電流ドライバ 37a,37b,37c 遅延回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステッピング・モータの各相の駆動コイ
    ルに流れる電流を何分割かして流し、回転時の振動を抑
    え高分解能を得るマイクロステップ方式のステッピング
    ・モータ制御回路において、複数のデューティ値を保持
    する所定数のリロードレジスタと、各リロードレジスタ
    から出力するデューティ値を指定する所定数のポインタ
    と、各リロードレジスタからのデューティ値によって制
    御される所定数のパルス幅変調回路と、各リロードレジ
    スタから各パルス幅変調回路にデューティ値が入力され
    るタイミングを制御するタイマと、各パルス幅変調回路
    の出力に基づきステッピング・モータの各相の駆動コイ
    ルに流す電流を制御する電流ドライバとを備えたことを
    特徴とするステッピング・モータ制御回路。
  2. 【請求項2】 ステッピング・モータの各相の駆動コイ
    ルに流れる電流を何分割かして流し、回転時の振動を抑
    え高分解能を得るマイクロステップ方式のステッピング
    ・モータ制御回路において、複数のデューティ値を保持
    し所定数のデューティ値を同時に出力可能なリロードレ
    ジスタと、このリロードレジスタから出力する各デュー
    ティ値を指定する所定数のポインタと、上記リロードレ
    ジスタからの各デューティ値によって制御される所定数
    のパルス幅変調回路と、上記リロードレジスタから各パ
    ルス幅変調回路にデューティ値が入力されるタイミング
    を制御するタイマと、各パルス幅変調回路の出力に基づ
    きステッピング・モータの各相の駆動コイルに流す電流
    を制御する電流ドライバと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。
  3. 【請求項3】ステッピング・モータの各相の駆動コイル
    に流れる電流を何分割かして流し、回転時の振動を抑え
    高分解能を得るマイクロステップ方式のステッピング・
    モータ制御回路において、複数のデューティ値を保持す
    るリロードレジスタと、このリロードレジスタから出力
    するデューティ値を指定するポインタと、上記リロード
    レジスタからのデューティ値によって制御されるパルス
    幅変調回路と、上記リロードレジスタからパルス幅変調
    回路にデューティ値が入力されるタイミングを制御する
    タイマと、上記パルス幅変調回路の出力を所定クロック
    ずつ遅らせる所定数の遅延回路と、上記パルス幅変調回
    路の出力と各遅延回路の出力に基づきステッピング・モ
    ータの各相の駆動コイルに流す電流を制御する電流ドラ
    イバと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。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0987816A2 (de) * 1998-09-15 2000-03-22 WILO GmbH Funktionen erzeugendes Ansteuerungsmodul für Leistungstransistoren

Cited By (2)

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EP0987816A3 (de) * 1998-09-15 2001-09-12 WILO GmbH Funktionen erzeugendes Ansteuerungsmodul für Leistungstransistoren

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