JPH08149890A - Drive equipment for stepping motor - Google Patents

Drive equipment for stepping motor

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JPH08149890A
JPH08149890A JP28353194A JP28353194A JPH08149890A JP H08149890 A JPH08149890 A JP H08149890A JP 28353194 A JP28353194 A JP 28353194A JP 28353194 A JP28353194 A JP 28353194A JP H08149890 A JPH08149890 A JP H08149890A
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JP
Japan
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waveform data
drive
data
drive waveform
sine wave
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Withdrawn
Application number
JP28353194A
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Japanese (ja)
Inventor
Norio Watabe
紀夫 渡部
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Jeol Ltd
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Jeol Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To make it possible to drive smoothly even though a low-cost DA converter having a small number of bits is used by using psendo sine wave waveform data divided in angle direction as drive waveform data stored in drive waveform data generator. CONSTITUTION: Stored drive waveform data are latched, latched data are DA converted, and psendo sine wave waveform data divided in angle direction are used as drive waveform data stored in a drive waveform data generator 2 in a drive equipment supplying data to a coil 10 of each phase. These data of the psendo sine wave are divided by 250 for example for the angle range of 0 to 2π (rad). As stated above, the data of the psendo sine wave to be stored in the drive waveform data generator 2 are divided in angle direction, so that motor rotation can be performed in fine steps. Thus, even though a low-cost DA converter 6 having a small bit number is used, smooth motor drive can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、安価な構成で滑らかな
駆動を可能とするステッピングモータの駆動装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stepping motor driving device which is inexpensive and enables smooth driving.

【0002】[0002]

【従来の技術】ステッピングモータ(パルスモータ)を
より滑らかに駆動する方法として、モータの固定子コイ
ルに疑似正弦波電流を流す方式(これを一般的にはマイ
クロステップまたはミニステップ方式と称している)が
ある。固定子コイルに流す疑似正弦波電流は、正弦波に
近いほど、滑らかな駆動が得られる。電子顕微鏡などの
ステージコントロールにステッピングモータを用いた場
合、高倍率の観察においては、通常の駆動方法(矩形波
駆動)では、視野の移動がステップ状となることや、単
位ステップ当たりの移動量が大きく、観察者にとって非
常に違和感があり、このような場合には正弦波を固定子
コイルに流す方式が有利である。
2. Description of the Related Art As a method of driving a stepping motor (pulse motor) more smoothly, a method of supplying a pseudo sine wave current to a stator coil of the motor (this is generally called a microstep or ministep method). ). The closer the pseudo sine wave current flowing through the stator coil is to the sine wave, the smoother the drive can be obtained. When a stepping motor is used for stage control of an electron microscope or the like, in the case of high-magnification observation, the normal driving method (rectangular wave driving) causes the field of view to move stepwise, and the amount of movement per unit step is It is large and very uncomfortable for the observer. In such a case, the method of flowing a sine wave through the stator coil is advantageous.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】固定子コイルに正弦波
電流を流す方式は種々考えられるが、例えばDA変換器
などを使用する場合には、得られる疑似正弦波の波形
は、DA変換器のビット数が大きいほど正弦波に近い波
形となり、滑らかな駆動が可能となる。しかしながら、
ビット数の大きいDA変換器は高価となる。
Various methods of supplying a sine wave current to the stator coil are conceivable. For example, when a DA converter is used, the obtained pseudo sine wave waveform is the same as that of the DA converter. The larger the number of bits, the closer the waveform becomes to a sine wave, and smoother driving becomes possible. However,
A DA converter having a large number of bits becomes expensive.

【0004】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、安価なビット数の小さなDA変換
器を用いても滑らかな駆動が可能なステッピングモータ
の駆動装置を実現するにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to realize a driving device of a stepping motor which can be smoothly driven even when an inexpensive DA converter having a small number of bits is used. It is in.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明に基づくステッピ
ングモータの駆動装置は、ステッピングモータの駆動波
形データが格納された駆動波形データ発生器と、ドライ
ブパルスの供給を受けて駆動波形データ発生器からステ
ッピングモータの各相分の駆動波形データを発生させラ
ッチする手段と、ラッチされたデータを同時にDA変換
器によってDA変換し、各相のコイルに供給する手段と
を備えたステッピングモータの駆動装置において、駆動
波形データ発生器に格納された駆動波形データとして、
角度方向に分割された疑似正弦波波形データを用いたこ
とを特徴としている。
A stepping motor driving device according to the present invention includes a driving waveform data generator in which driving waveform data of a stepping motor is stored, and a driving waveform data generator receiving a driving pulse. A stepping motor drive device comprising: means for generating and latching drive waveform data for each phase of a stepping motor; and means for simultaneously converting the latched data into a DA converter by a DA converter and supplying the data to the coils of each phase. , Drive waveform data stored in the drive waveform data generator,
It is characterized by using pseudo sine wave waveform data divided in the angular direction.

【0006】[0006]

【作用】本発明に基づくステッピングモータの駆動装置
は、駆動波形データ発生器に格納された駆動波形データ
として、角度方向に分割された疑似正弦波波形データを
用い、滑らかなモータの回転を実現する。
The stepping motor drive device according to the present invention uses the pseudo sine wave waveform data divided in the angular direction as the drive waveform data stored in the drive waveform data generator to realize smooth motor rotation. .

【0007】[0007]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は本発明の一実施例のステッピングモ
ータの駆動装置を示している。1はアップダウンカウン
タであり、このカウンタ1にはステッピングモータを駆
動するドライブパルスが入力される。2はステッピング
モータを駆動する駆動波形のデータが格納された駆動波
形データ発生器であり、ROMによって構成されてい
る。アップダウンカウンタ1の値は、駆動波形データ発
生器2に入力され、下位アドレスを発生する。このアド
レスはビット数が多いほど、正弦波に近い疑似正弦波を
得ることができる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a driving device for a stepping motor according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 is an up / down counter, and a drive pulse for driving a stepping motor is input to the counter 1. Reference numeral 2 is a drive waveform data generator that stores drive waveform data for driving the stepping motor, and is composed of a ROM. The value of the up / down counter 1 is input to the drive waveform data generator 2 to generate a lower address. As the number of bits of this address is larger, a pseudo sine wave closer to a sine wave can be obtained.

【0008】例えば、5相のステッピングモータを駆動
する場合、駆動波形は互いに位相差を持った5つのデー
タが必要となる。すなわち、1つのドライブパルス当た
り、各々が2π/5づつ位相の異なった5個のデータを
発生させなければならない。本実施例では、ドライブパ
ルスを受信すると、次のドライブパルスを受信するまで
の間に駆動波形データ発生器2から5個のデータを発生
させる。この駆動波形データ発生器2の上位アドレスを
発生させるために同期カウンタ3が設けられている。同
期カウンタ3は、ドライブパルスの受信の度に、イニシ
ャライズされ、発振器4に同期して駆動波形データ発生
器2の上位アドレスを発生する。
For example, when driving a five-phase stepping motor, the drive waveform requires five pieces of data having phase differences with each other. That is, five data having different phases by 2π / 5 must be generated for each drive pulse. In this embodiment, when a drive pulse is received, the drive waveform data generator 2 generates five pieces of data until the next drive pulse is received. A synchronous counter 3 is provided to generate the upper address of the drive waveform data generator 2. The synchronization counter 3 is initialized each time a drive pulse is received, and in synchronization with the oscillator 4, generates a high-order address of the drive waveform data generator 2.

【0009】5はラッチであり、ラッチ5は同期カウン
タ3の発生する上位アドレスの変化と同時に各相の駆動
波形データを保持する。6はDA変換器であり、ラッチ
5に保持されたデータをDA変換する。7はラッチ信号
発生器であり、駆動波形データ発生器2の上位アドレス
の変化と同時に各相にラッチ信号を発生する。また、こ
のラッチ信号発生器7は、各々の相のラッチ信号を出力
した後に、全相分同時にDA変換器6にラッチ信号を出
力し、各相の波形データを同時にDA変換させる。
Reference numeral 5 is a latch, and the latch 5 holds the drive waveform data of each phase at the same time when the upper address generated by the synchronous counter 3 changes. A DA converter 6 DA-converts the data held in the latch 5. Reference numeral 7 denotes a latch signal generator, which generates a latch signal for each phase at the same time when the upper address of the drive waveform data generator 2 changes. Further, the latch signal generator 7 outputs the latch signal of each phase and then simultaneously outputs the latch signal to the DA converter 6 for all the phases to simultaneously DA-convert the waveform data of each phase.

【0010】DA変換器6の出力は、コンパレータ8に
供給されるが、コンパレータ8の出力はゲート回路9に
供給されるが、このゲート回路9からステッピングモー
タのコイル10に励磁電流が流される。コンパレータ8
は、DA変換器6の出力とモータコイル10に流れる電
流(モータ電流値を検出するための基準抵抗11の電流
値)とを比較し、チョッピング駆動を行う。なお、基準
抵抗11で検出された電流は増幅器12を介してコンパ
レータ8に戻されている。このチョッピング駆動は、設
定した電流よりも大きな電流がコイルに流れないように
制御するために行われるもので、チョッピング信号発生
器13からの信号に基づいて全相同時に行われる。な
お、図中点線で囲んだラッチ5,DA変換器6,コンパ
レータ8,ゲート回路9,コイル10,基準抵抗11,
増幅器12部分は、実際にはモータの相の数だけ備えら
れている。このような構成の動作を次に説明する。
The output of the DA converter 6 is supplied to the comparator 8, and the output of the comparator 8 is supplied to the gate circuit 9. From this gate circuit 9, an exciting current is supplied to the coil 10 of the stepping motor. Comparator 8
Compares the output of the DA converter 6 with the current flowing through the motor coil 10 (the current value of the reference resistor 11 for detecting the motor current value), and performs chopping drive. The current detected by the reference resistor 11 is returned to the comparator 8 via the amplifier 12. This chopping drive is performed to control so that a current larger than the set current does not flow in the coil, and is performed simultaneously for all phases based on the signal from the chopping signal generator 13. A latch 5, a DA converter 6, a comparator 8, a gate circuit 9, a coil 10, a reference resistor 11,
The amplifier 12 part is actually provided for the number of motor phases. The operation of such a configuration will be described below.

【0011】まず、正弦波駆動を行う場合、図2(a)
に示すモータを駆動するためのドライブパルスが発生さ
れると、このドライブパルスはアップダウンカウンタ1
と同期カウンタ3に供給される。同期カウンタ3は、こ
のドライブパルスにより図2(b)に示すようにイニシ
ャライズされる。アップダウンカウンタ1はドライブパ
ルスをカウントしており、このカウント値により各相の
駆動波形の出力データが指定される。
First, in the case of performing sine wave drive, as shown in FIG.
When a drive pulse for driving the motor shown in is generated, the drive pulse is generated by the up / down counter 1
Is supplied to the synchronous counter 3. The synchronous counter 3 is initialized by this drive pulse as shown in FIG. The up / down counter 1 counts drive pulses, and the output value of the drive waveform of each phase is designated by this count value.

【0012】ドライブパルスの供給によりイニシャライ
ズされた同期カウンタ3は、図2(c)に示す発振器6
の同期パルスに同期して図2(d)に示す複数の上位ア
ドレス信号を発生する。この同期カウンタ3の発生する
上位アドレスの変化と同時に各相のラッチ信号がラッチ
信号発生器4から発生される。このラッチ信号により各
ラッチ5に駆動波形データ発生器2からの波形データが
ラッチされる。
The synchronous counter 3 initialized by the supply of the drive pulse is the oscillator 6 shown in FIG.
2D is generated in synchronism with the sync pulse of FIG. At the same time as the change of the upper address generated by the synchronous counter 3, the latch signal of each phase is generated from the latch signal generator 4. With this latch signal, the waveform data from the drive waveform data generator 2 is latched in each latch 5.

【0013】図2(e)はこのラッチ信号A〜Eを示し
ている。ラッチ信号発生器4は、各々の相のラッチ信号
(A〜E)を出力した後、全相分同時にDA変換器6に
ラッチ信号(F)を供給し、ラッチ5にラッチされた波
形データを同時にDA変換する。各相共に、DA変換さ
れた波形データはコンパレータ8,ゲート回路9を介し
てモータコイル10に供給され、ステッピングモータは
駆動される。なお、図2(f)はラッチ信号(A〜E)
によって駆動波形データ発生器2から出力され、各相の
ラッチにラッチされたデータ(A´〜E´)を示してい
る。
FIG. 2 (e) shows the latch signals AE. The latch signal generator 4 outputs the latch signals (A to E) of the respective phases, and then simultaneously supplies the latch signals (F) to the DA converter 6 for all the phases, and outputs the waveform data latched by the latch 5 to the DA converter 6. At the same time, DA conversion is performed. For each phase, the DA-converted waveform data is supplied to the motor coil 10 via the comparator 8 and the gate circuit 9, and the stepping motor is driven. 2 (f) shows the latch signals (A to E).
Shows the data (A ′ to E ′) output from the drive waveform data generator 2 and latched by the latches of the respective phases.

【0014】ここで、モータコイル10に流れる電流は
検出抵抗11を流れ、電圧を検出している増幅器13で
その電流量が検出される。この検出された電流量はコン
パレータ8に入力され、規定の電流に達するとゲート回
路9はオフとなりモータ電流は遮断される。その結果、
再びコンパレータ出力が変化し、ゲート回路9がオンと
なりモータコイル10に電流が流され、このようにして
チョッピング駆動が行われる。
Here, the current flowing through the motor coil 10 flows through the detection resistor 11, and the amount of the current is detected by the amplifier 13 which detects the voltage. The detected current amount is input to the comparator 8, and when it reaches a specified current, the gate circuit 9 is turned off and the motor current is cut off. as a result,
The output of the comparator changes again, the gate circuit 9 is turned on, and a current is passed through the motor coil 10. Thus, chopping drive is performed.

【0015】上記したように、ドライブパルスの供給ご
とにモータの全相の波形データが同時にモータコイルに
供給され、モータの滑らかな駆動が行われる。ここで、
駆動波形データ発生器2の内部には、疑似正弦波のデー
タが全相分格納されている。この疑似正弦波のデータ
は、角度方向に分割させられており、0〜2π(ra
d)の角度範囲について例えば250分割(5の倍数の
8ビット相当)させられている。図3はこの角度方向の
分割されたA相の疑似正弦波の波形を示しているが、こ
の図で縦軸はデータ(電流)、横軸はアドレス(角度)
である。このように、駆動波形データ発生器2に記憶さ
せる疑似正弦波のデータについて、角度方向に分割した
ので、細かいステップでモータの回転を行うことができ
る。なお、π〜2πまでのデータについてはMSB分オ
フセットされている。また、MSBはモータコイルに流
れる電流の方向を決定する信号として使用する。
As described above, the waveform data of all phases of the motor are simultaneously supplied to the motor coil every time the drive pulse is supplied, so that the motor is smoothly driven. here,
Inside the drive waveform data generator 2, pseudo sine wave data for all phases are stored. The data of this pseudo sine wave is divided in the angular direction, and 0 to 2π (ra
The angle range of d) is divided into, for example, 250 (equivalent to 8 bits which is a multiple of 5). FIG. 3 shows the waveform of the pseudo-sinusoidal wave of the phase A divided in this angular direction. In this figure, the vertical axis is data (current) and the horizontal axis is address (angle).
Is. In this way, since the pseudo sine wave data stored in the drive waveform data generator 2 is divided in the angular direction, it is possible to rotate the motor in fine steps. The data from π to 2π are offset by MSB. The MSB is used as a signal that determines the direction of the current flowing through the motor coil.

【0016】上述したように、本発明では駆動波形デー
タとしての疑似正弦波のデータを角度方向に分割するよ
うにしたが、この分割は使用するDA変換器の最小分解
能のデータより間隔の狭いデータとすることにより、ビ
ット数の小さなDA変換器を用いても細かい間隔でモー
タの回転を行うことができる。例えば、8ビットのDA
変換器を用いてデータ方向に250分割した場合、角度
的には約7.25°ごとに変化するデータが得られ、ま
た、12ビットのDA変換器を用いてデータ方向に40
90分割すると、約1.79°ごとに変化するデータが
得られるが,正弦波データを角度方向に0〜2π(ra
d)の間を例えば250(5の倍数の8ビット相当)分
割すると、1.44°ごとに変化するデータが得られ
る。
As described above, according to the present invention, the pseudo sine wave data as the drive waveform data is divided in the angular direction, but this division is data having a narrower interval than the minimum resolution data of the DA converter used. Thus, the motor can be rotated at fine intervals even if a DA converter having a small number of bits is used. For example, 8-bit DA
When the data is divided into 250 in the data direction by using the converter, data that changes angularly at about 7.25 ° is obtained, and by using the 12-bit DA converter, 40 in the data direction is obtained.
When the data is divided into 90, data that changes every 1.79 ° is obtained, but the sine wave data is 0 to 2π (ra
For example, if (d) is divided into 250 (equivalent to 8 bits which is a multiple of 5), data that changes every 1.44 ° is obtained.

【0017】なお、正弦波波形を角度方向に分割した場
合、データの最大値付近でいくつもの同一データが存在
するが、そのときの他の相のデータの変化量が大きいた
め、全体としてスムーズなモータの回転を実現すること
ができる。すなわち、図3において、A相のデータの内
Mで示した相電流の最大値では11点か10点の同一デ
ータが得られるが、この時には点線で示した他の相(B
〜D)では電流量の変化が大きく、結果的にモータ回転
が滑らかとなる。
When the sine wave waveform is divided in the angular direction, there are many identical data near the maximum value of the data, but the amount of change in the data of the other phases at that time is large, so that the whole is smooth. The rotation of the motor can be realized. That is, in FIG. 3, the same value of 11 points or 10 points is obtained at the maximum value of the phase current shown by M in the data of the A phase, but at this time, the other phase (B
In ~ D), the change in the amount of current is large, resulting in smooth motor rotation.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づくス
テッピングモータの駆動装置は、駆動波形データ発生器
に格納された駆動波形データとして、角度方向に分割さ
れた疑似正弦波波形データを用いたので、ビット数の小
さな安価なDA変換器を使用しても、滑らかなモータの
駆動を実現することができる。
As described above, the driving apparatus for a stepping motor according to the present invention uses the pseudo sine wave waveform data divided in the angular direction as the drive waveform data stored in the drive waveform data generator. Therefore, even if an inexpensive DA converter with a small number of bits is used, it is possible to realize smooth driving of the motor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に基づくステッピングモータの駆動装置
の一実施例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a driving device for a stepping motor according to the present invention.

【図2】図1の実施例の動作を説明するためのタイムチ
ャートである。
FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of the embodiment of FIG.

【図3】角度方向に分割された疑似正弦波波形を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing a pseudo sine wave waveform divided in the angular direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アップダウンカウンタ 2 駆動波形データ発生器 3 同期カウンタ 4 発振器 5 ラッチ 6 DA変換器 7 ラッチ信号発生器 8 コンパレータ 9 ゲート回路 10 モータコイル 11 基準抵抗 12 増幅器 13 チョッピング信号発生器 1 Up-down counter 2 Drive waveform data generator 3 Synchronous counter 4 Oscillator 5 Latch 6 DA converter 7 Latch signal generator 8 Comparator 9 Gate circuit 10 Motor coil 11 Reference resistance 12 Amplifier 13 Chopping signal generator

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ステッピングモータの駆動波形データが
格納された駆動波形データ発生器と、ドライブパルスの
供給を受けて駆動波形データ発生器からステッピングモ
ータの各相分の駆動波形データを発生させラッチする手
段と、ラッチされたデータを同時にDA変換器によって
DA変換し、各相のコイルに供給する手段とを備えたス
テッピングモータの駆動装置において、駆動波形データ
発生器に格納された駆動波形データとして、角度方向に
分割された疑似正弦波波形データを用いたことを特徴と
するステッピングモータの駆動装置。
1. A drive waveform data generator in which drive waveform data of a stepping motor is stored, and a drive waveform is supplied from a drive waveform data generator to generate drive waveform data for each phase of the stepping motor and latch it. In the drive device of the stepping motor provided with means and DA converter for simultaneously converting the latched data by the DA converter and supplying the converted data to the coils of each phase, as the drive waveform data stored in the drive waveform data generator, A stepping motor drive device using pseudo sine wave waveform data divided in the angular direction.
JP28353194A 1994-11-17 1994-11-17 Drive equipment for stepping motor Withdrawn JPH08149890A (en)

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