KR100438975B1 - Pulse control apparatus used for controlling a stepping motor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A pulse control apparatus is provided to operate a stepping motor with improved characteristics by improving pulse duty variation phenomenon generated while controlling the stepping motor. CONSTITUTION: A CPU clock generation unit(26) generates a clock provided to a CPU(20). A timer(23) generates an interrupt to change a frequency of a pulse or to allow or prohibit the output of the pulse. The CPU generates a reference clock, and outputs a divided value according to the ratio of a desired frequency as to the frequency of the reference clock, and outputs an output prohibition signal to allow or prohibit the output of the pulse to control rotation of a motor. A control unit(24) prevents or allows the reference clock from the CPU by the output prohibition signal. A divider(25) divides the reference clock from the control unit into a pulse signal proportional to the divided value from the CPU. A ROM(22) stores an operation program of the CPU. And a RAM(21) stores parameters and data generated during the program operation of the CPU.

Description

펄스제어장치Pulse control device

본 발명은 펄스제어장치에 관한 것으로, 특히 피엘씨의 위치결정모듈에서 스테핑모터의 회전수와 변위를 제어할 때 정밀하고 경제적이도록 한 펄스제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pulse control device, and more particularly, to a pulse control device that is precise and economical when controlling the rotational speed and displacement of the stepping motor in the positioning module of the PL.

도1은 일반적인 컴퓨터시스템의 블록구성도로서,이에 도시된 바와같이 피엘씨는 각종 입출력모듈과 접속되어 사용자가 정의한 프로그램에 의하여 자동처리를 하게 되며 여기에 위치결정모듈(1)을 장착하면 서보모터(5) 및 스텝핑모터(4)를 제어할 수 있으며, 이때 제어량으로 펄스가 사용되는데 이 펄스의 주파수는 회전수를 의미하고 출력된 펄스의 수는 회전량을 의미하게 된다.FIG. 1 is a block diagram of a general computer system. As shown in FIG. 1, PLC is connected to various input / output modules for automatic processing by a user-defined program. When the positioning module 1 is mounted thereon, the servo motor (5) and the stepping motor (4) can be controlled, where a pulse is used as a control amount, the frequency of this pulse means the number of revolutions and the number of output pulses means the amount of rotation.

도2는 종래 펄스제어장치의 회로도로서, 이에 도시된 바와같이 위치량을 연산하고 운전을 위한 가감속시간등을 설정하는 씨피유(10)와; 상기 씨피유(10)에 클럭을 제공하는 씨피유클럭발생부(17)와; 각종 응용프로그램을 저장하여 상기 씨피유(10)의 요구신호에 따라 그 프로그램을 상기 씨피유(10)에 전송하는 롬(12)과; 상기 씨피유(10)와 연결되어 각종 파라미터와 데이터를 저장하는 램(11)과; 상기 씨피유(10)에 소정 시간마다 인터럽트신호를 발생하는 타이머(13)와; 상기 씨피유(10)로부터 소정 분주값에 따라 기준클럭발생부(14)의 기준클럭을 분주하여 원하는 주파수를 가진 펄스를 출력하는 분주기(15)와; 상기 분주기(15)로부터 출력된 펄스를 계수하는 카운터(16)로 구성된다.2 is a circuit diagram of a conventional pulse control apparatus, as shown in Fig. 10, which calculates a position amount and sets acceleration and deceleration time for operation; A CPI clock generator 17 providing a clock to the CPI 10; A ROM 12 which stores various application programs and transmits the programs to the CPI 10 according to a request signal of the CPI 10; A RAM 11 connected to the CPI 10 to store various parameters and data; A timer (13) for generating an interrupt signal every predetermined time in the CPI (10); A divider 15 for dividing the reference clock of the reference clock generator 14 according to a predetermined division value from the CPI 10 and outputting a pulse having a desired frequency; And a counter 16 for counting pulses output from the divider 15.

이와같이 구성된 종래 장치의 동작을 도3의 타이밍도를 참조하여 설명한다.The operation of the conventional apparatus configured as described above will be described with reference to the timing diagram of FIG.

모터를 제어하는 성분으로는 모터의 회전수와 회전량을 들 수 있다.The component which controls a motor includes the rotation speed and rotation amount of a motor.

먼저, 씨피유클럭발생부(17)의 씨피유클럭신호에 의해 동기되는 씨피유(10)는 모터의 회전수를 제어하기 위해서 기준클럭발생부(14)의 기준클럭주파수에 대하여 출력하고자 하는 분주값을 출력하고, 분주기(15)는 상기 씨피유(10)의 분주값을 입력받아 기준클럭을 상기 분주값에 해당되게 분주하여 펄스를 출력한다.First, the CPI 10 synchronized with the CCL clock signal of the CCL clock generator 17 outputs a division value to be output with respect to the reference clock frequency of the reference clock generator 14 in order to control the rotation speed of the motor. The divider 15 receives the divided value of the CPI 10 and divides the reference clock to correspond to the divided value to output a pulse.

이때, 카운터(16)는 상기 펄스를 계수하여 계수신호를 출력하여, 그 계수신호를 입력받은 씨피유(10)는 회전량을 제어하기 위하여 원하는 펄스의 수만큼 출력이 되었는가를 모니터링하여 상기 씨피유(10)가 펄스출력을 허용/금지 시킴으로써 모터의 회전량을 제어한다.At this time, the counter 16 counts the pulse and outputs a counting signal, and the CPI 10 receiving the counting signal monitors whether the desired number of pulses is output in order to control the amount of rotation. ) Controls the amount of rotation of the motor by allowing / disallowing pulse output.

여기서, 씨피유(10)가 수행하는 프로그램에는 모터의 회전량을 모니터링하여 모터의 회전수를 제어하는데 있어서 일정한 주기를 갖게 되는 데 이 주기를 씨피유(10)가 타이머(13)에 적재함으로써 상기 타이머(13)는 주기적으로 씨피유(10)에 인터럽트를 발생시키게 된다.Here, the program executed by the CPI 10 has a certain period in monitoring the rotational amount of the motor to control the rotational speed of the motor. The CSI 10 loads the cycle into the timer 13 so that the timer ( 13 periodically generates an interrupt to the CPI 10.

이에따라, 상기 씨피유(10)는 분주기(15)에 새로운 분주값을 출력하며, 이 분주값에 따라 상기 분주기(15)는 도3과 같은 펄스를 출력하여 출력펄스를 조절함으로써 모터의 회전수를 제어하거나 펄스의 출력을 금지/허용 시킴으로써 회전량을 제어하게 된다.Accordingly, the CPI 10 outputs a new frequency division value to the frequency divider 15, and the frequency divider 15 outputs a pulse as shown in FIG. The amount of rotation can be controlled by controlling or by inhibiting / allowing the output of pulse.

그러나, 상기와 같이 동작하는 종래 장치에서 씨피유는 타이머에서 발생된 인터럽트시점에 새로 계산된 분주값을 출력하게 되는 데, 이때 제어주기가 분주값에 따라서 펄스주기의 정수배가 되지않아 인터럽트시점에 발생하는 출력펄스에 듀티변화가 생겨 스테핑모터에서 사용할 경우 소음과 진동을 유발시키는 문제점이 있었다.However, in the conventional apparatus operating as described above, the CPI outputs a newly calculated divided value at an interrupt time generated by a timer. In this case, the control period does not become an integer multiple of the pulse period according to the divided value, Due to the duty change in the output pulse, there was a problem causing noise and vibration when used in the stepping motor.

따라서, 본 발명은 스테핑모터를 제어하는 경우에 발생되는 펄스의 듀티가 변동되는 현상을 개선함으로써 향상된 특성으로 스텝핑모터를 운전하는 펄스제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a pulse control apparatus for driving a stepping motor with improved characteristics by improving a phenomenon in which the duty of pulses generated when the stepping motor is controlled is changed.

도1은 일반적인 컴퓨터시스템의 블록구성도.1 is a block diagram of a general computer system.

도2는 종래 펄스제어장치의 블록구성도.2 is a block diagram of a conventional pulse control apparatus.

도3은 도2에 있어서의 타이밍도.3 is a timing diagram in FIG. 2;

도4는 본 발명 펄스제어장치의 블록구성도.Figure 4 is a block diagram of a pulse control device of the present invention.

도5는 도4에 있어서의 타이밍도.FIG. 5 is a timing diagram in FIG. 4; FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

20:씨피유 21:램20: C oil 21: Ram

22:롬 23:타이머22: Romans 23: Timer

24:제어부 25:분주기24: control unit 25: divider

26:씨피유클럭발생부26: C U clock generation part

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 씨피유에 제공되는 클럭을 발생하는 씨피유클럭발생부와; 펄스의 주파수를 변경시키거나, 그 펄스의 출력을 허용 또는 금지시키기 위한 인터럽트를, 펄스를 제어하기 위한 소정의 제어주기마다 발생하는 타이머와; 상기 씨피유클럭발생부에서 발생하는 클럭에 의해, 출력펄스의 기준이 되는 기준클럭을 발생하고, 모터의 회전수를 변경시키기 위하여, 상기 기준클럭의 주파수에 대하여 출력하고자 원하는 주파수의 비에 따른 분주값을 출력하며, 모터의 회전량을 제어하기 위하여 펄스의 출력을 허용 또는 금지시키기 위한 출력 금지신호를 출력하는 씨피유와; 상기 씨피유에서 출력되는 출력금지신호에 의해, 상기 씨피유에서 출력되는 기준클럭을 차단 또는 허용하는 제어부와; 상기 제어부에서 출력되는 기준클럭을, 상기 씨피유에서 출력되는 분주값에 비례한 펄스신호로 분주하여 출력하는 분주기와; 상기 씨피유의 운용프로그램이 기저장되는 롬과; 상기 씨피유의 프로그램 동작중에 발생하는 각종 파라미터와 데이터를 임시저장하는 램을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a CPI clock generation unit for generating a clock provided to CPI; A timer for generating an interrupt for changing the frequency of the pulse or for allowing or inhibiting the output of the pulse at every predetermined control period for controlling the pulse; In order to generate a reference clock which is a reference of an output pulse and to change the number of rotations of the motor by a clock generated by the CCL clock generator, a division value according to a ratio of desired frequencies to be output with respect to the frequency of the reference clock. CPI and outputting an output prohibition signal for allowing or prohibiting the output of the pulse to control the rotation amount of the motor; A control unit for blocking or allowing the reference clock output from the CPI by an output prohibition signal output from the CPI; A divider for dividing the reference clock output from the controller into pulse signals proportional to the division values output from the CPI; A ROM in which the CPI operation program is stored in advance; And a RAM for temporarily storing various parameters and data generated during the program operation of the CPI.

이하, 본 발명에 의한 펄스제어장치에 대한 작용과 효과를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the pulse control apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도4는 본 발명 펄스제어장치에 대한 실시예의 회로도로서, 이에 도시한 바와같이 위치량을 연산하고 운전을 위한 가감속시간등을 설정하는 씨피유(20)와; 상기 씨피유(20)에 클럭을 제공하여 동기시키는 씨피유클럭발생부(26)와; 상기씨피유(20)의 운용프로그램을 저장하고 있는 롬(22)과; 상기 씨피유(20)와 연결되어 각종파라미터와 데이터를 저장또는 교류하는 램(21)과; 제어주기마다 상기 씨피유(20)에 인터럽트를 발생시키는 발생시키는 타이머(23)와; 상기 씨피유(20)의 출력신호에 따라 기준클럭을 차단 또는 출력하는 제어부(24)와; 상기 제어부(24)의 기준클럭을 상기 씨피유(20)로부터 출력된 분주값에 따라 분주하여 사용자가 원하는 주파수를 출력하는 분주기(25)로 구성하며, 이와같이 구성된 본 발명의 실시예의 동작을 설명한다.Fig. 4 is a circuit diagram of an embodiment of the pulse control device of the present invention, as shown in Fig. 20, which calculates a position amount and sets acceleration and deceleration time for operation; A CPI clock generator 26 which provides a clock to the CUI 20 and synchronizes the clock; A ROM 22 storing an operation program of the CPI 20; A RAM 21 connected to the CPI 20 to store or exchange various parameters and data; A timer (23) for generating an interrupt to the CPI (20) every control period; A control unit 24 for blocking or outputting a reference clock according to the output signal of the CPI 20; The reference clock of the control unit 24 is divided according to the division value output from the CPI 20, and is configured as a divider 25 for outputting a frequency desired by the user. The operation of the embodiment of the present invention configured as described above will be described. .

먼저, 모터를 제어하기 위하여 씨피유(20)는 씨피유클럭발생부(26)의 클럭신호에 의해 동기되어 기준클럭주파수에 대해 원하는 주파수의 비에 따라 분주값을 출력한다.First, in order to control the motor, the CPI 20 outputs a divided value according to a ratio of a desired frequency to a reference clock frequency in synchronization with a clock signal of the CPI clock generator 26.

이때, 씨피유(20)가 출력금지신호인 저전위를 출력하면 이 출력금지신호는 제어부(24)의 앤드게이트의 일측입력단자에 인가되어 타측입력단자에 인가되는 기준클럭에 관계없이 항상 저전위를 출력하므로 모터의 회전량을 제어하기 위해 분주기(25)로 입력되는 기준클럭을 차단하고, 이와는 반대로 상기 씨피유(20)가 고전위인 출력신호를 내리면 이 출력신호가 제어부(24)의 앤드게이트의 일측입력단자에 입력되어 타측입력단자에 입력되는 기준클럭이 그대로 분주기(25)로 입력되어 상기 씨피유(26)에서 출력된 분주값에 비례하여 펄스가 출력된다.At this time, when the CPI 20 outputs a low potential that is an output prohibition signal, the output prohibition signal is applied to one input terminal of the AND gate of the control unit 24 so that the low potential is always applied regardless of the reference clock applied to the other input terminal. Since the output is cut off the reference clock input to the frequency divider 25 to control the rotation amount of the motor, on the contrary, if the CPI 20 outputs a high-potential output signal, the output signal of the AND gate of the control unit 24 The reference clock input to one input terminal and the other input terminal is input to the divider 25 as it is, and a pulse is output in proportion to the divided value output from the CPI 26.

여기서, 기준클럭은 씨피유클럭과 동기된 구조로서 상기 씨피유(20)로 입력된 씨피유클럭에 의해 생성된 클럭을 사용한다.Here, the reference clock uses a clock generated by the CPI clock inputted to the CUI20 as a structure synchronized with the CPI clock.

이때, 상기 씨피유(20)가 수행하는 프로그램에는 도5와 같이 타이머(23)에의해 제 인터럽트가 발생되는 데 그 인터럽트가 발생되는 주기를 제어주기라 하며, 이 제어주기마다 펄스의 주파수를 변경시키거나 펄스의 출력을 허용 또는 금지시켜 모터의 회전수와 회전량을 제어하게 되는 데, 상기 제어주기가 작을수록 모터의 속도제어가 원활하므로 가감속특성이 좋아지며, 기본제어주기는 모터의 회전수와 회전량을 제어하는 일정한 주기이고, 이 기본제어주기에서는 종래기술과 마찬가지로 인터럽트가 발생되는 시점에 출력되는 펄스의 듀티가 변동될 수 있으므로 기본제어주기와 가장 가까운 시간 간격이면서 펄스주기의 정수배가 되도록 제어주기를 계산하는 데 이를 근사제어주기라고 한다.At this time, in the program executed by the CPI 20, the interrupt is generated by the timer 23 as shown in FIG. 5, and the period in which the interrupt is generated is called a control cycle, and the frequency of the pulse is changed every control period. Or control the rotation speed and the rotation amount of the motor by allowing or prohibiting the output of the pulse.The smaller the control period is, the smoother the speed control of the motor is, so the acceleration / deceleration characteristics are better. It is a constant period to control the amount of rotation and rotation. In this basic control period, like the prior art, the duty of the output pulse can be changed at the time of interrupt generation. The period is calculated, which is called the approximate control period.

따라서, 출력하고자 원하는 주파수로부터 얻어진 분주값으로 다음 인터럽트가 발생되기까지의 시간인 근사제어주기를 펄스주기의 정수배가 되도록 구했으므로 근사제어주기내에 출력되는 펄스는 듀티의 변동없이 유지될 수 있는 것이다.Therefore, since the approximate control period, which is the time until the next interrupt is generated, is obtained by dividing values obtained from the desired frequency to be output to be an integer multiple of the pulse period, the pulses output in the approximate control period can be maintained without variation in duty.

상기와 같이 동작하는 본 발명은 듀티변동을 극소화함으로써 스텝핑 모터 제어시 소음과 진동 및 탈조의 영향을 줄일수 있는 효과가 있다.The present invention operating as described above has the effect of minimizing the duty fluctuations to reduce the effects of noise, vibration and stepping out when controlling the stepping motor.

Claims (1)

씨피유에 제공되는 클럭을 발생하는 씨피유클럭발생부와;CPI clock generation unit for generating a clock provided to CPI; 펄스의 주파수를 변경시키거나, 그 펄스의 출력을 허용 또는 금지시키기 위한 인터럽트를, 펄스를 제어하기 위한 소정의 제어주기마다 발생하는 타이머와;A timer for generating an interrupt for changing the frequency of the pulse or for allowing or inhibiting the output of the pulse at every predetermined control period for controlling the pulse; 상기 씨피유클럭발생부에서 발생하는 클럭에 의해, 출력펄스의 기준이 되는 기준클럭을 발생하고, 모터의 회전수를 변경시키기 위하여, 상기 기준클럭의 주파수에 대하여 출력하고자 원하는 주파수의 비에 따른 분주값을 출력하며, 모터의 회전량을 제어하기 위하여 펄스의 출력을 허용 또는 금지시키기 위한 출력금지신호를 출력하는 씨피유와;In order to generate a reference clock which is a reference of an output pulse and to change the number of rotations of the motor by a clock generated by the CCL clock generator, a division value according to a ratio of desired frequencies to be output with respect to the frequency of the reference clock. And CPI for outputting an output prohibition signal for allowing or prohibiting the output of pulses in order to control the amount of rotation of the motor; 상기 씨피유에서 출력되는 출력금지신호에 의해, 상기 씨피유에서 출력되는 기준클럭을 차단 또는 허용하는 제어부와;A control unit for blocking or allowing the reference clock output from the CPI by an output prohibition signal output from the CPI; 상기 제어부에서 출력되는 기준클럭을, 상기 씨피유에서 출력되는 분주값에 비례한 펄스신호로 분주하여 출력하는 분주기와;A divider for dividing the reference clock output from the controller into pulse signals proportional to the division values output from the CPI; 상기 씨피유의 운용프로그램이 기저장되는 롬과;A ROM in which the CPI operation program is stored in advance; 상기 씨피유의 프로그램 동작중에 발생하는 각종 파라미터와 데이터를 임시저장하는 램을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 펄스제어장치.And a RAM for temporarily storing various parameters and data generated during the program operation of the CPI.
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