SU1684779A1

SU1684779A1 - Устройство управлени шаговым мотором

Info

Publication number: SU1684779A1
Application number: SU894663574A
Authority: SU
Inventors: Борис Константинович Шевелев; Александр Николаевич Сахацкий; Ефим Матвеевич Гендельман; Лев Аполинарьевич Нивин; Вадим Евгеньевич Геништа
Original assignee: Предприятие П/Я А-1001
Priority date: 1989-03-20
Filing date: 1989-03-20
Publication date: 1991-10-15

Abstract

Изобретение относитс к вычислительной технике, а именно к цифровым устройствам управлени шаговыми моторами, и может быть использовано в управл ющих вычислительных машинах. Целью изобретени вл етс повышение помехозащищенности устройства. Устройство содержит четыре мажоритарных элемента и в каждом из трех каналов элемент НЕ, восемь элементов И, три элемента задержки, блок формировани шагов, мажоритарный элемент, триггер и элемент ИЛИ 5 ил

Description

Изобретение относитс к вычислительной технике, а именно к цифровым устройствам управлени шаговыми моторами.

Целью изобретени вл етс повышение помехозащищенности устройства.

На фиг. 1, 2 представлена блок-схема устройства; на фиг. 3 - функциональна схема блока формировани шагов; на фиг. 4, 5 - циклограммы работы блока формировани шагов.

Устройство управлени шаговым мотором (фиг. 1, 2) содержит первый - четвертый мажоритарные элементы 1-4 и в каждом из трех каналов элемент НЕ 5, первый - восьмой элементы И 6-13, первый -третий элементы задержки 14-16, блок 17 формировани шагов, мажоритарный элемент 18, триггер 19 и элемент ИЛИ 20. Позици ми 21-28 обозначены: первый - четвертый выходы 21-24 устройства, в каждом из трех каналов устройства знаковый вход 25 устройства , тактовый вход 26 устройства, вход 27 установки в исходное состо ние устройства , вход 28 общего сброса устройства. Позици ми 29-91 обозначены входы и выходы элементов.

Блок формировани шагов (фиг. 3) содержит элементы И 92-103, элементы ИЛИ 104-109, триггеры 110-113. Позици ми 114-192 обозначены св зи, входы и выходы элементов.

Каждый канал устройства работает следующим образом.

Перед началом работы на вход 28 подаетс единичный сигнал Общий сброс (либо на вход 27 - единичный сигнал Установка в исходное). Эти сигналы поступают либо на вход 61, либо на вход 60 элемента ИЛИ 20 и с его выхода 55 подаютс на вход 51 блока 17 и вход 89 триггера 19. При этом на выходах 37-40 блока 17 устанавливаетс код 1010, на выходе 83 триггера 19 - единица.

При этом на входы 62 и 63 элемента И 8 подаютс единичные сигналы, обеспечивающие по вление на его выходе 64 сигнала высокого уровн . В результате на входы 65 элемента И 10, 66 элемента И 11,91 элемента И 13, 90 элемента И 12 поступают единим

&

Os 00

N

VJ VJ

Ю

ные сигналы. Затем на знаковый вход 25 подаетс сигнал, определ ющий н правле- ние движени шагового мотора, на тактовый вход 26 поступает последовательность импульсов.

Тактовый импульс с входа 26 поступает ма вход 85 элемента И 9. Так как на его вход 84 при этом поступает единичный сигнал с триггера 19, то импульс проходит через элемент И 9 и с его выхода 86 поступает на входы 87 элемента И б и 88 элемента И 7. 8 зависимости от сигнала на входе 25 тактовый импульс проходит либо через элемент Ибис его выхода 53 поступает на вход 49 блока 17, либо через элемент И 7 и с его выхода 54 на вход 50 блока 17. При подаче нулевого сигнала на вход 25, последний инвертируетс элементом НЕ 5 и высоким уровнем на входе 58 элемента И 7 обеспечивает прохождение тэкто ого импульса через элемент И 7, Одновременно нулевой сигнал с входа 25 поступает на вход 57 элемента И 6 и блокирует прохождение через него тактового импульса. При подаче единичного сигнала на вход 25 обеспечиваетс прохождение тактового импульса через элемент И G и блокируетс элемент И 7 При подаче последовательности импульсов на входы 49 и 50 блоков 17 коды на его выходах 37-40 мен ютс в соответствии с фиг. 4, 5. По приходу каждого четвертого импульса на вход 50 (либо 49) на выходах 37, 39 по вл ютс единичные сигналы, обеспечивающие по вление 1 на выходе 64 элемента И 8 Тактовый импульс через элемент задержки 14 поступает на вход 52 блока 17, а также, пройд через элемент задержки 15, подаетс на вход 67 элемента И 10 и вход 68 элемента задержки 16 Задержанный на элементе 16 тактовый импульс с его выхода 69 поступает на вход 70 элемента И 12, вход 71 элемента И 13, вход 72 элемента И 11.

При наличии единицы на входе 65 элемента И 10 тактовый импульс, задержанный элементом 15. с выхода 82 элемента И 10 подаетс на вход 81 триггера 19 и обнул ет его. При этом нулевой сигнал по вл етс на входе 84 элемента И 9 и блокирует прохождение через него следующего тактового импульса .

Так как все три канала устройства работают синхронно, то по вление единичного сигнала на выходах 64 элементов И 8 происходит одновременно.То есть одновременно по вл ютс единичные сигналы на входах 90 элемента И 12, 91 элемента И 13, 66 элемента И 11.

При наличии единичного сигнала на этих входах тактовый импульс с выхода 69 элемента И 16 по вл етс на выходах 74

элемента И 12, 75 элемента И 13, 73 элемента И 11, подключенных соответственно ко входам 77. 78, 7G мажоритарного элемента 18.

При одновременном по влении тактового импульса хот бы на двух входах эле- мен1а 18 из трех, на его выходе 79 по ал етсг импульс, поступающий но вход 80 триггера 19 и устанавливающий ею в

0 состо ние единица разреша прохождение тактовых импульсов через элемент И 9 Задержки элементов 14, 15. 16 подобраны таким образом, чю при синхронной ра- бите каналов трипер 19 устанавливаетс и

э единичное состо ни-j до прихода следующего тачово о импульса н вход 26 Гели из-зп действи электромзгпи i нь х помех в одном из каналов блок 17 воспринимает лишние импульсы на одном из входов 49 или GO

0 состо ние его выходов 37 40 расходитс оо времени с состо нием этих выходов других каналов. В этом случае при по влении единицы на выходе 64 элемента И 8 обнул етс триггер 19, блокируетс прохождение такто5 аых импульсов через лрменг 11 9. Данный канал перестает воспринимал ь тактовые им пульсы По по влению на выводе 64 ЭУН ментов И 8 сд юю или деуу /футих канэлон единичных сигналов, тактовый импульс с

0 выхода G9 элемент о И 16, пройд череч эле- мгмпы 12 13 и 18, поступает ма вход 80 трип ера Н, устанавливает ею о единичное состо ло, разреша при этом прохожде мне последующих тактовых пспульсоо через

5 элемент И 9. Таким образом синхронизируетс сбившийс блок 17.

Во врем работы устройств, сигналы с ЗУХОДОВ 37-40 блоков 17 трех каналов поступают на входы 33-36, 41-44, 45-48 эле0 ментов 1-4, мажоритируютс на них и с их выходов 29-32 поступают на выходы 21-24 дл управлени шаговым мотором.

Блок 17 (фиг. 3) формировани шаюв работает следующим образом.

5 Перед началом работы на вход 150 блока поступает сигнал установки блока в начальное состо ние. С. входа 150 блока этот сигнал поступает па входы 191, 192 установки в ноль триггеров

0 112 и 113,а также через вход 148 элемента ИЛ И 108 и вход 149 элемсша ИЛИ 109 на входы 153,1Ь4 установки в ноль триггеров 110 и 111, после чего триггеры 110-113 устанавливаютс в нулевое состо ние

5 и выдают на выходах 189, 190, 1G4, 171 блока код 1010. Сигнал со входа 1ЬО блока снимаетс , блок подготовлен к работе. Так как триггер 112 выходом 185 св зан с входами 103 элемента 11 Ьб, 104 элемента И 98, выходом 18Ь

с входами 187 элемента И 97, 180 элемента И 99, триггер 113 своим выходом 180 - с входом 181 элемента И 93, 182 элемента И 95, выходом 179 - с входом 177 элемента И 92, 178 элемента И 94, а входы 119-122 соответственно элементов И 92, 95, 96, 99 подключены к входу 123 блока и входы 114- 117 соответственно элементов И 93, 94, 97, 98 - к входу 118 блока, то наличие единичного (нулевого) сигнала на выходах 179,180 триггера 113, 185, 186 триггера 112 разрешает (блокирует) прохождение cooi ветсгву- ющего импульса со входов 118 или 123 через элементы 92-99.

Блок может работать в двух режимах

В первом режиме тактовые импульсы поступают на вход 118 блока, а на вход 176 блока поступают тактовые импульсы с задержкой относительно импульсов, поступающих на вход 118 блока. На входах 123 и 150 блока сигналы отсутствуют

В качестве исходного примем состо ние блока после воздействи на него сигна ла установки, описанного выше, т,е триггеры 110-113 наход тс в нулевом состо нии и на выходах 189. 190, 164, 171 блока код 1010.

Первый тактовый импульс поступает на вход 118 блока, проходит через элемент И 94 и с его выхода 125 поступает на РХОД 129 элемента ИЛИ 105, а его выхода 144 на вход 146 триггера 110, устанавлива его выходы 157, 156 в состо ние 10.

Одновременно импульс с выхода 134 элемента И 97 поступает на вход 138 элемента ИЛИ 106, с его выхода 141 на вход 143 элемента ИЛИ 109, с выхода 152 которого он подаетс на вход 154 триггера 111, подтвержда на его выходах 170,163 состо ние 01. На выходах 189, 190, 164, 171 блока устанавливаетс при этом код 0110.

Тактовый импульс со входа 176 блока подаетс на входы 172-175 соответственно элементов И 100-103 и в соответствии с потенциалами на их входах 155, 158, 165, 169, поступающими на них с выходов триггеров 110 и 111, проходит через элементы И 101 и 102, с выхода 159 элемента И 101 подаетс на вход 160 триггера 112, устанавлива его выходы 185, 186 в состо ние 10, с выхода 166 элемента И 102 на вход 167 триггера 113, подтвержда состо ние его выходов 180, 179(01)

Второй тактовый импульс со входа 118, пройд через элементы 94, 105 подтверждает состо ние триггера 110, одновременно проходит через элемент И 98, с его выхода 127 поступает на вход 131 элемента ИЛИ 107 и с его выхода 145 на вход 147 триггера

111, устанавлива его РЫХОЛЫ 170 163 в состо ние 10

На выходах 189, 190 164, 171 блока устанавливаетс код 0101

Второй импульс со входа 176 подтверждает состо ние триггера 112 и,пройд через элемент И 103, с его выхода 169 поступает на вход 168 триггера 113, устанавлива его выходы 180, 179 в состо ние 10

0Третий импульс со входа 118 проходит

через элемент И 93, с его выхода 132 поступает на вход 136 элемента ИЛИ 104, с его выхода 140 на вход 142 элемента ИЛИ 108. с выхода 151 которого импульс поступает на

5 вход 153 триггера 110, устанавлива его выходы 157, 156 в состо ние 01 Одновременно , пройд через элементы 98, 107 подтверждает состо ние выходов 170, 163 (10) триггера 111, на выходах 189, 190. 164,

0 171 блока устанавливаетс код 1001

Третий импульс со входа 176 подтверждает состо ние триггера 113, а также пройд через элемент И 100, с его выхода 162 поступает на вход 161 триггера 112, устанавлива

5 его выходы 185, 186 в состо ние 01

Четвертый импульс со входа 118, пройд через элемента 93, 104, 108. подтверждает состо ние выходов 157. 156 (01), а также, пройд через элементы 97, 106, 109, уста0 навливает на выходах 170 163 триггера 111 код 01.

На выходах 189, 190, 164. 171 блока устанавливаетс код 1010 По приходу четвертого импульса на вход 176 подтверждаетс

5 состо ние 01 выходов 185, 186 триггера 112, на выходах 180, 179 триггера 113 устанавливаетс код 01

По поступлению последующих импульсов на вход 118 процедура формировани

0 сигналов управлени шаговым мотором повтор етс (см. фиг. 4)

Во втором режиме импульсы, поступающие на вход 123 блока, сопровождаютс оа- держанными импульсами на входе 176

5 Сигналы на входах 118 и 150 отсутствуют

В качестве исходного примем состо ние , аналогичное началу первого

Первый импульс с входа 123 проходит через элемент И 92, с его выхода 124 лода0 етс на вход 128 элемента ИЛИ 104 и через него и элемент ИЛИ 108 подтверждает со сто ние 01 на выходах 157 156 триггера 110,одновременно пройд через элемент И 99, с его выхода 135 поступает на вход 139

5 элемента ИЛИ 107, а с его выхода на вход 147 триггера 111, устанавлива на его выходах 170, 163 код 10 При этом на выходах 189,190, 164, 171 блока устанавливаетс код 1001 Затем по приходу импульса на вход 176 ла аыходах 185, 186 триггера 112 повтор етс состо ние выходов 157, 156, триггера 110, на выходах 180, 179 - выходов 170. 163 триггера 111.

Второй импульс со входа 123 проходит через элемент И 95, с его выхода 133 на вход 137 элемента ИЛИ 105, устанавлива на ею выходах 157, 156 код 10 Одновременно, пройд через элементы 99, 107 подтверждает состо ние триггера 111 На выходах 189, 190, 164, 171 устанапливаетс код 0101

Третий импульс со входа 123 проходит через элемент И 96, с его выхода 126 поступает на вход 130 элемента ИЛИ 106 и, пройд через него и элемент ИЛИ 109, устанавливает на выходах 170 163 триггера 111 код 01

Одновременно, пройд через элементы 95, 105, подтверждает состо ние тршгера 110 На выходах 189, 190, 164 171 блока устанавливаетс код 0110

Четвертый импульс со входа 123 проходит через элементы 92, 104, 108, а также через элементы 96, 106, 109, устанавлива на выходах 157, 156 триггера 110 код 01 и подтвержда состо ние триггера 111, при этом на выходах 189, 190, 164, 171 устанав тиваетс код 1010

По приходу последующих имг./льсов на вход 123 процедура формировани cm на лов управлени шаговым мотором попюрл- атс (см фиг 5)

Таким образом предложенное устрой ство обладает повышенной помехозащищенностью за счет периодической подгин- хронизации сбившегос канала

Claims

Формула изобретени

Устройство управлени шаговым мотором , содержащее четыре мажоритарных элемента и в каждом из трех каналов элемент НЕ, три элемента И, первый элемент задержки, элемент ИЛИ и блок формирова ни шагов, причем выходы первого, второго третьего и четвертого мажоритарных элементов соединены с первым, вторым третьим и четвертым выходами устройства, первые входы первого, второго, третьего и четвертого мажоритарных элементов подключены к первому, второму, третьему и четвертому выходам блока формировани шагов первого канала устройства соответст- венно. вторые входы первого, второго, третьего и четвертого мажоритарных элементов соединены с первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока формировани шагов второго канала устройства соответственно, третьи входы первого, второго , третьего и четвертого мажоритарных элементов подключены к первому, второму, третьему и четвертому выходам блока формировани шагов третьего канала устройства соответственно, в каждом канале1 устройства блок формировани ипгои соеди пен своими первым, вторым, третьим и четвертым входами соответственно с выходами первого и второго элементов И выходом элемента ИЛИ и выходом первого элемента задержки, знаковый вход п каждом канале устройства вм етс первым ИУОДОЧ первого элемента И и входом элемента I IE, пыход которого подключен к первому входу второго элемента И соогзегстпующгто капала, тактовый вход в каждом канале устройства вл етс входом первого элемента зздегч - ки соответствующего канала, первый и второй входы элемент ИЛИ ЯРЛЯЮТСЧ тот ыегсгвенно входом установки в иг, ..ОЧПОР состо ние и входом общею сброса соогпетсг- иующего канала устройств перьыи и третий выходы блока фопмировани шагов соединены соотсотстьенно с первым и ото рым входами третьего элемента И, каждый блок формировани шлов содержи г двенадцать элементов И, шесть элементов ИЛИ и четыре триггера, причем первые входы (пороги, третьего, шестою и седьмого элемента И подключены ко пторому входу блока , первые входы первою четвертою, п того и восьмою эпемг И соединены с перкип и ходом блика, 1Ыло,;ы нерпою фетье ю, п того и седьмого элементов И подключены к первым а/одам первого четвертого элементов ИЛИ соответственно, выходы нторо О, четвертого, шестого и восьмого элемента И соединены со вторыми уходами пср- aoi э- четвертого элементов ИЛИ соответственно , выходы первого и третьего элементов ИЛИ подключены к первым входам п ого и шестого элементов ИЛИ соответственно , выходы второго и четвертого элементов ИЛИ соединены со входами установки в единицу первого и второго триггеров соответственно , вторые входы п того и шестого элементов ИЛИ подключены к третьему входу блока, выходы п того и шестого элементов ИЛИ со входами установки в нуль первого и второго триггеров соответственно , первый вход дев того элемента И соединен с инверсным выходом первого триггера, пр мой выход которого подклю чен к первому входу дес того элемента И, выход которого соединен со входом уста- ь овки в единицу третьего триггера перпый вход установки в ноль которого подключен к выходу дев того элемента И, инверсный выход второго триггера соединен с третьим выходом блока и первым входом одиннод цатото элемента И, выход которого подклю чен к первому входу установки п ночь четвертого триггера, вход установки в единицу которого соединен с выходом двенад

цэтого элемента И, первый вход которого подключен к пр мому выходу второго триггера и четвертому выходу блока, вторые входи дев того - двенадцатого элементов И соединены с четвертым входом блока, второй вход установки в ноль третьего триггера св зан со вторым входом установки в ноль четвертого триггера и с третьим входом блоки , о т л и ч а ю щ е е с тем, что, с целью повышени помехозащищенности, в состав каждого канала устройства введен с четвертого по восьмой элементы И, второй и третий элементы задержки, мажоритарный элемент и триггер, причем в каждом канале выход третьего элемента И соединен с первыми входами п того и шестого элементов И. выход первого элемента задержки через второй элемент задержки подключен ко второму входу п того элемента И и входу третьего элемента задержки, выход третьего элемента задержки соединен с первыми входами седьмого и восьмого элементов И и вторым входом шестого элемента И. выходы шестого- восьмого элементов И подключены соответственно к первому - третьему входам мажоритарного элемента, выход мажоритарного элемента соединен с первым входом установки в единицу триггера, вход установки в ноль триггера подключен к выходу п того элемента И, пр мой выход триггера соединен с первым входом

0

5

0

5

0

элемента И, второй вход четвертого элемента И соединен с тактовым входом соответствуют его канала устройства, выход четвертого элемента И подключен ко вторым входам первого и второго элементов И. второй вход установки в единицу триггера св зано выходом элемента ИЛИ, кроме того выход третьего элемента И первого канала соединен со вторыми входами седьмых элементов И второго и третьего каналов устройства , выход третьего элемента И второго канала подключен ко второму входу седьмого элемента И первого канала устройства и ко второму входу восьмого элемента И третьего канала устройства, выход третьего элемента И третьего канала соединен со вторыми входами восьмых элементов И первого и второго каналов устройства, а в блоке формировани шагов вторые входы первого и третьего элементов И подключены к инверсному выходу четвертого триггера, пр мой выход которого соединен со вторыми входами второго и четвертого элементов И, вторые входы п того и седьмого элементов И подключены к пр мому выходу третьего триггера, инверсный выход которого соединен со вторыми входами шестого и восьмого элементов И, первый и второй выходы блока подключены к инверсному и пр мому выходам третьего триггера соответственно.

и к

а 6 в г

Si

О

r- r. r

QO CO

Ф иг. 4

Фи.Ј