Многоканальное устройство для программного управления шаговыми двигателями

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬМНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО(57) Многоканальное устройстводля программного управления шаговыми двигателями,содержащее блок программного задания и по ЧИСЛу УПРЗВЛЯМЫХ ШаГОБЫХ ДВИГЗТСЛСЙ каналы управления, каждый из которых содержит регистр числа, делитель частоты, группа установочных входов которою соединена с группой информационных выходов регистра числа, а информационный вход - с выходом синхронизации блока программного задания, а также триггер пуска, ВЫХОД КОТОРОГО СОДИНВН С УПравляющим делением входом делителя частоты, отличающееся тем, что в него введен регистр управления, вход эахшси которого со ВДИНВН С ВЫХОДОМ управления ЗЗПИСЬЮ ОЛОКЗ. программного задания, группа информационных входов - с шиной данных блока программного задания, а вход разрешения записи СОВДИНСН С ВЫХОДОМ разрешения ЗНПИСИ БЛОКЕ программного задания, разрядные выходы регистра управления соединены с первой группой информационных выходов устройства, вторая группа информационных выходов которого является выходами каналов управления, в каждом из которых вход записи, вход разрешения установки и информационный вход триггера пуска соединены с выходом управления записью, выходом разрешения установки и выХОДОМ СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ разряда ШИНЫ ДННЫК блока программного задания соответственно,группа информационных входов регистра числа СОДИНВНЗ С ШПНОЙ ДЦННЫХ, ВХОД ЗНПИСИ(71) Заявитель Минское производственное объединение Горизонт (ВЧ)(73) Патентообладатель Минское производственное обгьединение Горизонт (ВЧ)с выходом управления записью блока программного задания соответственно, выход разрешения записи коэффициента деления которою СОСДИНСН с входом разрешения регистра числа,выход делителя частоты каждого канала соединен с соответствующим входом прерывания блока программного задания.Изобретение относится к средствам автоматического управления и может быть использовано для программного управления практически любыми шаговыми двигателями.Задачей изобретения является создание простого устройства с расширенными функциональными возможностями.На фиг. 1 представлен пример функциональной схемы многоканального устройства для программного управления шаговыми двигателями, для четырех каналов управления на фиг. 2 - функциональная схемаблока программного задания на фиг. 3 - функциональная схема одного из каналов управления.Многоканальное устройство 1 программного управления шаговыми двигателями содержит блок программного задания 2, шинный интерфейс З, каналы управления 40 - 43 , регистр управления 5.Выходы каналов управления 4 и регистра управления 5 являются выходами устройства.Блок программного задания 2 (фиг.2) состоит из устройства 6 ввода- вывода команд (УВВ),совмещенного с ОЗУ, центрального процессора 7,пос-южного запоминающего устройства (ПЗУ) 8, генератора синхроимпульсов 9, селектора адресов 10, контроллера прерываний 11, шины адреса 12, шины даштьш 13, шины сигнала чтения 14, шины сигнала записи 15, шины 16- входа прерывания центрального процессора 7,шины 17 - выхода генератора 9 синхроимпульсов, шин 18, 19, 20, 21 - выхода контроллера 11 прерываний, шины 22 разрешения чтения из ПЗУ 8, шины 23 разрешения чтения - записи в ОЗУ УВВ 6,шины 24, 26, 28, 30 - соответственно - разрещен-ия установки триггеров 33 пуска каналов 40 - 43 управления, шин 25, 27, 29, 31 разрешения записи коэффициента деления в регистр числа 34, шины 32 - разрешения записи в регистр 5 управления.Каждый канал 40 43 управления состоит из триггера пуска 33, регистра числа 34, делителя частоты 35, шины 36, являющейся управляющим входом делителя частоты 35,шины 37, являющейся установочным входом делителя 35 частоты, шины 38 выхода устройства.В ПЗУ 8 записан алгоритм работы устройства. В алгоритм входят- обмен командами с главным процессором,подключенным через Шинный интерфейс 3- управление загрузкой регистра числа 34 каждого канала при поступлении соответствующего прерывания- управление загрузкой регистра 5 управления.Через устройство б ввода-вывода вводится информация, для каждого канала отдельно, о числе шагов, направлении движения, начальной скорости движения, максимальной скорости движения, ускорении, уровне тока в обмотках двигателя и команды управления пользователя (необходимые для привода).Скорость движения двигателя определяется по частоте импульсов, подаваемых на шаговый привод шины 38 ШАГ, остальные сигналы подаются на шаговый привод с регистра управления 5.Устройство работает следующим образом.Работой всех составных частей устройства управляет центральный процессор 7. Синхронизация процессора 7 осуществляется генератором 9, который также выдает синхроимпульсы для каналов управления.Алгоритм работы реализуется посредством чтения процессором 7 команд из ПЗУ 8 и их выполнения. Исполняющим действием ЦП 7 является чтение или запись информации, которая передается по шине данных 13. Чтение или запись осуществляется следующим образом- ЦП 7 на шину адреса 12(А) выставляет адрес устройства,- селектор адреса 10, на одном из выходов 2232 выставляет сигнал разрешения,- на шину данных 13, при записи ЦП, а при чтении - выбранным устройством - выставляются данные,- чтение данных происходит по сигналу на шине 14, запись - по сигналу на шине 15.После включения питания ЦП 7 записывает в ОЗУ УВВ 6 сообщения о готовности приводов. После этого главный процессор вводит в ОЗУ УВВ 6 команды для. управления каждым каналом отдельно. Каналы управляются независимо друг от друга. При поступлении команды запуска блок программного задания 2 записывает в регистр управления 5 соответствующие сигналы управления для шаговых приводов Запуск каналов управления 4 осуществляется блоком программного задания 2. По информационным шинам 13, 25, 15 в регистр числа 34 одного из каналов записывается код деления частоты, который по шине 37 передается на установочные входы делителя частоты 35. На информационный вход делителя частоты 35 подаются импульсы по шине 17 с генератора импульсов 9.По информационным шинам 13, 24, 15 в триггер пуска 33 записывается команда пуска делителя частоты 35, и по шине 36 сигнал пуска подается на управляющий вход делителя частоты. Делитель 35 выдает на выход, шина 38, импульсы, период которых зависит от чисда коэффициента деления, записанного в реГИСТРЕ ЧИСЛЕ. СИГНЗЛ С ВЫХОДЕ ДЕЛИТСЛЯ ЧЗСТОТЫ 35 также подается по шине 18 (для канала О) на контроллер прерываний 11. При поступлении положительного перепада сигнала на один из входов контроллера прерываний 11, он по шине 16 подает сигнал прерывания на ЦП 7,а по Шине данных 13, вектор прерываний, тем самым сообщая, но какому каналу произошло прерывание. Сразу после этого в регистр числа 34 канала, где произошло прерывание, записывается новое число. Если изменения частоты не требуется для равномерного движения, то новое число не записывается. При поступлении прерывания также производится счет шагов, счет шагов разгона, сравнение текущей скорости с заданной максимальной, вычисление следующего числа для записи и регистр числа, сравнение числа шагов торможения с оставшимся числом шагов. При этомблок программного задания 2 следит за командами от главною процессора.После того, как канал управления 4 выдаст заданное количество шагов, или по команде от главного процессора по Информационным шинам 13, 24, 15 в триггер пуска 33 записывается команда останова делителя частоты 35,После этого подача импульсов управления на шину 38 возможна только после повторного запуска.Максимальная частота выходных импульсов каналов управления определяется суммарным максимальным временем обслуживания прерывания и временем, необходимым для слежения за командами главного процессора.Предлагаемое устройство реализует практически любые законы управления шаговыми двигателями. Поскольку управление идет на программном уровне, то блок программного20 задания не требует никаких изменений приподключении к различным приводам. За счет Предлагаемое устройство позволяет реализорегисгра управления 5 можно мультиплекси- ватъ взаимно скоординированное движение ровать выходы 38 ШАГ тем самым управ- приводов.пять от одного Канала управления несколькими приводами, работающими не од- 5Государственное патентное ведомство Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.