程序存储器在环形分配器中的应用
郭景兰 (北京科技大学)
微电子技术的发展及微型计算机的广泛应用为步进电动机控制器的研制提供了极为有利的条件,使得步进电动机的环形分配器既可用各种专用集成器件或集成电路构成,也可用微机软件实现。用集成度高、控制功能强的单片微机构成环形分配器,具有控制方法简单、灵活、多样、适应性强、应用范围广、改变控制方式及更换异型电机方便等优点,但用单片机构成环形分配器似乎是一种大马拉小车的作法,浪费了单片机的软硬件资源,为此本文介绍一种用程序存储器与可逆计数器构成环形分配器的典型电路。
1控制原理
将步进电动机的通电状态表固化在可编程只读存储器eprom中,用可逆计数器对脉冲源的脉冲信号作加(或减)法循环计数,计数器的输出端接到eprom的地址总线,控制计数器的加(或减)计数就如同控制状态表指针移动方向一样,把eprom中固化的状态字由其数据总线依次送出,控制步进电动机各相功放电路的导通或截止.这样,可逆计数器和eprom就代替了步进电动机驱动电源中的环形分配器,其原理框图如图1所示。
2可逆循环计数器和可编程只读存储器
以三相反应式步进电动机为例,介绍可逆循环计数器和可编程只读存储器的工作原理,其原理图如图2所示。
2.1可逆循环计数器
对计数器的主要要求一是要能对脉冲信号作可逆循环计数,二是计数长度应等于步进电动机和各种运行拍数的公倍数或为其整数倍。在此,计数长度可以是6(3拍、6拍的公倍数)或12、18(3与6的公倍数的整数倍)等.为此选用2-16进制同步可逆计数器74lsl91,作为12进制用。步进电动机的脉冲源接计数器的计数输入端cp,计数器的予置端作为加减计数控制端。如果控制端为低电平,计数器为加计数,电机正转。当控制端为高电平时,计数器为计数,电机将反转。计数器的输出端qa~qd接eprom地址总线低4位a0~a3。
2.2 可编程只读存储器(eprom2732)
eprom地址总线的低4位ao~a3接计数器输出端,并使eprom处在读出状态。计数器的每一个输出状态都对应eprom中的一个地址。当3种分配方式的状态表(表1~3)存储的低8位地址为00h--2bh时,选用地址总线的a.、a。端为分配方式选择端,则a4、a5端的电平与分配方式的关系如表4所示。
3主要特点
用计数器和程序存储器构成环形分配器的主要特点为:
3.1简单易行
硬件电路简单,只有计数器和程序存储器两大部分,计数长度可以用简单的外围电路实现。eprom中固化的内容也非常简单,不需作软件设计,只需把几个表圈化其中即可。
3.2便于实现形分配器的多功能化
增加少量器件、适当改变计数长度,就可构成多功能环形分配器。如图2电路,不仅适用于三相反应式步进电动机,而且适用于采用4拍分配方式的四相反应式步进电动机,这只需要在eprom中再固化上4拍分配方式的状态表及增加一个a6端作为分配方式选择端,此时状态表的存储地址就变成了ooh~7bh,所增加的地址足以用来存放四相4拍的各种分配方式。
3.3 ****排除非法状态
状态表的存放方法有多种,如三相6拍分配方式可采用如表3所示存法,也可存放如表5所示状态表,对于后种存法,是每来两个脉冲信号,电机改变一次通电状态,这个环形分配器还兼有分频器的作用。
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