Устройство управления шестнадцатью шаговыми двигателями по последовательному порту квазиодновременно

Полезная модель относится к области управления шаговыми двигателями. Технический результат состоит в увеличении числа квази-одновременно управляемых шаговых двигателей до шестнадцати за счет введения системы адресации шаговых двигателей и использования для них общей шины данных (управления). Он достигается тем, что предложено устройство управления шаговыми двигателями через последовательный порт, состоящее из микроконтроллера, который принимает из управляющего компьютера информацию, обрабатывает её для формирования сигналов управления в виде бинарного кода, поступающего на транзисторные усилители, при этом в микроконтроллере четыре цифровых выхода выделены для выдачи кодов адресов шаговых двигателей на дешифратор, который квази-одновременно вырабатывает селектирующие сигналы в виде перепадов уровней, разрешающих запись поступающей с выходов микроконтроллера по общей для всех D-триггеров шине данных в соответствующие адресу D-триггеры информации о направлении вращения роторов шаговых двигателей, которые непосредственно управляются через подключенные к D-триггерам цифроаналоговые преобразователи и усилители, что позволяет осуществлять квази-одновременное управление шестнадцатью шаговыми двигателями. 2 ил., 1 табл.

Полезная модель относится к области построения устройств управления шаговыми двигателями, использующих микроконтроллер.

Известно устройство [1], управляющее двумя шаговыми двигателями через последовательный порт ЭВМ. Микроконтроллер, входящий в состав устройства, принимает и обрабатывает данные от управляющего компьютера по последовательному порту [2]. В результате обработки на выходах микроконтроллера формируются сигналы управления в виде бинарного кода, поступающего на транзисторы, которые усиливают пришедшие сигналы. Выходы транзисторов напрямую подключены к шаговым двигателям.

Недостатком этого устройства является ограничение по количеству управляемых двигателей, определяемое ограниченной разрядностью микроконтроллера.

Техническая задача, решаемая предлагаемым устройством состоит в увеличении числа квази-одновременно управляемых шаговых двигателей до шестнадцати за счет организации их выбора по адресам и одновременного управления выбранными двигателями через общую шину, формируемую портами микроконтроллера.

Технический результат достигается тем, что для выбора одного из шестнадцати управляемых шаговых двигателей в схеме реализована адресная система на дешифратора (интегральная микросхема (ИМС) типа КР1533ИД3), принимающего адрес из портов микроконтроллера; на основе организации общей для двигателей шины данных (с выходов порта микроконтроллера) и D-триггеров (ИМС типа К155ТМ8) реализована система хранения и выдачи шаговым двигателям управляющего двоичного кода, определяющего направление поворота ротора [3].

На фиг. 1., фиг. 2. изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит: микроконтроллер (МК) 1, который получает от компьютера (ЭВМ) по последовательному порту управляющую информацию; четырехразрядный дешифратор (DC1) 2, который по поступающему из порта микроконтроллера адресу выбирается один из шестнадцати D-триггеров (ТТ1-ТТ16) 3, подключенных к микроконтроллеру через общую для низ шину данных; усилители 4 для преобразования цифровых сигналов в сигналы непосредственного управления шаговыми двигателями.

Устройство работает следующим образом. По последовательному порту из управляющего компьютера в микроконтроллер поступает и обрабатывается информация управления. Микроконтроллер формирует на подключенных к дешифратору выходах четырехразрядную бинарную комбинацию (адрес), соответствующую определенному D-триггеру, и сигналы включения/отключения разрешения дешифрации, подаваемые на входы ИМС КР1533ИД3 (дешифрация разрешена при подаче напряжения низкого уровня). Дешифратор на одном из шестнадцати выходов, подключаемых к D-триггерам, формирует перепад сигнала, который на входе синхронизации (вход «C» D-триггера) ИМС К155ТМ8 инициирует (запускает) запись в память выбранного D-триггера четырехразрядного бинарного кода (для управления шаговым двигателем), поступившего из микроконтроллера по общей шине данных. Сигналы с информационных (цифровых) выходов D-триггеров после усиления являются управляющими для шаговых двигателей.

Введение адресной системы на основе дешифратора для выбора одного из шестнадцати шаговых двигателей, а также системы хранения и выдачи шаговым двигателям управляющего двоичного кода для их непосредственного управления на основе D-триггеров позволяют увеличить количество управляемых с ЭВМ через последовательный порт шаговых двигателей до шестнадцати и сделать управление квази-одновременным.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. http://pic.rkniga.ru/shemotehnika/kompyuter/240-upravlenie-shagovym-dvigatelem-cherez-usb.html

2. Агуров П.В. Практика программрования USB. - СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 624 с.

3. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. 2-е изд., испр. - Челябинск: Металлургия, Челябинское отд., 1989. 352 с.

Устройство управления шаговыми двигателями через последовательный порт, состоящее из микроконтроллера, который принимает из управляющего компьютера информацию, обрабатывает её для формирования сигналов управления в виде бинарного кода, поступающего на транзисторные усилители, отличающееся тем, что в микроконтроллере четыре цифровых выхода выделены для выдачи кодов адресов шаговых двигателей на дешифратор, который квазиодновременно вырабатывает селектирующие сигналы в виде перепадов уровней, разрешающих запись поступающей с выходов микроконтроллера по общей для всех D-триггеров шине данных в соответствующие адресу D-триггеры информации о направлении вращения роторов шаговых двигателей, которые непосредственно управляются через подключенные к D-триггерам цифроаналоговые преобразователи и усилители, что позволяет осуществлять квазиодновременное управление шестнадцатью шаговыми двигателями.