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JPH07274592A - Drive circuit for stepping motor - Google Patents

Drive circuit for stepping motor

Info

Publication number
JPH07274592A
JPH07274592A JP6337594A JP6337594A JPH07274592A JP H07274592 A JPH07274592 A JP H07274592A JP 6337594 A JP6337594 A JP 6337594A JP 6337594 A JP6337594 A JP 6337594A JP H07274592 A JPH07274592 A JP H07274592A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stepping motor
phase
signal
drive
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6337594A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryoichi Takahashi
良一 高橋
Hiroshi Inoue
広志 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP6337594A priority Critical patent/JPH07274592A/en
Publication of JPH07274592A publication Critical patent/JPH07274592A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To achieve highly accurate, highly reliable drive by generating phase signals indicating in which phase a stepping motor is positioned, feeding them back to a central processing unit, and thereby detecting the actual state of the stepping motor. CONSTITUTION:CPU 11 outputs excitation mode signals M1, M2, one of control command signals, number-of-revolutions specifying clock CLK, a rotational direction setting signal CWB and a reset signal RESET. Drive control signals A, B, AB, BB are generated in the phase signal generating section 17 in a driver 12 according to these signals and clock, and outputted to a stepping motor SM. At the same time a phase signal MO indicating the state of the stepping motor SM is generated in the driver 12, and is fed back to CPU 11. This makes it possible to drive and control the stepping motor SM in correspondence with its actual state, and enables drive with accuracy and reliability.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はステッピングモーターの
駆動回路に関し、更に詳しく言えば、例えばプリンタや
複写機などのキャリッジ部、画像読み取り部、回転ドラ
ム部などの用途に用いられるステッピングモーターのマ
イクロステップ駆動をする回路の改善を目的とする。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving circuit for a stepping motor, and more specifically, it is a microstep of a stepping motor used in applications such as a carriage section, an image reading section, a rotating drum section of a printer or a copying machine. The purpose is to improve the driving circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のステッピングモーターを説明する
前に、ステッピングモーターのマイクロステップ駆動に
ついて図7を参照しながら説明する。図7は、2相のス
テッピングモーターを駆動する際のマイクロステップ駆
動の各励磁モードについて説明する相遷移状態図であ
る。
2. Description of the Related Art Before describing a conventional stepping motor, microstep driving of the stepping motor will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a phase transition state diagram for explaining each excitation mode of micro-step driving when driving a two-phase stepping motor.

【0003】図7の同心円の最も内側に示してあるモー
ドである2相励磁モードは、モーターが4ステップで3
60°回転するモードであって、1−2相励磁モード
は、モーターがその倍の8ステップで360°回転する
モードである。また、その外側のW1−2相励磁モード
は、モーターがその倍の16ステップで360°回転す
るモードであって、2W1−2相励磁モードは、モータ
ーがその倍の32ステップで360°回転するモードで
ある。
In the two-phase excitation mode, which is the mode shown on the innermost side of the concentric circles in FIG.
In the 1-2 phase excitation mode, which is a mode in which the motor rotates by 60 °, the motor rotates by 360 ° in eight steps, which is twice that. Further, the W1-2 phase excitation mode on the outer side is a mode in which the motor rotates 360 ° in 16 steps that is double that. In the 2W1-2 phase excitation mode, the motor rotates 360 ° in 32 steps that is double that. Mode.

【0004】すなわち、上述したように、図7の同心円
での外側の励磁モードになるにつれて、回転の際のステ
ップ数が多くなり、低速ではあるが滑らかで振動が少な
い駆動をすることができ、内側の励磁モードになるにつ
れて、回転の際のステップが少なくなり、振動は多少あ
るが高速な駆動をすることができるので、必要に応じて
その励磁モードを切換え、目的に適した励磁モードを選
択していた。
That is, as described above, as the outer excitation mode in the concentric circles in FIG. 7 is set, the number of steps during rotation increases, and it is possible to drive at a low speed but with smooth and little vibration. As it goes to the inner excitation mode, the number of steps during rotation decreases, and although there is some vibration, high-speed drive can be performed, so the excitation mode is switched as necessary and the excitation mode suitable for the purpose is selected. Was.

【0005】特に、ステッピングモーターを用いて、高
解像度を要求されるプリンタのキャリッジ部や複写機の
画像読み取り部、回転ドラム部などの動作は、マイクロ
ステップ駆動を用いて、モーターからの振動が少ない方
法で駆動が行われていた。例えば、キャリッジ部、画像
読み取り部、回転ドラム部などの動作では、加速時には
2W1−2相励磁などのマイクロステップ駆動を用い、
定速走行時には、2相励磁などのフルステップ駆動を用
い、減速時にはマイクロステップ駆動を用いていた。
Particularly, the operation of the carriage portion of the printer, the image reading portion of the copying machine, the rotating drum portion, etc., which requires high resolution by using the stepping motor, uses the microstep drive, and the vibration from the motor is small. It was driven by the method. For example, in the operation of the carriage unit, the image reading unit, the rotating drum unit, etc., microstep drive such as 2W1-2 phase excitation is used during acceleration,
Full-step driving such as two-phase excitation was used during constant speed driving, and micro-step driving was used during deceleration.

【0006】以下で、従来例に係るステッピングモータ
ーのマイクロステップ駆動をするステッピングモーター
の駆動回路について図8を参照しながら説明する。従来
例に係るステッピングモーターの駆動回路は、CPU
(1)とドライバ回路(2)からなり、ステッピングモ
ーター(3)を駆動する回路である。当該回路によれ
ば、CPU(1)からの制御パルス(SS)に基づい
て、ドライバ(2)によってステッピングモーター
(3)のマイクロステップ駆動をしていた。
A drive circuit of a stepping motor for performing microstep driving of a stepping motor according to a conventional example will be described below with reference to FIG. The drive circuit of the stepping motor according to the conventional example is a CPU
It is a circuit that includes (1) and a driver circuit (2) and drives a stepping motor (3). According to this circuit, the driver (2) drives the microstepping of the stepping motor (3) based on the control pulse (SS) from the CPU (1).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図8に
示すような上記従来の駆動回路によると、CPU(1)
からの制御信号(SS)に即した正常な駆動がなされな
いことがあった。すなわち、従来は、一般にCPU
(1)の内部に制御パルス(SS)の状態を検出する回
路が設けられており、例えば制御パルス(SS)の数を
カウントするなど、ドライバ(2)に出力する制御パル
ス(SS)の状態をCPU(1)の内部で検出して、ス
テッピングモーター(3)の実際の位置状態を検出した
ことにしていた。
However, according to the conventional driving circuit as shown in FIG. 8, the CPU (1)
There was a case where the normal drive in accordance with the control signal (SS) from PC was not performed. That is, conventionally, a CPU is generally used.
A circuit for detecting the state of the control pulse (SS) is provided inside (1), and the state of the control pulse (SS) output to the driver (2), for example, counting the number of control pulses (SS). Is detected inside the CPU (1) to detect the actual position state of the stepping motor (3).

【0008】しかし、制御パルス(SS)が正常に出力
されても、制御パルス(SS)にノイズが乗ってドライ
バ(2)に入力するなど何らかの原因で、ドライバ
(2)からの駆動信号が正常にステッピングモーター
(3)に出力されなくなり、正常な位置に駆動されなく
なってしまった場合には、全く対応できないというのが
現状であった。
However, even if the control pulse (SS) is normally output, the drive signal from the driver (2) is normal due to some reason such as noise being added to the control pulse (SS) and input to the driver (2). When the output of the stepping motor (3) is stopped and the drive is not driven to the normal position, the current situation is that it cannot be dealt with at all.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の欠点
に鑑みて成されたもので、図1に示すように、ステッピ
ングモーター(SM)の制御命令信号(SS)を出力す
る中央演算処理部(11)と、前記制御命令信号(S
S)に基づいて前記ステッピングモーター(SM)の駆
動をし、かつ前記ステッピングモーター(SM)がどの
相にあるかという位置状態を示す相信号(MO)を生成
して前記中央演算処理部(11)に帰還させる駆動制御
部(12)とを具備することにより、ステッピングモー
ターの実際の状態を検出し、より高精度、高信頼性のス
テッピングモーターの駆動が可能になるステッピングモ
ーターの駆動回路を提供するものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional drawbacks, and as shown in FIG. 1, a central processing unit for outputting a control command signal (SS) of a stepping motor (SM). Section (11) and the control command signal (S
Based on S), the stepping motor (SM) is driven, and a phase signal (MO) indicating a position state indicating which phase the stepping motor (SM) is in is generated to generate the central processing unit (11). And a drive control unit (12) for feeding back to the stepping motor, the actual state of the stepping motor is detected, and a stepping motor drive circuit capable of driving the stepping motor with higher accuracy and reliability is provided. To do.

【0010】[0010]

【作 用】本発明に係るステッピングモーターの駆動回
路によれば、図1に示すように中央演算処理部(11)
と、駆動制御部(12)とを具備する。すなわち、中央
演算処理部(11)によってステッピングモーター(S
M)の制御命令信号(SS)が出力され、これに基づい
てステッピングモーター(SM)の駆動がなされ、同時
にステッピングモーター(SM)がどの相にあるかとい
う位置状態を示す相(MO)が駆動制御部(12)で生
成されて中央演算処理部(11)に帰還されている。
[Operation] According to the stepping motor drive circuit of the present invention, as shown in FIG. 1, the central processing unit (11)
And a drive control section (12). That is, the central processing unit (11) causes the stepping motor (S
The control command signal (SS) of M) is output, and the stepping motor (SM) is driven based on this, and at the same time, the phase (MO) that indicates the position state of the stepping motor (SM) is driven. It is generated by the control unit (12) and fed back to the central processing unit (11).

【0011】このため、CPUから出力していた制御パ
ルスをカウントするなどして、ステッピングモーターの
実際の位置状態を検出したことにしていた従来の駆動回
路と異なり、ステッピングモーター(SM)がどの相に
いるかという実際の位置状態が駆動制御部(12)から
中央演算処理部(11)に帰還されているので、それに
応じた駆動制御をすることができ、モーターの実際の動
作状態に即した、高精度、高信頼性のマイクロステップ
駆動をすることが可能になる。
For this reason, unlike the conventional drive circuit which is supposed to detect the actual position state of the stepping motor by counting the control pulses output from the CPU, which phase the stepping motor (SM) is Since the actual position state of whether the vehicle is in the air is fed back from the drive control unit (12) to the central processing unit (11), drive control can be performed accordingly, and the actual operating state of the motor can be met. It becomes possible to perform microstep driving with high accuracy and high reliability.

【0012】[0012]

【実施例】以下で、本発明の実施例に係るステッピング
モーターの駆動回路について図面を参照しながら説明す
る。本発明の実施例に係るステッピングモーターの駆動
回路は、図2に示すように、CPU(11)及びドライ
バ(12)からなる回路であって、コイル(L1〜L
4)からなり、プリンタや複写機などのキャリッジ部な
どに用いられる2相のステッピングモーター(SM)の
マイクロステップ駆動をする回路である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A stepping motor drive circuit according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 2, the drive circuit of the stepping motor according to the embodiment of the present invention is a circuit including a CPU (11) and a driver (12) and includes coils (L1 to L).
4), which is a circuit for performing micro-step driving of a two-phase stepping motor (SM) used in a carriage section of a printer or a copying machine.

【0013】CPU(11)は、中央演算処理部の一例
であって、ステッピングモーター(SM)の制御命令信
号(SS)の一例である励磁モード信号(M1,M
2),回転数指定クロック(CLK),回転方向設定信
号(CWB),IC内部のリセット信号(RESET ),原
点再起動信号(RETURN)を生成し、ドライバ(12)に
出力する回路である。
The CPU (11) is an example of a central processing unit, and is an excitation mode signal (M1, M) which is an example of a control command signal (SS) of a stepping motor (SM).
2), a rotation number designating clock (CLK), a rotation direction setting signal (CWB), an IC internal reset signal (RESET), and an origin restart signal (RETURN) are generated and output to the driver (12).

【0014】ドライバ(12)は、駆動制御部の一例で
あって、ステッピングモーター(SM)を構成する第1
〜第4のコイル(L1〜L4)に電流を供給/非供給し
てステッピングモーター(SM)を駆動し、かつステッ
ピングモーター(SM)の位置状態を示す相信号(MO
1,MO2)を生成してCPU(11)に出力する回路
である。
The driver (12) is an example of a drive controller and is a first stepping motor (SM).
-A phase signal (MO) indicating the position state of the stepping motor (SM) by supplying / non-supplying current to the fourth coil (L1 to L4) to drive the stepping motor (SM)
1, MO2) and outputs it to the CPU (11).

【0015】その構成は、図2に示すように、立上げ検
出回路(14),信号生成部(12B)及び駆動部(1
2C)からなる。立上げ検出回路(14)は、ノイズ除
去部(12A)の一例であって、4段のフリップフロッ
プ回路からなり、原点再起動信号(RETURN),モーター
回転数指定(CLK)の立上げ時に、“0011”まで
はその信号を遅延させて出力しないことにより、元の信
号のノイズをキャンセルする回路である。
As shown in FIG. 2, the structure is such that the start-up detection circuit (14), the signal generation section (12B) and the drive section (1).
2C). The start-up detection circuit (14) is an example of the noise removal unit (12A), and is composed of four-stage flip-flop circuits, and when the origin restart signal (RETURN) and the motor rotation number designation (CLK) are started up, It is a circuit that cancels the noise of the original signal by delaying and outputting the signal up to "0011".

【0016】信号生成部(12B)は、アップダウンカ
ウンタ(15)と、相信号生成部(17)とからなり、
回転数指定クロック(CLK)に基づいて、相信号(M
O1,MO2)と駆動信号(DS)の一例である駆動制
御信号(A,B,AB,BB)とを生成するものであ
る。アップダウンカウンタ(15)は、回転数指定クロ
ック(CLK)のパルス数をカウントしたカウント信号
(KS)を基準信号生成回路(18)と相信号生成部
(17)に出力する回路である。
The signal generator (12B) comprises an up / down counter (15) and a phase signal generator (17).
Based on the rotation speed designation clock (CLK), the phase signal (M
O1, MO2) and drive control signals (A, B, AB, BB), which are an example of drive signals (DS), are generated. The up / down counter (15) is a circuit that outputs a count signal (KS) that counts the number of pulses of the rotation speed designation clock (CLK) to the reference signal generation circuit (18) and the phase signal generation unit (17).

【0017】相信号生成部(17)は、分周された基準
クロック(CK),PWM信号(PS)及びカウント信
号(KS)に基づいて、パワーMOSFET(F1〜F
4)に駆動信号(DS)の一例である駆動制御信号
(A,B,AB,BB)と、相信号(MO1,MO2)
を生成して出力する回路である。駆動部(12C)は、
駆動制御信号(A,B,AB,BB)に基づいて、ステ
ッピングモーター(SM)を構成するコイル(L1〜L
4)に電流を供給/非供給することによりステッピング
モーター(SM)をマイクロステップ駆動するものであ
って、PWM回路(16)と基準信号生成回路(18)
とD/Aコンバータ(19A,19B)と、コンパレー
タ(20A,20B)と、パワーMOSFET(F1〜
F4)とクロック発生回路(21)と、分周回路(2
2)と、モード設定(13)とからなる。
The phase signal generator (17) supplies power MOSFETs (F1 to F) based on the divided reference clock (CK), PWM signal (PS) and count signal (KS).
4) Drive control signals (A, B, AB, BB) which are examples of drive signals (DS) and phase signals (MO1, MO2)
Is a circuit for generating and outputting. The drive unit (12C)
Based on the drive control signals (A, B, AB, BB), the coils (L1 to L) forming the stepping motor (SM)
A stepping motor (SM) is micro-step-driven by supplying / not supplying a current to 4), and a PWM circuit (16) and a reference signal generation circuit (18)
And D / A converters (19A, 19B), comparators (20A, 20B), and power MOSFETs (F1 to F1).
F4), the clock generation circuit (21), and the frequency division circuit (2
2) and mode setting (13).

【0018】PWM回路(16)は、コンパレータ(2
0A,20B)の出力に追従するようなPWM信号(P
S)を相信号生成部(17)に出力する回路である。基
準信号生成回路(18)は、カウント信号(KS)に基
づいて、D/Aコンバータ(19A,19B)にそれぞ
れ10ビットの基準信号(ST)を出力する回路であ
る。
The PWM circuit (16) includes a comparator (2
0A, 20B) PWM signal (P
S) is output to the phase signal generator (17). The reference signal generation circuit (18) is a circuit that outputs a 10-bit reference signal (ST) to each of the D / A converters (19A, 19B) based on the count signal (KS).

【0019】D/Aコンバータ(19A,19B)は、
基準信号(ST)をディジタル/アナログ変換(以下D
/A変換と称する)して、それぞれA相,B相に対応す
る階段状の擬似正弦波(DAOUT,DBOUT )を生成し、オペ
アンプ(OP1,OP2)を介してコンパレータ(20
A,20B)に出力する回路である。コンパレータ(2
0A,20B)は、オペアンプ(OP1,OP2)を介
して入力される階段状の擬似正弦波(DAOUT,DBOUT )
と、駆動用パワーMOSFET(F3,F4)のドレイ
ン電流が電圧変換された電圧とを比較して、PWM回路
(16)にその比較結果を出力する回路である。
The D / A converter (19A, 19B) is
Digital / analog conversion of reference signal (ST) (hereinafter D
/ A conversion) to generate stepwise pseudo sine waves (DAOUT, DBOUT) corresponding to the A phase and the B phase, respectively, and generate the comparator (20) via the operational amplifiers (OP1, OP2).
A, 20B). Comparator (2
0A, 20B) is a step-like pseudo sine wave (DAOUT, DBOUT) input through the operational amplifier (OP1, OP2).
And a voltage obtained by converting the drain current of the driving power MOSFETs (F3, F4) into a voltage, and outputting the comparison result to the PWM circuit (16).

【0020】パワーMOSFET(F1〜F4)は、ス
テッピングモーター(SM)を構成するコイル(L1〜
L4)にそれぞれ電流を供給/非供給する駆動用のスイ
ッチング素子である。クロック発生回路(21)は、ド
ライバ(12)全体の基準クロック(CK)を生成し、
分周回路(22)に出力する回路である。
The power MOSFETs (F1 to F4) include coils (L1 to L1) which form a stepping motor (SM).
L4) is a switching element for driving which supplies / non-supplies current to each. The clock generation circuit (21) generates a reference clock (CK) for the entire driver (12),
This is a circuit for outputting to the frequency dividing circuit (22).

【0021】分周回路(22)は基準クロック(CK)
を分周してD/Aコンバータ(19A,19B)や相信
号生成部(17)などに出力する回路である。モード設
定回路(13)は、励磁モード信号(M1,M2)に基
づいて前記ステッピングモーター(SM)の励磁モード
を選択して、アップダウンカウンタ(15)に出力する
回路である。
The frequency dividing circuit (22) is a reference clock (CK).
Is a circuit that divides the frequency and outputs it to the D / A converters (19A, 19B) and the phase signal generation unit (17). The mode setting circuit (13) is a circuit that selects the excitation mode of the stepping motor (SM) based on the excitation mode signals (M1, M2) and outputs it to the up / down counter (15).

【0022】以下で、上記の本実施例に係るステッピン
グモーターの駆動回路の動作について説明する。まず、
システム全体の初期設定がなされる。このとき、IC内
部のリセット信号(RESET )により、上記回路内の全て
の回路が初期状態にリセットされる。次に、2ビットの
励磁モード信号(M1,M2)によって励磁モードが2
相,1−2相,W1−2相,2W1−2相の4モードの
いずれにするかが設定され、回転方向設定入力(CW
B)がCPU(11)からドライバ(12)に入力され
て回転方向を決定する。
The operation of the drive circuit for the stepping motor according to this embodiment will be described below. First,
Initial settings for the entire system are made. At this time, a reset signal (RESET) inside the IC resets all the circuits in the circuit to the initial state. Next, the excitation mode is set to 2 by the 2-bit excitation mode signal (M1, M2).
Phase, 1-2 phase, W1-2 phase, or 2W1-2 phase is set, and the rotation direction setting input (CW
B) is input from the CPU (11) to the driver (12) to determine the rotation direction.

【0023】次に、回転数指定クロック(CLK)が入
力され、立上げ検出回路(14)に入力され、ここで回
転数指定クロック(CLK)に乗ったノイズが除去され
てアップダウンカウンタ(15)に入力される。同時に
回転方向設定信号(CWB)と励磁モード信号(M1,
M2)とがアップダウンカウンタ(15)に入力され
る。
Next, the rotation speed designation clock (CLK) is input and input to the start-up detection circuit (14), where the noise on the rotation speed designation clock (CLK) is removed and the up / down counter (15). ) Is entered. At the same time, the rotation direction setting signal (CWB) and the excitation mode signal (M1,
And M2) are input to the up / down counter (15).

【0024】次いで、立上げ検出回路(14)によって
回転数指定クロック(CLK)の立ち上げ時のノイズが
除去される。すなわち、回転数指定クロック(CLK)
は、立上げ検出回路(14)を構成する4段のフリップ
フロップによって遅延されて、クロック数が最初から
“0011”を越えるまでは立上げ検出回路(14)か
ら出力されない。
Next, the rise detection circuit (14) removes noise when the rotation number designation clock (CLK) rises. That is, the rotation speed designation clock (CLK)
Is delayed by the four-stage flip-flops forming the rise detection circuit (14) and is not output from the rise detection circuit (14) until the number of clocks exceeds "0011" from the beginning.

【0025】実際、立ち上げ時に発生するノイズは、当
初からクロック数が“0011”未満の範囲で発生し、
これ以上大きい時間帯にわたるノイズが発生することは
まず考えられないので、この遅延により、回転数指定ク
ロック(CLK)のノイズの除去がなされることにな
る。次いで、上述のように立上げ検出回路(14)によ
ってノイズ除去がなされた回転数指定クロック(CL
K)がクロック発生回路(21)からの基準クロック
(CK)に同期してアップダウンカウンタ(15)によ
ってカウントされ、そのカウント結果が基準信号生成回
路(18)、相信号生成部(17)に出力される。
Actually, the noise generated at the time of startup is generated in the range where the clock number is less than "0011" from the beginning,
Since it is unlikely that noise will be generated over a larger time zone than this, this delay removes noise of the rotation speed designation clock (CLK). Next, the rotation speed designation clock (CL) from which noise has been removed by the startup detection circuit (14) as described above.
K) is counted by the up / down counter (15) in synchronization with the reference clock (CK) from the clock generation circuit (21), and the count result is stored in the reference signal generation circuit (18) and the phase signal generation unit (17). Is output.

【0026】次に、カウンタからなる基準信号生成回路
(18)へ、アップダウンカウンタ(15)の出力信号
がカウントされ、のちに階段状の擬似正弦波を生成する
もとになる10ビットの基準信号(ST)が、D/Aコ
ンバータ(19A,19B)に入力される。次いで基準
信号生成回路(18)の基準信号(ST)がD/Aコン
バータ(19A,19B)によってD/A変換され、階
段状の擬似正弦波(DAOUT,DBOUT )が生成される。
Next, the output signal of the up / down counter (15) is counted by the reference signal generation circuit (18) composed of a counter, and the 10-bit reference which is the basis for generating the stepwise pseudo sine wave later. The signal (ST) is input to the D / A converters (19A, 19B). Next, the reference signal (ST) of the reference signal generation circuit (18) is D / A converted by the D / A converters (19A, 19B) to generate a stepped pseudo sine wave (DAOUT, DBOUT).

【0027】この擬似正弦波(DAOUT,DBOUT )はD/A
コンバータ(19A,19B)に接続されるオペアンプ
(OP1,OP2)によってインピーダンス整合され、
コンパレータ(20A,20B)の反転入力部(−)に
出力される。コンパレータ(20A,20B)の非反転
入力部(+)は、ステッピングモーター(SM)を駆動
するパワーMOSFET(F3,F4)のドレインに接
続されており、これらのドレイン電流とオペアンプ(O
P1,OP2)からの出力信号とがコンパレータ(20
A,20B)によって比較処理され、コンパレータ(2
0A,20B)の出力パルスの立ち上がりエッジがPW
M回路(16)に入力され、PWM回路(16)からP
WM変調されたコンパレータ(20A,20B)の出力
信号が相信号生成部(17)に出力される。
This pseudo sine wave (DAOUT, DBOUT) is D / A
Impedance matching is performed by operational amplifiers (OP1, OP2) connected to the converters (19A, 19B),
It is output to the inverting input unit (-) of the comparator (20A, 20B). The non-inverting input section (+) of the comparators (20A, 20B) is connected to the drains of the power MOSFETs (F3, F4) that drive the stepping motor (SM), and these drain currents and the operational amplifier (O
The output signal from P1, OP2) is compared with the comparator (20
A, 20B) and the comparator (2
0A, 20B) output pulse rising edge is PW
It is input to the M circuit (16), and the PWM circuit (16) outputs P
The WM-modulated output signals of the comparators (20A, 20B) are output to the phase signal generator (17).

【0028】その後、相信号生成部(17)によってア
ップダウンカウンタ(15)からの出力であるカウント
信号(KS)に基づき、クロック発生回路(21)から
の基準クロック(CK)に同期して、ステッピングモー
ター(SM)を駆動するためのパワーMOSFET(F
1〜F4)を駆動する信号(A,B,AB,BB)がパ
ワーMOSFET(F1〜F4)に出力されることによ
り、モーターがCPUの命令に応じた駆動を開始する。
Thereafter, the phase signal generator (17) synchronizes with the reference clock (CK) from the clock generator (21) based on the count signal (KS) output from the up / down counter (15), Power MOSFET (F for driving stepping motor (SM)
The signals (A, B, AB, BB) for driving (1 to F4) are output to the power MOSFETs (F1 to F4), so that the motor starts driving according to the instruction of the CPU.

【0029】さらに、相信号生成部(17)によってモ
ーターが実際に図7の相状態遷移図のどの相(A,B,
AB,BB)にあるかを示す信号である2ビットの相信
号(MO1,MO2)が生成され、CPU(11)に入
力される。例えば、予め相信号(MO1,MO2)を、
Further, the phase signal generator (17) allows the motor to actually determine which phase (A, B,
A 2-bit phase signal (MO1, MO2), which is a signal indicating whether it is in AB, BB), is generated and input to the CPU (11). For example, the phase signals (MO1, MO2) are

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】というように設定することにより、MO1
が“1”でMO2が“0”のときには、ステッピングモ
ーター(SM)がA相にいるというように、CPU(1
1)はステッピングモーター(SM)が図7のA相,B
相,AB相,BB相のどの相にいるかを相信号(MO
1,MO2)により確認することができる。これによ
り、仮にステッピングモーター(SM)が正常な動作を
しておらず、本来あるべき相にいないような場合には、
CPU(11)がステッピングモーター(SM)を正常
な位置に戻すように制御することが可能になる。
By setting as follows, MO1
When "1" is and MO2 is "0", the stepping motor (SM) is in the A phase and the CPU (1
1) The stepping motor (SM) is the phase A, B of FIG.
Phase signal (MO phase, AB phase, BB phase)
1, MO2). As a result, if the stepping motor (SM) is not operating normally and is not in the phase it should be,
It becomes possible for the CPU (11) to control the stepping motor (SM) to return it to the normal position.

【0032】以下で、上述の回路動作による実際のモー
ターの駆動状況を、図3のタイミングチャート及び図7
の相状態遷移図を参照しながら説明する。なお、図3に
示すモードは2W1−2相の励磁モードであって、M1
=M2=1である。リセット信号(RESET )の立ち上が
りに同期して、相信号生成部(17)によって、駆動制
御信号(A,B,AB,BB)及び2ビットの相信号
(MO1,MO2)が生成される。このとき、回転方向
設定入力(CWB)はローレベル(以下“0”と称す
る)であるので、図7により、このモーターはこの間左
回りに回転することになる。
Below, the actual driving condition of the motor by the above-mentioned circuit operation is shown in the timing chart of FIG.
This will be described with reference to the phase state transition diagram of FIG. The mode shown in FIG. 3 is a 2W1-2 phase excitation mode, and M1
= M2 = 1. In synchronization with the rising edge of the reset signal (RESET), the phase signal generator (17) generates the drive control signals (A, B, AB, BB) and the 2-bit phase signals (MO1, MO2). At this time, since the rotation direction setting input (CWB) is at a low level (hereinafter referred to as "0"), this motor rotates counterclockwise during this period according to FIG.

【0033】最初、駆動制御信号(A,BB)がハイレ
ベル(以下“1”と称する)であって、駆動制御信号
(AB,B)が“0”であるので、MOSFET(F
1,F4)がONされて、コイル(L1,L4)に電流
が流れる。このとき、相信号(MO1)と相信号(MO
2)はともに“1”であるので、表1により、モーター
は現在BB相にいるということがわかり、CPU(1
1)もそれを認識する事が出来る。
First, since the drive control signals (A, BB) are at a high level (hereinafter referred to as "1") and the drive control signals (AB, B) are "0", the MOSFET (F
1, F4) is turned on, and a current flows through the coils (L1, L4). At this time, the phase signal (MO1) and the phase signal (MO
Since both 2) are "1", it can be seen from Table 1 that the motor is currently in the BB phase, and the CPU (1
1) can also recognize it.

【0034】次に、駆動制御信号(A,B)が“1”で
あって、駆動制御信号(AB,BB)が“0”であるの
で、MOSFET(F1,F2)がONされて、コイル
(L1,L2)に電流が流れる。このとき、相信号(M
O1)が“1”であって相信号(MO2)が“0”であ
るので、表1により、モーターは現在A相にいるという
ことがわかり、CPU(11)もそれを認識する事が出
来る。
Next, since the drive control signals (A, B) are "1" and the drive control signals (AB, BB) are "0", the MOSFETs (F1, F2) are turned on and the coils are turned on. A current flows through (L1, L2). At this time, the phase signal (M
Since O1) is "1" and the phase signal (MO2) is "0", it can be seen from Table 1 that the motor is currently in phase A, and the CPU (11) can also recognize it. .

【0035】次いで、駆動制御信号(AB,B)が
“1”であって、駆動制御信号(A,BB)が“0”で
あるので、MOSFET(F2,F3)がONされて、
コイル(L2,L3)に電流が流れる。このとき、相信
号(MO1)が“0”であって相信号(MO2)が
“1”であるので、表1により、モーターは現在B相に
いるということがわかり、CPU(11)もそれを認識
する事が出来る。
Next, since the drive control signals (AB, B) are "1" and the drive control signals (A, BB) are "0", the MOSFETs (F2, F3) are turned on,
A current flows through the coils (L2, L3). At this time, since the phase signal (MO1) is "0" and the phase signal (MO2) is "1", it can be seen from Table 1 that the motor is currently in the B phase, and the CPU (11) also Can be recognized.

【0036】次に、駆動制御信号(AB,BB)が
“1”であって、駆動制御信号(A,B)が“0”であ
るので、MOSFET(F3,F4)がONされて、コ
イル(L3,L4)に電流が流れる。このとき、相信号
(MO1)がともに“0”であるので、表1により、モ
ーターは現在AB相にいるということがわかり、CPU
(11)もそれを認識する事が出来る。
Next, since the drive control signals (AB, BB) are "1" and the drive control signals (A, B) are "0", the MOSFETs (F3, F4) are turned on and the coils are turned on. A current flows through (L3, L4). At this time, since the phase signals (MO1) are both “0”, it can be seen from Table 1 that the motor is currently in the AB phase.
(11) can also recognize it.

【0037】以上のように、モーターが現在どの相にい
るかを、相信号(MO1,MO2)によってCPU(1
1)が認識する事が出来るので、実際にモーターがいる
べき位置と違うところにモーターがいたような場合で
も、それを修正するような命令をCPU(11)から出
力して、正しくモーターを駆動制御することが可能にな
る。
As described above, which phase the motor is currently in is determined by the phase signals (MO1, MO2) from the CPU (1
Since 1) can recognize, even if the motor is in a position different from the actual position of the motor, the CPU (11) outputs a command to correct it and drives the motor correctly. It becomes possible to control.

【0038】なお、図4に示すW1−2相の励磁モー
ド,図5に示す1−2相の励磁モード及び図6に示す2
相の励磁モードにおける動作は、基本的には図3の2W
1−2相の励磁モードと同様なので、説明を省略する。
以上説明したように、本発明の実施例に係るステッピン
グモーターの駆動回路によれば、図2に示すようにCP
U(11)と、ドライバ(12)とを具備している。
The W1-2 phase excitation mode shown in FIG. 4, the 1-2 phase excitation mode shown in FIG. 5, and the two shown in FIG.
The operation in the phase excitation mode is basically 2W in FIG.
Since it is the same as the 1-2 phase excitation mode, description thereof will be omitted.
As described above, according to the driving circuit of the stepping motor in the embodiment of the present invention, as shown in FIG.
It comprises a U (11) and a driver (12).

【0039】すなわち、CPU(11)によってステッ
ピングモーター(SM)の制御命令信号(SS)の一例
である励磁モード信号(M1,M2),回転数指定クロ
ック(CLK),回転方向設定信号(CWB)及びリセ
ット信号(RESET )が出力され、これらの信号に基づい
てステッピングモーター(SM)の駆動制御信号(A,
B,AB,BB)がドライバ(12)内の相信号生成部
(17)で生成されてステッピングモーター(SM)に
出力され、同時にステッピングモーター(SM)の状態
を示す相(MO)がドライバ(12)で生成されてCP
U(11)に帰還されている。
That is, the excitation mode signals (M1, M2) which are examples of the control command signal (SS) of the stepping motor (SM) by the CPU (11), the rotation speed designation clock (CLK), and the rotation direction setting signal (CWB). And a reset signal (RESET) are output, and based on these signals, drive control signals (A,
B, AB, BB) are generated by the phase signal generation unit (17) in the driver (12) and output to the stepping motor (SM), and at the same time, the phase (MO) indicating the state of the stepping motor (SM) is output to the driver (MO). 12) CP generated
Returned to U (11).

【0040】このため、CPUから出力される制御パル
スをカウントするなどして、ステッピングモーターの実
際の位置状態を検出したことにしていた従来と異なり、
ステッピングモーター(SM)が実際にどの相にいるか
といった状態を示す相信号(MO1,MO2)がドライ
バ(12)からCPU(11)に帰還されているので、
それに応じた駆動制御をすることができ、モーターの実
際の動作状態に即した高精度、高信頼性のマイクロステ
ップ駆動をすることが可能になる。
Therefore, unlike the conventional case in which the actual position state of the stepping motor is detected by counting the control pulses output from the CPU,
Since the phase signals (MO1, MO2) indicating the state of which the stepping motor (SM) is actually in are fed back from the driver (12) to the CPU (11),
The drive control can be performed accordingly, and it becomes possible to perform highly accurate and highly reliable micro step drive in accordance with the actual operating state of the motor.

【0041】なお、本実施例では2相のステッピングモ
ーターのマイクロステップ駆動について説明したが、本
発明はこれに限らず、例えば4相,もしくは8相のステ
ッピングモーターについても、現在2ビットの相信号
(MO1,MO2)を4ビットや8ビットにすることに
より、対応することができる。
In this embodiment, the micro-step driving of the two-phase stepping motor has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, for a four-phase or eight-phase stepping motor, a 2-bit phase signal is currently used. This can be dealt with by setting (MO1, MO2) to 4 bits or 8 bits.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るステ
ッピングモーターの駆動回路によれば、中央演算処理部
(11)と、駆動制御部(12)とを具備しているの
で、CPUから出力していた制御パルスをカウントする
などして、ステッピングモーターの実際の位置状態を検
出したことにしていた従来と異なり、ステッピングモー
ター(SM)の実際の状態に即した駆動制御をすること
ができ、モーターの実際の動作状態に即した、高精度、
高信頼性のステッピングモーターの駆動をすることが可
能になる。。
As described above, the drive circuit for the stepping motor according to the present invention includes the central processing unit (11) and the drive control unit (12). Unlike the conventional method in which the actual position state of the stepping motor was detected by counting the control pulses that were being performed, drive control can be performed according to the actual state of the stepping motor (SM). High accuracy, which matches the actual operating state of the motor
It becomes possible to drive a highly reliable stepping motor. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るステッピングモーターの駆動回路
の原理図である。
FIG. 1 is a principle diagram of a drive circuit of a stepping motor according to the present invention.

【図2】本発明の実施例に係るステッピングモーターの
駆動回路の回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a drive circuit for a stepping motor according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例に係るステッピングモーターの
駆動回路の動作を説明する第1のタイミングチャートで
ある。
FIG. 3 is a first timing chart explaining the operation of the drive circuit of the stepping motor according to the embodiment of the invention.

【図4】本発明の実施例に係るステッピングモーターの
駆動回路の動作を説明する第2のタイミングチャートで
ある。
FIG. 4 is a second timing chart illustrating the operation of the stepping motor drive circuit according to the embodiment of the invention.

【図5】本発明の実施例に係るステッピングモーターの
駆動回路の動作を説明する第3のタイミングチャートで
ある。
FIG. 5 is a third timing chart explaining the operation of the stepping motor drive circuit according to the embodiment of the invention.

【図6】本発明の実施例に係るステッピングモーターの
駆動回路の動作を説明する第4のタイミングチャートで
ある。
FIG. 6 is a fourth timing chart explaining the operation of the stepping motor drive circuit according to the embodiment of the invention.

【図7】ステッピングモーターのマイクロステップ駆動
の励磁モードと相状態を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an excitation mode and a phase state of microstep driving of a stepping motor.

【図8】従来例に係るステッピングモーターの駆動回路
の回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram of a drive circuit of a stepping motor according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(11) CPU(中央演算処理部) (12) ドライバ(駆動制御部) (12A)ノイズ除去部 (12B)信号生成部 (12C)駆動部 (13) モード設定部 (14) 立上げ検出回路 (15) アップダウンカウンタ (16) PWM回路 (17) 相信号生成部 (18) 基準信号生成回路 (19A) D/Aコンバータ (19B) D/Aコンバータ (20A) コンパレータ (20B) コンパレータ (21) クロック発生回路 (22) 分周回路 (SM) ステッピングモーター (F1〜F4) パワーMOSFET (L1〜L4) コイル (A,B,AB,BB) 駆動制御信号 (DS) 駆動信号 (CK) 基準クロック (KS) カウント信号 (PS) PWM信号 (ST) 基準信号 (DAOUT,DBOUT ) 擬似正弦波 (M1,M2) 励磁モード信号 (CLK) 回転数指定クロック (CWB) 回転方向設定信号 (RESET ) リセット信号 (RETURN) 原点再起動信号 (MO1,MO2) 相信号 (11) CPU (Central Processing Unit) (12) Driver (Drive Control Unit) (12A) Noise Removal Unit (12B) Signal Generation Unit (12C) Drive Unit (13) Mode Setting Unit (14) Start-up Detection Circuit ( 15) Up-down counter (16) PWM circuit (17) Phase signal generator (18) Reference signal generator (19A) D / A converter (19B) D / A converter (20A) Comparator (20B) Comparator (21) Clock Generating circuit (22) Dividing circuit (SM) Stepping motor (F1 to F4) Power MOSFET (L1 to L4) Coil (A, B, AB, BB) Drive control signal (DS) Drive signal (CK) Reference clock (KS) ) Count signal (PS) PWM signal (ST) Reference signal (DAOUT, DBOUT) Pseudo sine wave (M1, M2) Excitation Mode signal (CLK) Rotation speed designation clock (CWB) Rotation direction setting signal (RESET) Reset signal (RETURN) Origin restart signal (MO1, MO2) Phase signal

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ステッピングモーター(SM)の制御命
令信号(SS)を出力する中央演算処理部(11)と、 前記制御命令信号(SS)に基づいて前記ステッピング
モーター(SM)の駆動をし、かつ前記ステッピングモ
ーター(SM)がどの相にあるかという位置状態を示す
相信号(MO)を生成して前記中央演算処理部(11)
に帰還させる駆動制御部(12)とを具備することを特
徴とするステッピングモーターの駆動回路。
1. A central processing unit (11) for outputting a control command signal (SS) of a stepping motor (SM), and driving the stepping motor (SM) based on the control command signal (SS), Further, the central processing unit (11) generates a phase signal (MO) indicating a position state indicating which phase the stepping motor (SM) is in.
A drive circuit for a stepping motor, comprising:
【請求項2】 ステッピングモーター(SM)の制御命
令信号(SS)を出力する中央演算処理部(11)と、 前記制御命令信号(SS)に基づいて前記ステッピング
モーター(SM)の駆動をし、かつ前記ステッピングモ
ーター(SM)がどの相にあるかという位置状態を示す
相信号(MO)を生成して前記中央演算処理部(11)
に帰還させる駆動制御部(12)とを具備し、 前記駆動制御部(12)は、前記制御命令信号(SS)
のノイズを除去するノイズ除去部(12A)と、 ノイズが除去された前記制御命令信号(SS)に基づい
て、前記駆動信号(DS)及び前記相信号(MO)とを
生成する信号生成部(12B)と、 前記駆動信号(DS)に基づいて前記ステッピングモー
ター(SM)を駆動する駆動部(12C)とからなるこ
とを特徴とするステッピングモーターの駆動回路。
2. A central processing unit (11) for outputting a control command signal (SS) of a stepping motor (SM), and driving the stepping motor (SM) based on the control command signal (SS), Further, the central processing unit (11) generates a phase signal (MO) indicating a position state indicating which phase the stepping motor (SM) is in.
And a drive control unit (12) for returning the control command signal (SS) to the drive control unit (12).
A noise removing unit (12A) for removing the noise of the signal generator, and a signal generating unit (12A) for generating the drive signal (DS) and the phase signal (MO) based on the control command signal (SS) from which the noise is removed 12B) and a drive unit (12C) for driving the stepping motor (SM) based on the drive signal (DS), a stepping motor drive circuit.
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