RU2729322C1

RU2729322C1 - Device for stepper motor control

Info

Publication number: RU2729322C1
Application number: RU2019133258A
Authority: RU
Inventors: Ефим Матвеевич Гендельман; Сергей Владимирович Гордеев; Татьяна Петровна Будина; Владимир Валерьевич Лаптев
Priority date: 2019-10-21
Filing date: 2019-10-21
Publication date: 2020-08-06

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: step motor control device contains four majority elements and three channels, in each of which there are two AND elements, OR element, NOT element, unit of steps formation. Each channel is provided with a galvanic decoupling device, and the step-forming unit includes two majority elements, a multiplexer, two flip-flops, six AND-NOT elements, wherein respective connections between the elements and circuit nodes are provided.

EFFECT: technical result is high noise-immunity and reliability, enabling performance of channel-by-channel checks in the system.

1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к цифровым устройствам управления шаговыми моторами.The invention relates to computer technology, namely to digital control devices for stepper motors.

Известно устройство управления шаговым мотором SU №1684779, содержащее четыре мажоритарных элемента и в каждом из трех каналов - элемент «НЕ», восемь элементов «И», три элемента задержки, блок формирования шагов, мажоритарный элемент, триггер и элемент «ИЛИ».Known stepping motor control device SU No. 1684779, containing four majority elements and in each of the three channels - an element "NOT", eight elements "AND", three elements of the delay, a block for generating steps, a majority element, a trigger and an element "OR".

В этом устройстве обеспечивается возможность подсинхронизации «сбившегося» канала при одиночных сбоях. Однако эта процедура осуществляется только при запитке первой и второй обмоток шагового мотора.This device provides the ability to sub-sync a "lost" channel in case of single failures. However, this procedure is carried out only when the first and second windings of the stepper motor are powered.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению, является устройство для управления шаговым мотором SU №1746362, содержащее четыре мажоритарных элемента и в каждом их трех каналов элемент «НЕ», два элемента «И», элемент задержки, элемент «ИЛИ» и блок формирования шагов, включающий в себя двенадцать элементов «И», шесть элементов «ИЛИ» и четыре триггера.The closest to the proposed invention is a device for controlling a stepping motor SU No. 1746362, containing four majority elements and in each of their three channels an "NOT" element, two "AND" elements, a delay element, an "OR" element and a step formation block, including in itself twelve elements "AND", six elements "OR" and four triggers.

Это устройство обладает большей помехозащищенностью, так как подсинхронизация «сбившегося» канала осуществляется после каждого шага. Однако она также невелика, так как время между шагами может быть достаточно большим. Кроме того, для подсинхронизации используются выходные мажоритарные элементы, которые должны быть выполнены на той же элементной базе, что и остальные узлы устройства, то есть на логических элементах, источник питания которых, гальванически развязан от источника питания шагового мотора. То есть для сопряжения с шаговым мотором дополнительно требуется устройство гальванической развязки и усилитель, обеспечивающий коммутацию токов в обмотках. Отсутствие гальванической развязки и усилителя приводят к снижению надежности устройства.This device has a higher noise immunity, since the "lost" channel is sub-synchronized after each step. However, it is also small, since the time between steps can be quite long. In addition, for subsynchronization, output majority elements are used, which must be made on the same element base as the other nodes of the device, that is, on logical elements, the power supply of which is galvanically isolated from the power supply of the stepper motor. That is, to interface with a stepper motor, an additional galvanic isolation device and an amplifier are required to switch the currents in the windings. The lack of galvanic isolation and amplifier leads to a decrease in the reliability of the device.

Кроме того, в прототипе нет защиты от одновременного сбоя в двух или трех каналах. Наличие в прототипе синхронизации "сбившегося" канала, не позволяет использовать режим поканального обмена для проверки сопряжения с шаговым мотором в составе системы управления, когда поочередно в два канала задается определенное количество шагов, а в третий ноль. Но так как канал с количеством шагов ноль восстанавливает свое состояние относительно состояния двух других, проверка сопряжения с шаговым мотором невозможна без отключения питания в соответствующем канале.In addition, the prototype has no protection against simultaneous failure in two or three channels. The presence of a "lost" channel in the synchronization prototype does not allow using the channel-by-channel exchange mode to check the interface with a stepper motor as part of the control system, when a certain number of steps is set in two channels in turn, and zero in the third. But since the channel with the number of steps is zero restores its state relative to the state of the other two, checking the pairing with the stepper motor is impossible without turning off the power in the corresponding channel.

Задачей настоящего изобретения является повышение помехозащищенности и надежности за счет восстановления состояния схемы как при сбое в одном канале, так и в нескольких каналах, с возможностью проведения поканальных проверок в составе системы.The objective of the present invention is to improve noise immunity and reliability by restoring the state of the circuit both in case of failure in one channel, and in several channels, with the possibility of performing channel-by-channel checks as part of the system.

Задача достигается тем, что в устройство управления шаговым мотором, содержащее четыре мажоритарных элемента и три канала, в каждом из которых: два элемента «И», элемент «ИЛИ», элемент «НЕ», блок формирования шагов, введены в каждый канал: устройство гальванической развязки, а в блок формирования шагов включены два мажоритарных элемента, мультиплексор, два триггера, шесть элементов «И-НЕ», при этом обеспечены соответствующие связи между элементами и узлами схемы.The task is achieved by the fact that in the stepper motor control device, containing four majority elements and three channels, in each of which: two “AND” elements, an “OR” element, an “NOT” element, a step formation block are introduced into each channel: galvanic isolation, and the step formation block includes two majority elements, a multiplexer, two flip-flops, six "AND-NOT" elements, while providing appropriate connections between the elements and nodes of the circuit.

На Фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на Фиг. 2 - функциональная схема блока формирования шагов, где:FIG. 1 is a block diagram of the device; FIG. 2 - functional diagram of the step formation block, where:

1-4 обозначены соответственно первый - четвертый мажоритарные элементы,1-4, respectively, the first - fourth majority elements are designated,

5 - элемент «НЕ»,5 - "NOT" element,

6, 7 - первый и второй элементы «И»,6, 7 - the first and second elements "And",

8 - первый элемент «ИЛИ»,8 - the first element "OR",

9 - блок формирования шагов (БФШ),9 - step formation block (BFSH),

10 - устройство гальванической развязки,10 - device for galvanic isolation,

11-23 - первый-тринадцатый входы каналов устройства,11-23 - the first-thirteenth inputs of the device channels,

24-27 - первый-четвертый выходы устройства,24-27 - the first to fourth outputs of the device,

28, 29 - пятый и шестой выходы канала,28, 29 - fifth and sixth channel outputs,

30-45 - первый-шестнадцатый входы блока 9,30-45 - the first-sixteenth inputs of block 9,

46-53 - первый-восьмой выходы блока 9,46-53 - the first-eighth outputs of block 9,

54-65 - третий-четырнадцатый элементы «И»,54-65 - the third-fourteenth elements of "I",

66-71 - второй-седьмой элементы «ИЛИ»,66-71 - the second-seventh elements "OR",

72-77 - первый-шестой триггеры,72-77 - first to sixth triggers,

78, 79 - пятый и шестой мажоритарные элементы,78, 79 - the fifth and sixth majority elements,

80 - мультиплексор,80 - multiplexer,

81-86 - первый-шестой элементы «И-НЕ»,81-86 - the first-sixth elements "NAND",

87-176 - входы и выходы элементов, входящих в устройство.87-176 - inputs and outputs of elements included in the device.

Устройство управления шаговым мотором, содержит следующие элементы и связи: первый-четвертый мажоритарные элементы 1-4, выходы которых подключены соответственно к первому 24 - четвертому 27 выходам устройства. В каждом из трех каналов содержатся первый 6 и второй 7 элементы «И», первый элемент 8 «ИЛИ», и элемент 5 «НЕ», а также БФШ 9. При этом первый 11 (знаковый) вход канала связан с первым 87 входом первого 6 элемента «И» и через элемент 5 «НЕ» - с первым входом 88 второго 7 элемента «И», второй вход 89 которого соединен со вторым входом 90 первого 6 элемента «И» и вторым 12 (шаговым) входом канала. Третий 13 (начального сброса) и четвертый 14 (обнуления) входы канала подключены соответственно к первому 91 и второму 92 входам первого элемента 8 «ИЛИ». Первый 30 - третий 32 входы блока 9 соединены соответственно с выходами первого 6, второго 7 элементов «И», и первого элемента 8 «ИЛИ». В каждом БФШ 9 первый его вход 30 подключен к первым входам 93-96 соответственно, третьего 54, пятого 56, седьмого 58 и девятого 60 элементов «И», второй вход 31 - к первым входам 97-100 соответственно, четвертого 55, шестого 57, восьмого 59 и десятого 61 элементов «И». Выходы третьего 54, пятого 56, седьмого 58 и девятого 60 элементов «И» в каждом канале подключены к первым входам 101-104 соответственно, второго 66 - пятого 69 элементов «ИЛИ», выходы четвертого 55, шестого 57, восьмого 59, десятого 61 элементов «И» - соответственно ко вторым входам 105-108 соответственно, второго 66 - пятого 69 элементов «ИЛИ». Выходы второго 66 и четвертого 68 элементов «ИЛИ» связаны с первыми входами 109, 110 соответственно, шестого 70 и седьмого 71 элементов «ИЛИ», вторые входы 111, 112 шестого 70 и седьмого 71 элементов «ИЛИ» соединены с третьим 32, входом блока 9. Выходы третьего 67 и пятого 69 элементов «ИЛИ» в каждом канале связаны соответственно с S входом первого 72 и второго 73 триггера, выходы шестого 70 и седьмого 71 элементов «ИЛИ» - соответственно с R входом первого 72 и второго 73 триггера, прямые выходы которых подключены соответственно к первым 113 входам одиннадцатого 62 и 114 тринадцатого 64 элементов «И», а инверсные выходы - соответственно к первому 115 входу двенадцатого 63 и 116 четырнадцатого 65 элементов «И». Вторые входы 117-120 одиннадцатого 62 - четырнадцатого 65 элементов «И» связаны между собой и с четвертым 33 (первым тактовым) входом блока 9. Выходы одиннадцатого 62 и тринадцатого 64 элементов «И» соединены соответственно с R входом третьего 74 и четвертого 75 триггеров. Выходы двенадцатого 63 и четырнадцатого 65 элементов «И» - соответственно с S входом третьего 74 и четвертого 75 триггеров. Прямой выход третьего 74 триггера подключен ко второму входу 121 восьмого 59 и 122 девятого 60 элементов «И». Инверсный выход третьего триггера 74 связан со вторым входом 123 седьмого 58 и 124 десятого 61 элементов «И», прямой выход четвертого 75 триггера - с вторым 125 входом третьего 54 и 126 шестого 57 элементов «И». Инверсный выход четвертого 75 триггера подключен ко второму 127 входу четвертого 55 и 128 пятого 56 элементов «И». В каждом канале устройства пятый 15 - тринадцатый 23 его входы подключены соответственно к четвертому 33, пятому 34, десятому 39 - шестнадцатому 45 входам блока 9, первый 46 - четвертый 49 выходы которого связаны соответственно с первым 129 - четвертым 132 входами устройства 10 гальванической развязки. Первые входы 133-136 первого 1 - четвертого 4 мажоритарных элементов соединены соответственно с первым 137 - четвертым 140 выходами устройства 10 гальванической развязки первого канала, вторые входы 141-144 первого 1 - четвертого 4 мажоритарных элементов - соответственно к первым 137 - четвертым 140 выходам устройства 10 второго канала, третьи входы 145-148 первого 1 - четвертого 4 мажоритарных элементов - к первым 137 - четвертым 140 выходам устройства 10 третьего канала. Блоки 9 трех каналов соединены между собой следующим образом: пятый 50 выход первого канала - с седьмым 36 входом второго и шестым 35 входом третьего канала, шестой 51 выход первого канала - с девятым 38 входом второго канала и восьмым 37 входом третьего канала, пятый 50 выход второго канала - с шестым 35 входом первого канала и седьмым 36 входом третьего канала, шестой 51 выход второго канала - с восьмым 37 входом первого канала и девятым 38 входом третьего канала, пятый 50 выход третьего канала - с седьмым 36 входом первого канала и шестым 35 входом второго канала, шестой 51 выход третьего канала с девятым 38 входом первого канала и восьмым 37 входом второго канала. В каждом канале седьмой 52 и восьмой 53 выходы блока 9 подключены соответственно к пятому 28 и шестому 29 выходам устройства, а в каждом блоке 9 четвертый 33 вход связан с входом 149 первого разряда первой группы входов мультиплексора 80, входы второго 150 и третьего 151 разрядов этой группы - соответственно с выходами пятого 78 и шестого 79 мажоритарных элементов, входы первого 152 - третьего 154 разряда второй группы входов мультиплексора 80 - с соответственно пятым 34, одиннадцатым 40, двенадцатым 41 входами блока 9. Выход 155 первого разряда мультиплексора 80 - с С-входами первого 72 и второго 73 триггера, выходы второго 156 и третьего 157 разряда мультиплексора 80 - с соответственно с Д-входами первого 72 и второго 73 триггеров. Вход управления (S) мультиплексора 80 - с десятым 39 входом блока 9, пятый 50 выход которого связан с первым 170 входом первого 81 элемента «И-НЕ», обратным выходом первого 72 триггера и первым 159 входом пятого 78 мажоритарного элемента. Шестой 51 выход блока 9 - с первым 160 входом шестого 79 мажоритарного элемента, обратным выходом второго 73 триггера и первым 171 входом четвертого 84 элемента «И-НЕ». Шестой 35 - девятый 38 входы блока 9 - подключены соответственно ко второму 162 и третьему 163 входу пятого 78 мажоритарного элемента, второму 164 и третьему 165 входу шестого 79 мажоритарного элемента. Прямые выходы третьего 74 и четвертого 75 триггеров - соответственно к первому 166 входу пятого 85 и 167 шестого 86 элементов «И-НЕ», вторые входы 168, 169 которых объединены между собой и с четырнадцатым 43 входом блока 9. Тринадцатый 42 вход блока 9 связан с S-входом пятого 76 триггера, соединенного своим R-входом с третьим 32 входом блока 9 и S-входом шестого 77 триггера. Прямые выходы первого 72 и второго 73 триггеров подключены соответственно к первым 158 входам второго 82 и 161 третьего элементов 83 «И-НЕ». Вторые входы 172-175 первого 81 - четвертого 84 элементов «И-НЕ» объединены между собой и с обратным выходом шестого 77 триггера. Третьи входы 176-179 первого 81 - четвертого 84 элементов соединены между собой и с прямым выходом пятого 76 триггера. Выходы первого 81 - четвертого 84 элементов «И-НЕ» связаны соответственно с первым 46, третьим 48, четвертым 49 и вторым 47 выходами блока 9. Седьмой 52 и восьмой 53 выходы блока соединены соответственно с выходами пятого 85 и шестого 86 элементов «И-НЕ». Пятнадцатый 44 вход блока 9 - с С-входом шестого 77 триггера, а шестнадцатый 45 вход блока 9 соединен с D-входом шестого 77 триггера.The stepper motor control device contains the following elements and connections: the first to fourth majority elements 1-4, the outputs of which are connected, respectively, to the first 24 to the fourth 27 outputs of the device. Each of the three channels contains the first 6 and second 7 elements "AND", the first element 8 "OR", and element 5 "NOT", as well as the BFSH 9. In this case, the first 11 (sign) input of the channel is connected with the first 87 input of the first 6 of the element "AND" and through the element 5 "NOT" - with the first input 88 of the second 7 element "AND", the second input 89 of which is connected to the second input 90 of the first 6 element "AND" and the second 12 (step) input of the channel. The third 13 (initial reset) and the fourth 14 (zeroing) channel inputs are connected, respectively, to the first 91 and the second 92 inputs of the first element 8 "OR". The first 30 - third 32 inputs of block 9 are connected, respectively, with the outputs of the first 6, the second 7 elements "AND", and the first element 8 "OR". In each BFSh 9, its first input 30 is connected to the first inputs 93-96, respectively, the third 54, the fifth 56, the seventh 58 and the ninth 60 elements "I", the second input 31 - to the first inputs 97-100, respectively, the fourth 55, the sixth 57 , eighth 59 and tenth 61 elements "I". The outputs of the third 54, fifth 56, seventh 58 and ninth 60 elements "AND" in each channel are connected to the first inputs 101-104, respectively, the second 66 - fifth 69 elements "OR", outputs of the fourth 55, sixth 57, eighth 59, tenth 61 elements "AND" - respectively to the second inputs 105-108, respectively, the second 66 - the fifth 69 elements "OR". The outputs of the second 66 and fourth 68 elements "OR" are connected to the first inputs 109, 110, respectively, the sixth 70 and the seventh 71 elements "OR", the second inputs 111, 112 of the sixth 70 and the seventh 71 elements "OR" are connected to the third 32, the input of the block 9. The outputs of the third 67 and fifth 69 elements "OR" in each channel are connected, respectively, with the S input of the first 72 and second 73 flip-flops, the outputs of the sixth 70 and seventh 71 elements "OR" - respectively with the R input of the first 72 and second 73 flip-flops, straight lines whose outputs are connected, respectively, to the first 113 inputs of the eleventh 62 and 114 of the thirteenth 64 elements "And", and the inverse outputs, respectively, to the first 115 inputs of the twelfth 63 and 116 of the fourteenth 65 elements "And". The second inputs 117-120 of the eleventh 62 - fourteenth 65 elements "And" are connected with each other and with the fourth 33 (first clock) input of block 9. Outputs of the eleventh 62 and thirteenth 64 elements "And" are connected, respectively, with the R input of the third 74 and fourth 75 flip-flops ... Outputs of the twelfth 63 and fourteenth 65 elements "And" - respectively with the S input of the third 74 and fourth 75 flip-flops. The direct output of the third 74 flip-flop is connected to the second input 121 of the eighth 59 and 122 of the ninth 60 elements "And". The inverse output of the third flip-flop 74 is connected to the second input 123 of the seventh 58 and 124 of the tenth 61 elements "And", the direct output of the fourth 75 flip-flop - with the second 125 input of the third 54 and 126 of the sixth 57 elements "And". The inverse output of the fourth 75 flip-flop is connected to the second 127 input of the fourth 55 and 128 of the fifth 56 elements "And". In each channel of the device, the fifth 15 - thirteenth 23, its inputs are connected, respectively, to the fourth 33, fifth 34, tenth 39 - sixteenth 45 inputs of block 9, the first 46 - fourth 49 outputs of which are connected respectively to the first 129 - fourth 132 inputs of the galvanic isolation device 10. The first inputs 133-136 of the first 1 - fourth 4 majority elements are connected, respectively, with the first 137 - fourth 140 outputs of the device 10 for galvanic isolation of the first channel, the second inputs 141-144 of the first 1 - fourth 4 majority elements - respectively, to the first 137 - fourth 140 outputs of the device 10 of the second channel, the third inputs 145-148 of the first 1 - fourth 4 majority elements - to the first 137 - fourth 140 outputs of the device 10 of the third channel. The blocks 9 of the three channels are interconnected as follows: the fifth 50th output of the first channel - with the seventh 36th input of the second and sixth 35th input of the third channel, the sixth 51st output of the first channel - with the ninth 38th input of the second channel and the eighth 37th input of the third channel, the fifth 50th output second channel - with the sixth 35 inlet of the first channel and the seventh 36 inlet of the third channel, the sixth 51 outlet of the second channel - with the eighth 37 inlet of the first channel and the ninth 38 inlet of the third channel, the fifth 50 outlet of the third channel - with the seventh 36 inlet of the first channel and the sixth 35 inlet of the second channel, the sixth 51 outlet of the third channel with the ninth 38 inlet of the first channel and the eighth 37 inlet of the second channel. In each channel, seventh 52 and eighth 53, the outputs of unit 9 are connected respectively to the fifth 28 and sixth 29 outputs of the device, and in each unit 9 the fourth 33 input is connected to the input 149 of the first bit of the first group of inputs of the multiplexer 80, the inputs of the second 150 and third 151 bits of this groups - respectively with the outputs of the fifth 78 and sixth 79 majority elements, the inputs of the first 152 - third 154 digits of the second group of inputs of the multiplexer 80 - with respectively the fifth 34, eleventh 40, twelfth 41 inputs of block 9. Output 155 of the first bit of the multiplexer 80 - with C- the inputs of the first 72 and second 73 flip-flops, the outputs of the second 156 and third 157 bits of the multiplexer 80 - with, respectively, D-inputs of the first 72 and second 73 flip-flops. The control input (S) of the multiplexer 80 is with the tenth 39th input of block 9, the fifth 50 output of which is connected to the first 170 input of the first 81 "AND-NOT" element, the return output of the first 72 flip-flop and the first 159 input of the fifth 78 majority element. The sixth 51 output of block 9 - with the first 160 input of the sixth 79 majority element, the reverse output of the second 73 flip-flop and the first 171 input of the fourth 84 element "NAND". The sixth 35 - ninth 38 inputs of block 9 are connected, respectively, to the second 162 and third 163 inputs of the fifth 78 majority element, the second 164 and the third 165 inputs of the sixth 79 majority element. Direct outputs of the third 74 and fourth 75 flip-flops - respectively to the first 166 input of the fifth 85 and 167 of the sixth 86 elements "AND-NOT", the second inputs 168, 169 of which are combined with each other and with the fourteenth 43 input of block 9. Thirteenth 42 input of block 9 is connected with the S-input of the fifth flip-flop 76 connected by its R-input with the third 32 input of block 9 and the S-input of the sixth 77 flip-flop. Direct outputs of the first 72 and second 73 flip-flops are connected, respectively, to the first 158 inputs of the second 82 and 161 of the third elements 83 "NAND". The second inputs 172-175 of the first 81 - fourth 84 elements "AND-NOT" are combined with each other and with the return output of the sixth 77 flip-flop. The third inputs 176-179 of the first 81 - fourth 84 elements are connected to each other and to the direct output of the fifth 76 flip-flop. Outputs of the first 81 - fourth 84 elements "AND-NOT" are connected, respectively, with the first 46, third 48, fourth 49 and second 47 outputs of block 9. Seventh 52 and eighth 53 outputs of the block are connected, respectively, with the outputs of the fifth 85 and sixth 86 elements "AND- NOT". The fifteenth 44th input of block 9 is connected to the C-input of the sixth 77th trigger, and the sixteenth 45th input of block 9 is connected to the D-input of the sixth 77th trigger.

Данное устройство управления шаговым мотором является частью преобразователя код - количество импульсов для управления шаговым мотором, входящего в состав управляющего цифрового вычислительного комплекса (ЦВК).This stepper motor control device is a part of the converter code - the number of pulses to control the stepper motor, which is part of the control digital computer complex (CVC).

Устройство работает следующим образом: из контроллера в преобразователь по кодовым шинам данных поступают коды, определяющие направление движения (знак) и количество шагов. На устройство из преобразователя непрерывно на входы 15 и 16 поступают две тактовые последовательности сигналов с частотой 500 кГц (Т1 и Т3). На входы 13 и 14 поступают команды «Начальный сброс», формируемая после включения питания, и «Обнуление», формируемая программно, которые используются для приведения схемы в исходное состояние. На входы 17, 20, 21, 22 из преобразователя поступают дешифрированные команды «Запись состояния», «Запись», «Опрос», «Блокировка».The device works as follows: codes that determine the direction of movement (sign) and the number of steps are received from the controller to the converter via the code data buses. From the converter to the device, two clock sequences of signals with a frequency of 500 kHz (T1 and T3) are continuously fed to inputs 15 and 16. The inputs 13 and 14 receive the commands "Initial reset", generated after power-on, and "Zeroing", generated by software, which are used to reset the circuit to its original state. At the inputs 17, 20, 21, 22 from the converter, the decoded commands "State record", "Write", "Poll", "Blocking" are received.

Кроме того, устройство связано с контроллером кодовой шиной данных, входами 18, 19 и 23 для приема кода задания выходных сигналов, а выходами 28, 29 для передачи в ЦВК информации о состоянии блока 9.In addition, the device is connected to the controller with a code data bus, inputs 18, 19 and 23 for receiving the code for setting the output signals, and outputs 28, 29 for transmitting information about the state of unit 9 to the DVC.

С помощью соответствующего подключения обменных выходов синхронизации 50, 51 блока 9, к обменным входам 35-38 блоков 9 других каналов обеспечивается синхронизация работы трех каналов.By appropriately connecting the exchange outputs of synchronization 50, 51 of block 9 to exchange inputs 35-38 of blocks 9 of other channels, synchronization of the operation of three channels is ensured.

Все сигналы, поступают на одноименные входы резервированного набора устройства синхронно и синфазно.All signals arrive at the inputs of the same name of the redundant set of the device synchronously and in phase.

Временная диаграмма работы устройства приведена на Фиг. 3The timing diagram of the device is shown in FIG. 3

На Фиг. 4 приведена схема сопряжения одного из выходов (46-49) блока 9 с одной из обмоток шагового мотора (R).FIG. 4 shows a diagram of interfacing one of the outputs (46-49) of block 9 with one of the stepper motor windings (R).

Устройство 10 гальванической развязки может быть выполнено, например, на оптотранзисторной паре.The galvanic isolation device 10 can be implemented, for example, on an opto-transistor pair.

Мажоритарный элемент 1, 2, 3, 4 может быть выполнен по схеме, приведенной на Фиг 4, на 6 транзисторах и 12 резисторах.The majority element 1, 2, 3, 4 can be made according to the scheme shown in Fig. 4, with 6 transistors and 12 resistors.

После подачи сигнала на вход 13 все триггеры блока 9 устанавливаются в состояние готовности к запитке первой и второй обмотки, однако так как триггер 76 обнулен, на входах элементов 81-84 устанавливается высокий потенциал, что приводит к закрытию выходных транзисторов устройств 10 гальванической развязки и соответственно закрытию транзисторов T1-Т6 мажоритарных элементов 1-4. Тока в цепи обмоток нет. Обмотки шагового мотора (ШМ) обесточены.After the signal is applied to the input 13, all the triggers of the block 9 are set in a state of readiness to power the first and second windings, however, since the trigger 76 is zeroed, a high potential is set at the inputs of the elements 81-84, which leads to the closure of the output transistors of the galvanic isolation devices 10 and, accordingly closing of transistors T1-T6 of majority elements 1-4. There is no current in the winding circuit. Stepper motor windings (SM) are de-energized.

По поступлению через вход 20 устройства на вход 42 блока 9 сигнала «Запись» триггер 76 устанавливается в единицу, а на выходах 46 и 47 блока 9 устанавливается нулевой потенциал, обеспечивающий прохождение тока через входной диод оптопары. При этом ее выходной транзистор открывается. Если открылись выходные транзисторы хотя бы двух каналов, то ток от источника U2 протекает через последовательно соединенные транзисторы первого и второго или второго и третьего или третьего и первого каналов мажоритарного элемента, в обмотку шагового мотора (R) к его минусовой клемме.Upon receipt of the "Write" signal through the input 20 of the device at the input 42 of the block 9, the trigger 76 is set to one, and at the outputs 46 and 47 of the block 9, a zero potential is set, which ensures the passage of current through the input diode of the optocoupler. At the same time, its output transistor opens. If the output transistors of at least two channels have opened, then the current from the source U2 flows through the series-connected transistors of the first and second or second and third or third and first channels of the majority element, into the stepper motor winding (R) to its negative terminal.

При нулевом сигнале на входе И, поступающие на вход 12 импульсы Шаг проходят через элемент «И» 7, формируется импульсом «+Шаг» на входе 31 блока 9, а при единичном сигнале на входе 11, на входе элемента «И» 6 формируется импульсы «- Шаг» на входе 30 блока 9.With a zero signal at the input AND, the Step pulses entering the input 12 pass through the "AND" element 7, formed by the "+ Step" pulse at the input 31 of block 9, and with a single signal at the input 11, the pulses are formed at the input of the "I" element 6 "- Step" at the entrance 30 of block 9.

При прямом направлении вращения на выходах 46-49 формируется следующая последовательность запитки обмоток: 1-2, 2-3, 3-4, 4-1, 1-2, при обратном - 1-2, 1-4, 4-3, 3-2, 1-2.With the forward direction of rotation at outputs 46-49, the following sequence of powering the windings is formed: 1-2, 2-3, 3-4, 4-1, 1-2, with the opposite direction - 1-2, 1-4, 4-3, 3-2, 1-2.

В составе блока 9 триггер 72 управляет первой и третьей обмотками, триггер 73 - второй и четвертой.As part of block 9, trigger 72 controls the first and third windings, trigger 73 controls the second and fourth.

Триггеры 74 и 75 являются повторителями соответственно триггеров 72 и 74, обеспечивающими подготовку схемы к приему следующего импульса на входах 30 или 31.Flip-flops 74 and 75 are repeaters of flip-flops 72 and 74, respectively, which prepare the circuit to receive the next pulse at inputs 30 or 31.

Так как импульсы шага совпадают с тактом Т3, то после каждого изменения состояния триггеров 72 или 73, последующему такту Т1 происходит изменение триггеров 74 и 75.Since the step pulses coincide with the T3 cycle, after each change in the state of triggers 72 or 73, the next T1 cycle, triggers 74 and 75 change.

После установки триггеров 72 и 73 в ноль, следующий за этим сигнал Т1 (через вход 15 устройства) со входа 33 блока 9 проходит через элементы 62 и 64, устанавливая в единицу триггеры 74 и 75.After setting the triggers 72 and 73 to zero, the following signal T1 (through the input 15 of the device) from the input 33 of block 9 passes through the elements 62 and 64, setting triggers 74 and 75 to one.

Высокий уровень прямых выходов триггеров 74 и 75 разрешает прохождение первого импульса со входа 31 («+Шаг») соответственно через элементы «И» 57, 59.A high level of direct outputs of triggers 74 and 75 allows the passage of the first pulse from input 31 ("+ Step"), respectively, through the "AND" elements 57, 59.

С выхода элемента «И» 57 сигнал через элемент «ИЛИ» 67 поступает на S-вход триггера 72, устанавливая его в единицу.From the output of the "AND" element 57, the signal through the "OR" element 67 is fed to the S-input of the flip-flop 72, setting it to one.

С выхода элемента «И» 59 сигнал проходит через элементы «ИЛИ» 68 и 71 и поступает на R-вход триггера 73, подтверждая его обнуленное состояние.From the output of the AND element 59, the signal passes through the OR elements 68 and 71 and goes to the R-input of the flip-flop 73, confirming its zeroed state.

Сигналы с выходов триггеров 72 и 73 поступают на входы элементов «И-НЕ» 81-84, так как на другие входы этих элементов поступают единичные сигналы с выходов триггеров 76 и 77, то на выходе 46 появляется высокий уровень, а на выходе 48 - низкий. То есть третья обмотка ШМ запитывается, а первая обесточивается.The signals from the outputs of the flip-flops 72 and 73 are fed to the inputs of the "AND-NOT" elements 81-84, since the other inputs of these elements receive single signals from the outputs of the triggers 76 and 77, then a high level appears at the output 46, and at the output 48 - low. That is, the third winding of the CMM is powered, and the first is de-energized.

Следующий после этого импульс Т1 проходит через элементы 62 и 65, устанавливая в ноль триггер 74 и подтверждая единичные состояния тригера 75.The next pulse T1 passes through the elements 62 and 65, setting the trigger 74 to zero and confirming the single states of the trigger 75.

Второй импульс со входа 31 проходит через элементы «И» 57 и «ИЛИ» 67 подтверждая единичное состояние триггера 72, а также через элементы «И» 61 и элемент «ИЛИ» 69 устанавливая в единицу триггер 73, при этом запитывается четвертая обмотка, а вторая - обесточивается.The second pulse from the input 31 passes through the "AND" gates 57 and "OR" 67 confirming the single state of the trigger 72, as well as through the "AND" gates 61 and the "OR" gate 69 setting the trigger 73 to one, while the fourth winding is energized, and the second is de-energized.

Следующий импульс Т1 проходит через элементы «И» 62 и 64, подтверждая обнуленные состояния триггера 74 и обнуляя триггер 75. Третий импульс со входа 31 проходит через элементы «И» 55 и 61, проходит через элементы «ИЛИ» 66 и 70, элемент «ИЛИ» 69, обнуляя триггер 72 и подтверждая единичное состояние триггера 73. При этом запитывается первая обмотка, а третья - обесточивается.The next pulse T1 passes through the "AND" gates 62 and 64, confirming the zeroed states of the flip-flop 74 and zeroing the flip-flop 75. The third pulse from input 31 passes through the "AND" gates 55 and 61, passes through the "OR" gates 66 and 70, the " OR "69, resetting trigger 72 and confirming the single state of trigger 73. In this case, the first winding is energized, and the third is de-energized.

Следующий за этим импульс Т1 проходит через элементы «И» 63 и 64, устанавливая в единицу триггер 74 и подтверждая обнуление триггера 75. Четвертый импульс с входа 31 проходит через элементы «И» 55 и 59, затем проходит через элементы «ИЛИ» 66 и 70, 68 и 71, подтверждая обнуленное состояние триггера 72 и обнуляя триггер 73.The following pulse T1 passes through the AND gates 63 and 64, setting the trigger 74 to one and confirming the zeroing of the trigger 75. The fourth pulse from the input 31 passes through the AND gates 55 and 59, then passes through the OR gates 66 and 70, 68 and 71, confirming the cleared state of trigger 72 and clearing trigger 73.

Следующий за этим импульс Т1 проходит через элементы «И» 63 и 65, подтверждая единичное состояние триггера 74 и устанавливая в единицу триггер 75.The following pulse T1 passes through the "I" gates 63 and 65, confirming the single state of the trigger 74 and setting the trigger 75 to one.

Первый импульс со входа 30 («-Шаг») проходит через элементы «И» 54 и 60, элементы «ИЛИ» 66, 70, 69, устанавливая в единицу триггер 73 и подтверждая обнуление триггера 72 при этом запитывается четвертая обмотка, а вторая обесточивается.The first pulse from the input 30 ("-Step") passes through the "AND" elements 54 and 60, the "OR" elements 66, 70, 69, setting the trigger 73 to one and confirming the zeroing of the trigger 72, while the fourth winding is energized, and the second is de-energized ...

Следующий за ним импульс Т1 проходит через элементы «И» 63, 64, подтверждая единичное состояние триггера 74 и обнуляя триггер 75.The next pulse T1 passes through the elements "I" 63, 64, confirming the single state of the trigger 74 and zeroing the trigger 75.

Второй импульс со входа 30 проходит через элементы «И» 56 и 60, затем через элементы «ИЛИ» 67 и 69, устанавливает в единицу триггер 72 и подтверждает единичное состояние триггера 73. При этом запитывается третья обмотка, а первая - обесточивается.The second pulse from the input 30 passes through the AND elements 56 and 60, then through the OR elements 67 and 69, sets the flip-flop 72 to one and confirms the single state of the trigger 73. The third winding is energized, and the first is de-energized.

Следующий за ним импульс Т1 проходит через элементы «И» 62 и 64, обнуляя триггер 74 и подтверждая обнуленное состояние триггера 75.The following pulse T1 passes through the "I" gates 62 and 64, zeroing the trigger 74 and confirming the zeroed state of the trigger 75.

Третий импульс со входа 30 проходит через элементы «И» 56 и 58, элементы «ИЛИ» 67, 68, 71, обнуляя триггер 73 и подтверждая единичное состояние триггера 72, при этом запитывается вторая обмотка, а четвертая - обесточивается.The third pulse from the input 30 passes through the AND gates 56 and 58, the OR gates 67, 68, 71, resetting the flip-flop 73 and confirming the single state of the flip-flop 72, while the second winding is energized, and the fourth is de-energized.

Следующий за ним импульс Т1 проходит через элементы «И» 62 и 65, подтверждая единичное состояние триггера 74 и устанавливая в единицу триггер 75.The following pulse T1 passes through the "I" gates 62 and 65, confirming the single state of the trigger 74 and setting the trigger 75 to one.

Четвертый импульс со входа 30 проходит через элементы «И» 54 и 58, через элементы 66, 70, 68, 71, обнуляя триггер 72 и подтверждая обнуление состояния триггера 73, при этом запитывается первая обмотка, а третья - обесточивается.The fourth pulse from the input 30 passes through the elements "And" 54 and 58, through the elements 66, 70, 68, 71, zeroing the flip-flop 72 and confirming the reset of the state of the trigger 73, while the first winding is energized, and the third is de-energized.

Следующий за ним импульс Т1 проходит через элементы «И» 63 и 65, устанавливает в единицу триггер 74 и подтверждает единичное состояние триггера 75.The next pulse T1 passes through the elements "I" 63 and 65, sets the trigger 74 to one and confirms the single state of the trigger 75.

Мажоритарные элементы 78 и 79 формируют на своих выходах сигналы, значение которых определяется состоянием двух или трех соответственно триггеров 72 и 73.Majority elements 78 and 79 generate signals at their outputs, the value of which is determined by the state of two or three triggers 72 and 73, respectively.

На Фиг. 5 приведена временная диаграмма работы устройства при сбоях в первом канале.FIG. 5 shows the timing diagram of the device operation in case of failures in the first channel.

На вход S управления мультиплексором 80 со входа 39 поступает нулевой сигнал, подключающий его сигналы со входов 149, 150, 151 к выходам 155, 156, 157. При этом сигнал Т1 со входа 33 поступает на входы С триггеров 72 и 73, с выхода мажоритарных элементов 78 и 79 - на входы D соответственно триггеров 72 и 73.A zero signal arrives at the input S of the multiplexer 80 from input 39, which connects its signals from inputs 149, 150, 151 to outputs 155, 156, 157. In this case, the signal T1 from input 33 goes to inputs C of flip-flops 72 and 73, from the majority elements 78 and 79 - to inputs D of flip-flops 72 and 73, respectively.

Как только состояние триггера 72 (73) в данном канале отличается от двух других по ближайшему импульсу Т1, следующему с частотой 500 кГц, сигналы с выходов мажоритарного элементов 78 или 79 в течение 2 мкс «подправляет» сбившийся канал.As soon as the state of the flip-flop 72 (73) in this channel differs from the other two by the nearest pulse T1, following with a frequency of 500 kHz, the signals from the outputs of the majority elements 78 or 79 “correct” the lost channel within 2 μs.

Элементы «И-НЕ» 85, 86 введены в состав устройства для обеспечения его тестового контроля после включения питания и проведения оперативного контроля в процессе работы.Elements "I-NOT" 85, 86 are included in the device to ensure its test control after power-on and operational control during operation.

По приходу из контроллера сигнала «Опрос», на вход 43 блока 9 через выходы 52 и 53 по кодовой шине данных передается в контроллер состояние блока 9. Причем, если в момент действия сигнала «Опрос» на выходе 52 (53) низкий уровень, это означает, что первая (вторая) обмотка запитана, а третья (четвертая) - обесточена.Upon arrival of the “Poll” signal from the controller, the state of unit 9 is transmitted to the controller at the input 43 of block 9 through outputs 52 and 53 via the data code bus. Moreover, if at the moment of the “Poll” signal at the output 52 (53), this is means that the first (second) winding is energized, and the third (fourth) is de-energized.

Если высокий - то первая (вторая) - обесточена, а третья (четвертая) - запитана.If it is high, then the first (second) is de-energized, and the third (fourth) is powered.

Как видно из приведенного выше текста, данная схема защищена от одиночных сбоев, однако помехозащищеннось ее выше чем у прототипа, так как подсинхронизация (восстановление) сбившегося канала осуществляется каждые две микросекунды, а не один раз после шага, период которого как правило составляет миллисекунды.As can be seen from the above text, this circuit is protected from single failures, however, its noise immunity is higher than that of the prototype, since the sub-synchronization (recovery) of a lost channel is carried out every two microseconds, and not once after a step, the period of which is usually milliseconds.

Кроме того, в составе управляющего ЦВК данное устройство способно парировать одиночный сбой в двух или трех каналах. Это обеспечивается использованием описанной выше команды «Опрос», позволяющей определить состояние выходов управления ШМ, а также введением команды «Запись состояния», позволяющей установить триггеры 72 и 73 в нужное состояние.In addition, as part of the managing CVC, this device is able to fend off a single failure in two or three channels. This is ensured by using the "Poll" command described above, which allows to determine the state of the CMM control outputs, as well as by introducing the "Write state" command, which allows to set triggers 72 and 73 to the desired state.

Возможный алгоритм восстановления следующий: перед заданием по команде «Запись» нового управляющего воздействия (направления движения и количества шагов) ЦВК опрашивает устройство и запоминает состояние его выходов. Затем выдается команда «Запись» и программа ЦВК зная частоту на которой работает ШМ определяет состояние выходов устройства на момент окончания движения. По окончанию движения производится «Опрос» и сравнение фактического состояния выходов с программным. Если они не совпадают, через вход 17 устройства, через вход 39 блока 9 на S-вход мультиплексора 80 подается команда «Запись состояния» высоким уровнем, в сопровождении двухразрядного кода на выходах 40, 41 блока 9 (через входы 18, 19 устройства). Высокий уровень по входу S мультиплексора 80, подключает к его выходам 155, 156, 157 вторую группу входов 152-154 соответственно такт Т3 со входа 34, разряд К кодовой шине данных со входа 40 и разряд К+1 со входа 41.A possible recovery algorithm is as follows: before a task is given by the command "Record" of a new control action (direction of movement and the number of steps), the CVC interrogates the device and memorizes the state of its outputs. Then the command "Record" is issued and the CVC program, knowing the frequency at which the CMM operates, determines the state of the device outputs at the time of the end of the movement. At the end of the movement, “Polling” is performed and the actual state of the outputs is compared with the programmed one. If they do not match, through the input 17 of the device, through the input 39 of the block 9 to the S-input of the multiplexer 80, the command "Write state" is sent high, accompanied by a two-digit code at the outputs 40, 41 of block 9 (through the inputs 18, 19 of the device). The high level at the input S of the multiplexer 80 connects to its outputs 155, 156, 157 the second group of inputs 152-154, respectively, the T3 clock from input 34, the K bit to the code data bus from the 40 input and the K + 1 bit from the 41 input.

Заданная по шинам К и К+1 информация записывается в триггеры 72 и 73, восстанавливая их состояние, которое ожидалось при окончании отработки. Пример временной диаграммы работы устройства при сбое в трех каналах приведен на Фиг. 6.The information set on the buses K and K + 1 is written into the flip-flops 72 and 73, restoring their state, which was expected at the end of the processing. An example of a timing diagram of the device's operation in the event of a failure in three channels is shown in Fig. 6.

В мажоритарно-резервированном управляющем ЦВК для проверки мажоритарных элементов в составе используются команды поканального вывода информации, позволяющие выдавать одноименные абоненты резервированного набора разную информацию.In the majority-redundant control CVC, to check the majority elements in the composition, the commands for channel-by-channel information output are used, which make it possible to issue different information to the subscribers of the same name in the redundant set.

Для проверки мажоритарных элементов устройства достаточно задать в два канала (например, в первый или второй) 4 шага, а в третий ноль шагов. При этом устройство обеспечивает четыре шага шагового мотора. Одако проверяются только мажоритарные элементы 78 и 79, а элементы 1-4 не проверяются, так как на их входы всех каналов поступают одинаковые сигналы. Проверка их возможна только поочередным отключением питания, требующим дополнительного коммутационного оборудования, снижающего надежность устройства.To check the majority elements of the device, it is enough to set 4 steps in two channels (for example, in the first or second), and zero steps in the third. In this case, the device provides four steps of the stepper motor. However, only majority elements 78 and 79 are checked, and elements 1-4 are not checked, since the same signals are received at their inputs of all channels. Checking them is possible only by alternating power off, requiring additional switching equipment, which reduces the reliability of the device.

Для решения задачи проверки выходных мажоритарных элементов 1-4 в состав устройства введен триггер 77. При выдаче команды «Блокировка» на вход 44 блока 9 через вход 23 устройства одновременно поступает информация по кодовой шине данных, стробируемая командой «Блокировка». В случае записи нулевой информации нулевой потенциал с выхода триггера 175 обеспечивает высокий уровень на выходах 44-47 блока 9, что соответствует обесточиванию обмоток. При выдаче команды «Блокировка» поканально обеспечивается возможность установить триггера 175 двух каналов в единицу, третьего - в ноль. После этого осуществляется отработка заданного числа шагов. Это позволяет, повторяя процедуру с поочередной блокировкой выходов в разных каналах проверить мажоритарные элементы 1-4.To solve the problem of checking the output majority elements 1-4, a trigger 77 is introduced into the device. When the “Block” command is issued to the input 44 of block 9 through the input 23 of the device, information is simultaneously received on the code data bus, gated by the “Block” command. In the case of writing zero information, the zero potential from the output of the flip-flop 175 provides a high level at the outputs 44-47 of block 9, which corresponds to the de-energization of the windings. When issuing the command "Block" channel by channel, it is possible to set the trigger 175 of two channels to one, the third - to zero. After that, the specified number of steps is worked out. This allows checking the majority elements 1-4 by repeating the procedure with alternate blocking of outputs in different channels.

Техническим результатом изобретения является повышение помехозащищенности и надежности за счет восстановления состояния схемы как при сбое в одном канале, так и в нескольких каналах, с возможностью проведения поканальных проверок в составе системы.The technical result of the invention is to increase the noise immunity and reliability by restoring the state of the circuit both in case of failure in one channel, and in several channels, with the possibility of conducting per-channel checks as part of the system.

Таким образом, заявлено устройство управления шаговым мотором, содержащее с первого по четвертый мажоритарные элементы, выходы которых подключены соответственно к первому-четвертому выходам устройства, а в каждом из трех каналов - первый и второй элементы «И», первый элемент «ИЛИ», и элемент «НЕ», а также блок формирования шагов, при этом первый (знаковый) вход канала связан с первым входом первого элемента «И» и через элемент «НЕ» - с первым входом второго элемента «И», второй вход которого соединен со вторым входом первого элемента «И» и вторым (шаговым) входом канала, третий (начального сброса) и четвертый (обнуления) входы канала подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента «ИЛИ», первый-третий входы блока формирования шагов соединены соответственно с выходами первого, второго элементов «И», и первого элемента «ИЛИ», в каждом блоке формирования шагов первый его вход подключен к первому входу третьего, пятого, седьмого и девятого элементов «И», второй вход - к первым входам четвертого, шестого, восьмого и десятого элементов «И», выходы третьего, пятого, седьмого и девятого элементов «И» подключены соответственно к первому входу второго-пятого элементов «ИЛИ», выходы четвертого, шестого, восьмого, девятого элементов «И» - соответственно ко второму входу второго-пятого элементов «ИЛИ», выходы второго и четвертого элементов «ИЛИ» - соответственно к первому входу шестого и седьмого элементов «ИЛИ», вторые входы шестого и седьмого элементов «ИЛИ» соединены с третьим входом блока формирования шагов, выходы третьего и пятого элемента «ИЛИ» связаны соответственно с S входом первого и второго триггера, выходы шестого и седьмого элементов «ИЛИ» - соответственно с R входом первого и второго триггеров, прямые выходы которых подключены соответственно к первому входу одиннадцатого и тринадцатого элементов «И», а инверсные выходы - соответственно к первому входу двенадцатого и четырнадцатого элементов «И», вторые входы одиннадцатого четырнадцатого элементов «И» связаны между собой и с четвертым (первым тактовым) входом блока формирования шагов, выходы одиннадцатого и тринадцатого элементов «И» соединены соответственно с R входом третьего и четвертого триггеров, выходы двенадцатого и четырнадцатого элементов «И» - соответственно с S входом третьего и четвертого триггеров, прямой выход третьего триггера подключен ко второму входу восьмого и девятого элементов «И», инверсный выход третьего триггера - ко второму входу седьмого и десятого элементов «И», прямой выход четвертого триггера - ко второму входу третьего и шестого элементов «И», а инверсный выход четвертого триггера - ко второму входу четвертого и пятого элементов «И», отличающиеся тем, что в каждом канале введены пятый-тринадцатый входы и пятый-шестой выходы, устройство гальванической развязки, в блок формирования шагов введены пятый и шестой триггеры, мультиплексор, пятый и шестой мажоритарные элементы, первый-шестой элементы «И-НЕ», при этом в каждом канале устройства пятый-тринадцатый его входы подключены соответственно к четвертому, пятому, десятому шестнадцатому входам блока формирования шагов, первый-четвертый выходы которого связаны соответственно с первым-четвертым входами устройства гальванической развязки, первые входы первого-четвертого мажоритарных элементов соединены соответственно с первым-четвертым выходами устройства гальванической развязки первого канала, вторые входы первого-четвертого мажоритарных элементов- соответственно к первым-четвертым выходам устройства гальванической развязки второго канала, третьи входы первого-четвертого мажоритарных элементов - к первым-четвертым выходам устройства гальванической развязки третьего канала, блоки формирования шагов трех каналов соединены между собой следующим образом: пятый выход первого канала - с седьмым входом второго и шестым входом третьего канала, шестой выход первого канала - с девятым входом второго канала и восьмым входом третьего канала, пятый выход второго канала - с шестым входом первого канала и седьмым входом третьего канала, шестой выход второго канала - с восьмым входом первого канала и девятым входом третьего канала, пятый выход третьего канала - с седьмым входом первого канала и шестым входом второго канала, шестой выход третьего канала с девятым входом первого канала и восьмым входом второго канала, в каждом канале седьмой и восьмой выходы блока формирования шагов подключены соответственно к пятому и шестому выходам канала, а в каждом блоке формирования шагов четвертый вход связан с входом первого разряда первой группы входов мультиплексора, входы второго и третьего разрядов этой группы - соответственно с выходами пятого и шестого мажоритарных элементов, входы первого-третьего разряда второй группы входов мультиплексора - с соответственно пятым, одиннадцатым, двенадцатым входами блока формирования шагов, выход первого разряда мультиплексора - с С-входами первого и второго триггера, выходы второго и третьего разряда мультиплексора - с соответственно с Д-входами первого и второго триггеров, вход управления мультиплексора - с десятым входом блока формирования шагов, пятый выход которого связан с первым входом первого элемента «И-НЕ», обратным выходом первого триггера и первым входом пятого мажоритарного элемента, шестой выход блока формирования шагов - с первым входом шестого мажоритарного элемента, обратным выходом второго триггера и первым входом четвертого элемента «И-НЕ», шестой-девятый входы блока формирования шагов - подключены соответственно ко второму и третьему входу пятого мажоритарного элемента, второму и третьему входу шестого мажоритарного элемента, прямые выходы третьего и четвертого триггеров - соответственно к первому входу пятого и шестого элементов «И-НЕ», вторые входы которых объединены между собой и с четырнадцатым входом блока формирования шагов, тринадцатый вход которого связан с S-входом пятого триггера, соединенного своим R-входом с третьим входом блока формирования шагов и S-входом шестого триггера, прямые выходы первого и второго триггеров подключены соответственно к первым входам второго и третьего элементов «И-НЕ», вторые входы первого-четвертого элементов «И-НЕ» объединены между собой и с обратным выходом шестого триггера, а третьи входы этих элементов соединены между собой и с прямым выходом пятого триггера, выходы первого-шестого элементов «И-НЕ» - являются соответственно первым, третьим, четвертым, вторым, седьмым и восьмым выходами блока формирования шагов, а его пятнадцатый и шестнадцатый входы соединены соответственно с С и D входами шестого триггера.Thus, the claimed stepper motor control device contains from the first to the fourth majority elements, the outputs of which are connected respectively to the first to fourth outputs of the device, and in each of the three channels - the first and second elements "AND", the first element "OR", and element "NOT", as well as a block for forming steps, while the first (sign) input of the channel is connected with the first input of the first element "AND" and through the element "NOT" - with the first input of the second element "AND", the second input of which is connected to the second the input of the first "AND" element and the second (step) input of the channel, the third (initial reset) and fourth (zeroing) channel inputs are connected respectively to the first and second inputs of the first "OR" element, the first to third inputs of the step formation block are connected respectively to the outputs the first, second "AND" elements, and the first "OR" element, in each block of the formation of steps its first input is connected to the first input of the third, fifth, seventh and ninth "AND" elements, the second input is to the first inputs of the fourth, sixth, eighth and tenth elements "AND", the outputs of the third, fifth, seventh and ninth elements "AND" are connected respectively to the first input of the second-fifth elements "OR", the outputs of the fourth, sixth, eighth, ninth elements " AND "- respectively to the second input of the second-fifth" OR "elements, the outputs of the second and fourth" OR "elements - respectively to the first input of the sixth and seventh" OR "elements, the second inputs of the sixth and seventh" OR "elements are connected to the third input of the block the formation of steps, the outputs of the third and fifth "OR" elements are connected respectively to the S input of the first and second flip-flops, the outputs of the sixth and seventh "OR" elements, respectively, to the R input of the first and second triggers, the direct outputs of which are connected respectively to the first input of the eleventh and thirteenth elements "AND", and the inverse outputs - respectively to the first input of the twelfth and fourteenth elements "AND", the second inputs of the eleventh fourteenth element NTs "I" are connected to each other and to the fourth (first clock) input of the step formation block, the outputs of the eleventh and thirteenth elements "I" are connected respectively to the R input of the third and fourth flip-flops, the outputs of the twelfth and fourteenth elements "And" - respectively to the S input of the third and fourth triggers, the direct output of the third trigger is connected to the second input of the eighth and ninth "AND" elements, the inverse output of the third trigger - to the second input of the seventh and tenth "AND" elements, the direct output of the fourth trigger - to the second input of the third and sixth elements " And ", and the inverse output of the fourth flip-flop - to the second input of the fourth and fifth elements" I ", characterized in that the fifth-thirteenth inputs and the fifth-sixth outputs, a galvanic isolation device are introduced in each channel, the fifth and sixth triggers, multiplexer, the fifth and sixth majority elements, the first-sixth elements "AND-NOT", while in each channel of the device the fifth-tr its eleventh inputs are connected, respectively, to the fourth, fifth, tenth sixteenth inputs of the step formation unit, the first to fourth outputs of which are connected respectively to the first to fourth inputs of the galvanic isolation device, the first inputs of the first to fourth majority elements are connected respectively to the first to fourth outputs of the galvanic isolation device of the first channel, the second inputs of the first to fourth majority elements - respectively to the first to fourth outputs of the galvanic isolation device of the second channel, the third inputs of the first to fourth majority elements - to the first to fourth outputs of the galvanic isolation device of the third channel, the blocks for forming the steps of the three channels are interconnected as follows: the fifth output of the first channel - with the seventh input of the second and sixth input of the third channel, the sixth output of the first channel - with the ninth input of the second channel and the eighth input of the third channel, the fifth output of the second channel - with the sixth input of the first about the channel and the seventh input of the third channel, the sixth output of the second channel - with the eighth input of the first channel and the ninth input of the third channel, the fifth output of the third channel - with the seventh input of the first channel and the sixth input of the second channel, the sixth output of the third channel with the ninth input of the first channel and the eighth input of the second channel, in each channel the seventh and eighth outputs of the step formation unit are connected respectively to the fifth and sixth channel outputs, and in each step formation unit the fourth input is connected to the first bit input of the first group of multiplexer inputs, the inputs of the second and third bits of this group are respectively with the outputs of the fifth and sixth majority elements, the inputs of the first-third digits of the second group of multiplexer inputs - with the fifth, eleventh, twelfth inputs of the step formation unit, respectively, the output of the first bit of the multiplexer - with the C inputs of the first and second flip-flops, outputs of the second and third digits multiplexer - respectively with D-inputs of the first and second flip-flops, the multiplexer control input - with the tenth input of the steps formation block, the fifth output of which is connected to the first input of the first "AND-NOT" element, the reverse output of the first trigger and the first input of the fifth majority element, the sixth output of the steps formation block - with the first the input of the sixth majority element, the reverse output of the second trigger and the first input of the fourth element "AND-NOT", the sixth-ninth inputs of the step formation block are connected respectively to the second and third inputs of the fifth majority element, the second and third inputs of the sixth majority element, direct outputs of the third and fourth triggers - respectively to the first input of the fifth and sixth elements "AND-NOT", the second inputs of which are combined with each other and with the fourteenth input of the step formation block, the thirteenth input of which is connected to the S-input of the fifth trigger, connected by its R-input to the third the input of the step formation block and the S-input of the sixth trigger, direct outputs of the first th and second flip-flops are connected respectively to the first inputs of the second and third elements "AND-NOT", the second inputs of the first-fourth elements "AND-NOT" are combined with each other and with the reverse output of the sixth trigger, and the third inputs of these elements are connected to each other and to direct output of the fifth flip-flop, the outputs of the first-sixth elements "AND-NOT" are, respectively, the first, third, fourth, second, seventh and eighth outputs of the step formation unit, and its fifteenth and sixteenth inputs are connected, respectively, with C and D inputs of the sixth trigger.

Claims

A stepper motor control device containing from the first to the fourth majority elements, the outputs of which are connected respectively to the first to fourth outputs of the device, and in each of the three channels - the first and second elements "AND", the first element "OR" and the element "NOT", as well as a block for forming steps, while the first (sign) input of the channel is connected to the first input of the first “AND” element and through the “NOT” element to the first input of the second “AND” element, the second input of which is connected to the second input of the first “AND” element and the second (step) channel input, the third (initial reset) and fourth (zeroing) channel inputs are connected respectively to the first and second inputs of the first "OR" element, the first-third inputs of the step formation block are connected, respectively, to the outputs of the first, second "AND "And the first element" OR ", in each block of the formation of steps its first input is connected to the first input of the third, fifth, seventh and ninth elements" AND ", the second input - to the first inputs of the fourth, the sixth, eighth and tenth elements "AND", the outputs of the third, fifth, seventh and ninth elements "AND" are connected respectively to the first input of the second to fifth elements "OR", the outputs of the fourth, sixth, eighth, tenth elements "AND" - respectively to the second input of the second-fifth elements "OR", the outputs of the second and fourth elements "OR" - respectively to the first input of the sixth and seventh elements "OR", the second inputs of the sixth and seventh elements "OR" are connected to the third input of the step formation block, the outputs of the third and the fifth "OR" elements are connected respectively to the S-input of the first and second flip-flops, the outputs of the sixth and seventh "OR" elements are respectively connected to the R-input of the first and second flip-flops, the direct outputs of which are connected respectively to the first input of the eleventh and thirteenth "AND ", And inverse outputs - respectively to the first input of the twelfth and fourteenth elements" AND ", the second inputs of the eleventh and fourteenth elements" And "are connected between both with the fourth (first clock) input of the step formation block, the outputs of the eleventh and thirteenth elements "And" are connected respectively to the R-input of the third and fourth triggers, the outputs of the twelfth and fourteenth elements "And" - respectively with the S-input of the third and fourth triggers , the direct output of the third trigger is connected to the second input of the eighth and ninth "AND" elements, the inverse output of the third trigger is connected to the second input of the seventh and tenth "AND" elements, the direct output of the fourth trigger is connected to the second input of the third and sixth "AND" elements, and inverse output of the fourth trigger - to the second input of the fourth and fifth elements "I", characterized in that the fifth to thirteenth inputs and the fifth to sixth outputs, a galvanic isolation device are introduced in each channel, the fifth and sixth triggers, a multiplexer, are introduced into the step formation block, the fifth and sixth majoritarian elements, the first-sixth elements "AND-NOT", while in each channel of the device the fifth-thirteenth its inputs are sub are connected respectively to the fourth, fifth, tenth and sixteenth inputs of the step formation unit, the first to fourth outputs of which are connected respectively to the first to fourth inputs of the galvanic isolation device, the first inputs of the first to fourth majority elements are connected respectively to the first to fourth outputs of the galvanic isolation device of the first channel , the second inputs of the first to fourth majority elements - respectively to the first to fourth outputs of the galvanic isolation device of the second channel, the third inputs of the first to fourth majority elements - to the first to fourth outputs of the galvanic isolation device of the third channel, the steps forming blocks of the three channels are interconnected as follows : the fifth output of the first channel - with the seventh input of the second and sixth input of the third channel, the sixth output of the first channel - with the ninth input of the second channel and the eighth input of the third channel, the fifth output of the second channel - with the sixth input of the first channel and the seventh input odo of the third channel, the sixth output of the second channel - with the eighth input of the first channel and the ninth input of the third channel, the fifth output of the third channel - with the seventh input of the first channel and the sixth input of the second channel, the sixth output of the third channel - with the ninth input of the first channel and the eighth input of the second channel, in each channel the seventh and eighth outputs of the step formation unit are connected respectively to the fifth and sixth channel outputs, and in each step formation unit the fourth input is connected to the input of the first bit of the first group of multiplexer inputs, the inputs of the second and third digits of this group are connected to the outputs, respectively the fifth and sixth majority elements, the inputs of the first-third digits of the second group of multiplexer inputs - respectively with the fifth, eleventh, twelfth inputs of the step formation unit, the output of the first bit of the multiplexer - with the C-inputs of the first and second triggers, the outputs of the second and third bit of the multiplexer - with respectively with D-inputs of the first and second triggers, the multiplexer control input - with the tenth input of the step formation block, the fifth output of which is connected to the first input of the first NAND gate, the reverse output of the first trigger and the first input of the fifth majority element, the sixth output of the steps formation block - with the first input of the sixth majority element, the reverse output of the second trigger and the first input of the fourth element "AND-NOT", the sixth-ninth inputs of the step formation block are connected respectively to the second and third inputs of the fifth majority element, the second and third inputs of the sixth majority element, direct outputs of the third and fourth triggers - respectively to the first input of the fifth and sixth elements "AND-NOT", the second inputs of which are combined with each other and with the fourteenth input of the step formation block, the thirteenth input of which is connected to the S-input of the fifth trigger connected by its R-input with the third input of the step formation block and S-input of the sixth flip-flop, direct outputs of the first and second flip-flops erov are connected, respectively, to the first inputs of the second and third elements "AND-NOT", the second inputs of the first-fourth elements "AND-NOT" are combined with each other and with the return output of the sixth trigger, and the third inputs of these elements are connected with each other and with the direct output of the fifth flip-flop, the outputs of the first-sixth elements "AND-NOT" are respectively the first, third, fourth, second, seventh and eighth outputs of the step formation unit, and its fifteenth and sixteenth inputs are connected, respectively, with the C- and D-inputs of the sixth flip-flop.