專利名稱：脈沖信號發(fā)生電路和脈沖信號發(fā)生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸出通過分割時(shí)鐘脈沖信號而發(fā)生的脈沖信號的脈沖信號發(fā)生電路以及輸出這種脈沖信號的脈沖信號發(fā)生方法。
這種類型的傳統(tǒng)脈沖信號發(fā)生電路在日本專利申請公開No.64-12617中已有揭示，把它援引于此，以作參考。
如

圖16所示，上述脈沖發(fā)生電路包含設(shè)置頻率值的計(jì)數(shù)器C、存儲數(shù)據(jù)的存儲器M(在該存儲器M中，把頻率值作為地址信號來讀取對應(yīng)于頻率值的數(shù)據(jù))、鎖存和輸出從存儲器讀取的數(shù)據(jù)的第一觸發(fā)器F1、輸入第一觸發(fā)器F1輸出的全加法器A和由預(yù)定的時(shí)鐘信號鎖存全加法器A的被加值的第二觸發(fā)器F2。
上述脈沖發(fā)生電路把第一觸發(fā)器F1的輸出與第二觸發(fā)器F2的輸出相加，當(dāng)?shù)诙|發(fā)器F2鎖定的被加值超過了預(yù)定值時(shí)，把第二觸發(fā)器F2產(chǎn)生的進(jìn)位信號輸入到計(jì)數(shù)器C，然后把進(jìn)位信號作為頻率值在計(jì)數(shù)器C內(nèi)設(shè)定的脈沖信號，一直到計(jì)數(shù)器C禁止進(jìn)位信號通過。
在上述傳統(tǒng)脈沖信號發(fā)生電路中，可以輸出頻率值在計(jì)數(shù)器C內(nèi)設(shè)定的脈沖信號，而頻率值不是2的乘方。
然而，這種電路的問題是必須把頻率值作為地址信號來讀出存儲器M中對應(yīng)于頻率值的數(shù)據(jù)，因而第一觸發(fā)器F1會鎖存該數(shù)據(jù)。結(jié)果，增加了處理次數(shù)，使內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，使電路生產(chǎn)費(fèi)時(shí)，還對工作速度帶來了不利。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種可以輸出頻率不為2的乘方的脈沖信號的脈沖信號發(fā)生電路，防止內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，避免使工作速率降低。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供的脈沖信號發(fā)生電路包含頻率設(shè)置寄存器，其長度至少為(n+1)位，用于把2n值或更小的值設(shè)置為要產(chǎn)生的脈沖信號的頻率值；以及累加裝置，具有加法器和長度至少為(n+1)位的觸發(fā)器。該累加裝置以每秒2n+1次的速率使加法器重復(fù)把頻率設(shè)置寄存器內(nèi)設(shè)置的值加到保存在觸發(fā)器內(nèi)的值上，然后，觸發(fā)器保持該相加結(jié)果，把觸發(fā)器內(nèi)值為第(n+1)位的信號作為脈沖信號輸出。
對于上述根據(jù)本發(fā)明第一方面的脈沖信號發(fā)生電路，每次輸入一個(gè)頻率為2n+1Hz的時(shí)鐘脈沖，累加裝置就使加法器順序累加二進(jìn)制編碼的頻率值，并保持該累加值。然后，當(dāng)輸入2n+1個(gè)時(shí)鐘脈沖時(shí)，在第(n+1)位上產(chǎn)生相同數(shù)量的進(jìn)位(從“0”變至“1”)作為頻率值。因此，作為進(jìn)位的進(jìn)位信號，即第(n+1)位信號變成其頻率為頻率設(shè)置寄存器內(nèi)設(shè)置的值的脈沖信號。因而，可以輸出頻率值不是2的乘方的脈沖信號。另外，加法器2加的不是像已有技術(shù)一樣把頻率值用作地址信號從存儲器讀取的數(shù)據(jù)，而是頻率值本身。因此不必從存儲器讀取數(shù)據(jù)，減少了處理次數(shù)，簡化了內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而減少了脈沖發(fā)生電路制造的麻煩。另外，可以避免操作速度的降低。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，基于本發(fā)明的第一方面，提供的脈沖信號發(fā)生電路包含設(shè)置頻率變化值的頻率變化寄存器；加減法器；加減控制裝置，用于控制頻率變化寄存器和加減法器，以預(yù)定計(jì)算間隔使加減法器重復(fù)把頻率設(shè)置寄存器內(nèi)設(shè)置的值與頻率變化寄存器內(nèi)設(shè)置的值的加減操作，然后把頻率設(shè)置寄存器內(nèi)的加或減結(jié)果重新設(shè)置成頻率值。
對于上述根據(jù)本發(fā)明第二方面的脈沖信號發(fā)生電路，當(dāng)頻率值變成由加減裝置順序累計(jì)的頻率變化值的累計(jì)值時(shí)，就在加減控制裝置控制下每個(gè)計(jì)算間隔改變一次頻率變化值。從而，可以用計(jì)算間隔脈沖寬度改變輸出的脈沖信號的頻率值。因此，當(dāng)把該脈沖信號輸入到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)，可以改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供的脈沖信號發(fā)生方法包含下列步驟在頻率設(shè)置寄存器內(nèi)設(shè)置2n值或更小的值，作為要產(chǎn)生的脈沖信號頻率值；以每秒2n+1次的速率累加設(shè)置在頻率設(shè)置寄存器內(nèi)的值；以及把累加獲得的累加值中的第(n+1)位值的信號作為脈沖信號輸出。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，基于本發(fā)明的第三方面提供的脈沖信號發(fā)生方法包含下列步驟在頻率變化寄存器內(nèi)設(shè)置頻率變化值；以預(yù)定的計(jì)算間隔累加或累減頻率變化寄存器內(nèi)設(shè)置的值；以及以該計(jì)算間隔把在頻率設(shè)置寄存器內(nèi)以該計(jì)算間隔加或減得到的加或減累計(jì)值重新設(shè)置成頻率值。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的脈沖發(fā)生電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是第一實(shí)施例的頻率設(shè)置寄存器的示意圖；圖3是第一實(shí)施例中產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖信號和輸出脈沖信號的信號波形圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的脈沖發(fā)生電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖5示出了第二實(shí)施例中產(chǎn)生的脈沖信號的頻率變化；圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的加減控制電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的脈沖發(fā)生電路的結(jié)構(gòu)框圖8是本發(fā)明第四實(shí)施例中的加減控制電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的脈沖發(fā)生電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖10示出了第六實(shí)施例中產(chǎn)生的脈沖信號的頻率變化；圖11是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的脈沖發(fā)生電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖12示出了第七實(shí)施例中產(chǎn)生的脈沖信號頻率的變化；圖13是第六實(shí)施例中在CPU中產(chǎn)生加減指示信號的電路的框圖；圖14是第六實(shí)施例中CPU產(chǎn)生加減指示信號的工作流程圖；圖15示出了第八實(shí)施例中產(chǎn)生的脈沖信號的頻率變化；圖16是根據(jù)已有技術(shù)的脈沖信號發(fā)生電路的框圖。
下面根據(jù)圖1至圖3描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。該脈沖信號發(fā)生電路包含頻率設(shè)置寄存器1、振蕩器20和具有加法器2和觸發(fā)器3的累加電路22。
頻率設(shè)置寄存器1用于設(shè)置2n的頻率值或更小的值，如圖2所示，它具有(n+1)位，由第一位的第0位10至第(n+1)位的第n位1n組成。更具體地說，通過(n+1)位總線4a把頻率值設(shè)置到頻率設(shè)置寄存器1中。
加法器2由(n+1)位總線4b連接到頻率設(shè)置寄存器1，以使它可以累加設(shè)置在頻率設(shè)置寄存器1內(nèi)的頻率值。
振蕩器20產(chǎn)生2n+1Hz的時(shí)鐘脈沖信號，并把它提供給觸發(fā)器3的信號輸入端3a。
觸發(fā)器3長達(dá)(n+1)位。每次從時(shí)鐘脈沖信號輸入端3a輸入時(shí)鐘脈沖，觸發(fā)器3就使通過(n+1)位總線5a連接的加法器2累加頻率值，并保持該累加值，直到輸入下一個(gè)時(shí)鐘脈沖。觸發(fā)器3還把該累加值通過(n+1)位總線5b反饋到加法器2，使加法器2順序累計(jì)(累加)頻率值。通過這些步驟，在觸發(fā)器3內(nèi)保持的累加值中，在輸入2n+1個(gè)時(shí)鐘脈沖的同時(shí)，在第(n+1)位上產(chǎn)生與頻率值同等數(shù)量相等的進(jìn)位(從“0”交至“1”)。
例如，在目標(biāo)頻率值為2Hz的情況下，當(dāng)選擇n＝1以滿足2≤2n時(shí)，則得到n+1＝2，所以頻率設(shè)置寄存器1必須具有2位。每次把2n+1＝22即4Hz的時(shí)鐘脈沖輸入到觸發(fā)器3，加法器2從初始值“00”開始，順序累加十進(jìn)制數(shù)“2”的二進(jìn)制編碼數(shù)，即“10”，并把累加值保持在頻率設(shè)置寄存器1中，因此，當(dāng)輸入第一和第三時(shí)鐘脈沖時(shí)，把“1”進(jìn)位到第二位。換句話說，當(dāng)輸入四個(gè)時(shí)鐘脈沖時(shí)，在第二位上發(fā)生兩次從“0”變至“1”的進(jìn)位。，當(dāng)輸出進(jìn)位的進(jìn)位信號時(shí)，就輸出頻率為2Hz的脈沖信號。該脈沖信號顯示在圖3中。
在目標(biāo)頻率值為3Hz的情況下，當(dāng)選擇n＝2以滿足3≤2n時(shí)，則獲得n+1＝3，所以頻率設(shè)置寄存器必須有3位。每次把2n+1＝23即8Hz的時(shí)鐘脈沖輸入到觸發(fā)器3時(shí)，加法器2從初始值“00”開始，順序累加十進(jìn)制數(shù)“3”的二進(jìn)制編碼數(shù)，即“11”，并把該累加值保持在頻率設(shè)置寄存器1中。因而，當(dāng)輸入第二、第四和第七個(gè)時(shí)鐘脈沖時(shí)，“1”進(jìn)位到第三位。換句話說，當(dāng)輸入八個(gè)時(shí)鐘脈沖時(shí)，在第三位上三次發(fā)生從“0”至“1”的變化(進(jìn)位)，當(dāng)輸出進(jìn)位的進(jìn)位信號時(shí)，就輸出了頻率為3Hz的脈沖信號。
如上所述，在該脈沖信號發(fā)生電路中，每次輸入2n+1Hz的時(shí)鐘脈沖，觸發(fā)器3使加法器2順序累加轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的頻率值，并保持累加值。然后，當(dāng)輸入2n+1個(gè)時(shí)鐘脈沖時(shí)，在第(n+1)位上發(fā)生與頻率值同等數(shù)量的進(jìn)位(從“0”至“1”的變化)。因此，進(jìn)位的進(jìn)位信號，即第(n+1)位信號變成頻率為頻率設(shè)置寄存器1內(nèi)設(shè)置的值的脈沖信號。因而，可以輸出頻率值不是2的乘方的脈沖信號。另外，加法器2累加的不是與已有技術(shù)一樣把頻率值用作地址信號從存儲器讀出的數(shù)據(jù)，而是頻率值本身。因此，不必從存儲器中讀取數(shù)據(jù)，從而減少了處理量，簡化了內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少了脈沖發(fā)生電路在制造上的不便。另外，可以避免工作速率的下降。
下面根據(jù)圖4和圖5描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。功能與第一實(shí)施例基本相同的部件用相同的標(biāo)號表示，下面把描述集中于與第一實(shí)施例不同的特征上。雖然要在頻率設(shè)置寄存器內(nèi)設(shè)置的頻率值在第一實(shí)施例中是固定不變的，但在本實(shí)施例中是可以變化的。
更具體地說，該脈沖信號發(fā)生電路包含頻率變化寄存器6、加減電路7和加減控制器8，還有第一實(shí)施例的部件。
頻率變化寄存器6用于設(shè)置頻率變化值，長為n位。
加減電路7通過(n+1)位總線4c連接到頻率變化寄存器6，以加或減頻率變化寄存器6內(nèi)設(shè)置的頻率變化值。該加減電路7通過(n+1)位總線連接到頻率設(shè)置寄存器1，以使頻率設(shè)置寄存器1輸入該加或減值。加減電路7還通過(n+1)位反饋總線4d連接到頻率設(shè)置寄存器1，反饋總線4d反饋頻率設(shè)置寄存器1的加或減值，以順序累計(jì)(累加或累減)頻率變化值。
加減控制器8由CPU組成，實(shí)現(xiàn)成加減控制裝置9。該加減控制器8把指定加減電路7進(jìn)行的加和減計(jì)算間隔T1的加減指示信號輸入到頻率設(shè)置寄存器1，還把控制加減電路7工作的模式控制信號(是進(jìn)行加、或減或停止計(jì)算操作)輸入到加減電路7中。簡言之，加減控制裝置9由加減控制器8來實(shí)現(xiàn)，以控制加減電路7以計(jì)算間隔T1順序累計(jì)頻率變化值，并把累計(jì)值作為頻率值輸入到頻率設(shè)置寄存器1。計(jì)算間隔T1對應(yīng)于脈沖寬度或脈沖間隔。
更具體地說，加減控制器8可以把上述加減指示信號輸入到頻率設(shè)置寄存器1，也可以中止輸入。簡言之，加減控制器8既可以提供信號，也可以停止提供信號。因而，只有當(dāng)加減控制器8把加減指示信號輸入到頻率設(shè)置寄存器1時(shí)，該累計(jì)值才能作為加減電路7的加減結(jié)果，加減控制器8的加減指示信號的間隔變成加減電路7內(nèi)的加減計(jì)算間隔T1。計(jì)算間隔T1具有固定不變的間隔，這是因?yàn)榧訙p指示信號以固定間隔輸入到頻率設(shè)置寄存器1。
下面描述脈沖發(fā)生電路的工作情況。當(dāng)把加減控制器8的模式控制信號輸入到加減電路7，把加減控制器8的加減指示信號輸入到頻率設(shè)置寄存器1時(shí)，加減電路7加或減頻率變化值，以累計(jì)作為頻率值的值。因此頻率值隨頻率變化值而變化。簡言之，頻率變化值對應(yīng)于頻率值的變化量Δf，圖5所示為輸出脈沖信號的頻率變化。因而，當(dāng)把脈沖信號發(fā)生電路輸出的脈沖信號輸入到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(未圖示)時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速沿圖5所示的傾斜直線變化。當(dāng)加減控制器8的加減指示信號不再輸入到頻率設(shè)置寄存器1時(shí)，頻率值固定不變。
根據(jù)該脈沖信號發(fā)生電路，除了第一實(shí)施例的效果之外，當(dāng)頻率值變成用加減電路7順序累計(jì)頻率變化值獲得的累計(jì)值時(shí)，在加減控制裝置9的控制下，它每隔一個(gè)計(jì)算間隔T1改變一個(gè)頻率變化值。因此，它可以用計(jì)算間隔T1的脈沖寬度改變輸出的脈沖信號的頻率。因而，當(dāng)把該脈沖信號輸入到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)，可以改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
當(dāng)停止從加減控制裝置提供加減指示信號時(shí)，加減電路7不再加或減頻率變化值，因而累計(jì)值不再變化。因而，頻率設(shè)置寄存器1內(nèi)的頻率值也不變化，要輸出的脈沖信號的頻率固定不變，所以可以在中途固定下至此已改變的頻率值。結(jié)果，當(dāng)把該脈沖信號輸入到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)，可以改變或維持步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
下面根據(jù)圖6描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。功能與第二實(shí)施例基本相同的部件用相同的標(biāo)號表示，下面把描述集中于與第二實(shí)施例不同的特征上。
雖然加減控制器8由第二實(shí)施例中的CPU組成，但在本實(shí)施例中的加減控制器8包含定時(shí)信號寄存器8a、控制信號寄存器8b和定時(shí)累加電路24，該電路24具有定時(shí)信號加電路8c和定時(shí)指定觸發(fā)器8d。
定時(shí)信號寄存器8a保持定時(shí)信號，該信號可以由定時(shí)信號加入電路8c作一次加?？刂菩盘柤拇嫫?b保持控制定時(shí)信號加電路8c的加控制信號以及上述的模式控制信號。定時(shí)信號加電路8c在控制信號寄存器8b的加控制信號控制下工作，每次輸入定時(shí)信號的時(shí)鐘脈沖時(shí)，定時(shí)指定觸發(fā)器8d保持定時(shí)信號加電路8c中相加入而獲得的累計(jì)值(累加值)，并間斷輸出作為上述計(jì)算指示信號的進(jìn)信信號。簡言之，進(jìn)位信號的間隔變成計(jì)算間隔T1。
在加減控制器8的控制信號寄存器8b中保持的模式控制信號和加控制信號的控制下，該電路以與第二實(shí)施例的電路相同的方式工作。簡言之，由模式控制信號和加控制信號組成的控制信號這樣進(jìn)行控制，它把加減電路7獲得的累計(jì)值作為頻率值輸入到頻率設(shè)置寄存器1中。
在該脈沖信號發(fā)生電路中，每次輸入定時(shí)信號的時(shí)鐘脈沖時(shí)，定時(shí)指定觸發(fā)器8d使定時(shí)信號加電路8c順序累計(jì)定時(shí)信號，并保持該累計(jì)值。脈沖信號發(fā)生電路由控制信號寄存器8b的控制信號控制，以把用加減電路7以計(jì)算間隔T1(從定時(shí)指定觸發(fā)器8d間斷輸出的進(jìn)位信號的間隔)累計(jì)獲得的累計(jì)值設(shè)置在頻率設(shè)置寄存器1中。因此，不再需要提供控制用的CPU，把累計(jì)值設(shè)置在頻率設(shè)置寄存器1中。與第二實(shí)施例相比，這可以簡化脈沖發(fā)生電路的結(jié)構(gòu)。
下面根據(jù)圖7和圖8描述本發(fā)明的第四實(shí)施例。功能與第三實(shí)施例基本相同的部件且相同的標(biāo)號表示，下面集中描述與第三實(shí)施例不同的特征。在第三實(shí)施例中，通過提供加減指示信號或停止提供這些信號來控制加減電路7內(nèi)加或減頻率變化值。相反，在本實(shí)施例中，加減控制裝置9包含可以在“0”和頻率變化值之間選擇作為要輸入到加減電路7的值的輸入值選擇復(fù)用器10。輸入值選擇復(fù)用器10控制加減電路7中的頻率變化值的加和減。
更具體地說，輸入值選擇復(fù)用器10設(shè)置在頻率變化寄存器6和加減電路7之間，受輸入值選擇復(fù)用器控制信號的控制，輸入值選擇復(fù)用器控制信號保持在加減控制器8的控制信號寄存器8b內(nèi)，與模式控制信號一起組成控制信號。因此，輸入值選擇復(fù)用器10在“0”和頻率變化值之間選擇要輸入到加減電路7的值。
在這種脈沖信號發(fā)生電路中，除了第二實(shí)施例的效果之外，當(dāng)輸入值選擇復(fù)用器10選擇“0”時(shí)，加減電路7獲得的累計(jì)值不變化，所以頻率值在頻率設(shè)置寄存器1中不再改變，要輸出的脈沖信號頻率固定不變。因而，與第三實(shí)施例相似，可以中途固定至此已改變的頻率值。因而，當(dāng)把該脈沖信號輸入到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)，可以改變或維持步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
與第三實(shí)施例相似，不再需要提供用于控制的CPU，與第二實(shí)施例一樣在頻率設(shè)置寄存器1內(nèi)設(shè)置累計(jì)值。因而，可以比第二實(shí)施例更簡化脈沖發(fā)生電路的結(jié)構(gòu)。
下面根據(jù)圖9描述本發(fā)明的第五實(shí)施例。功能與第三實(shí)施例基本相同的部件用相同的標(biāo)號表示，下面集中描述與第三實(shí)施例不同的特征。在第三實(shí)施例中，通過提供加減指示信號或停止提供該信號來控制加減電路7中的頻率變化值的加和減。相反，在本實(shí)施例中，加減控制裝置9包含反饋控制復(fù)用器11，它可以在反饋累計(jì)值與在加減電路7中把頻率變化值再加到反饋累計(jì)值上獲得的再累計(jì)值之間進(jìn)行選擇。反饋控制復(fù)用器11的操作控制加減電路7內(nèi)的頻率變化值的加或減。
更具體地說，反饋控制復(fù)用器11設(shè)置在頻率設(shè)置寄存器1與加減電路7之間，并通過(n+1)位總線4e連接到頻率設(shè)置寄存器1，所以可以從頻率設(shè)置寄存器1直接輸入加減電路7獲得的頻率變化值的累計(jì)值。反饋控制復(fù)用器11受頻率設(shè)置復(fù)用器控制信號的控制，該控制信號輸入到加減控制器8的控制信號寄存器8b，與模式控制信號一起組成控制信號。因而，復(fù)用器11在直接從頻率設(shè)置寄存器1輸入的累計(jì)值與在加減電路7中理進(jìn)行加或減的再累計(jì)值之間進(jìn)行選擇，并把選擇出的值輸入到頻率設(shè)置寄存器1。
在這種脈沖信號發(fā)生電路中，除了第二實(shí)施例的效果之外，當(dāng)反饋控制復(fù)用器11選擇從頻率設(shè)置寄存器1反饋的累計(jì)值并輸入頻率設(shè)置寄存器1時(shí)，加減電路7不再累計(jì)頻率變化值。因而，頻率設(shè)置寄存器1內(nèi)的頻率值變得不再變化，要輸出的脈沖信號的頻率固定不變，所以可以中途固定至此已變化的頻率值。結(jié)果，當(dāng)把該脈沖信號輸入到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)，可以改變或維持步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
與第三實(shí)施例相似，不再需要提供用于控制的CPU，所以與第二實(shí)施例相同，可以把累計(jì)值輸入到頻率設(shè)置寄存器1中，因而比第二實(shí)施例可以更簡化結(jié)構(gòu)。
下面根據(jù)圖10描述本發(fā)明的第六實(shí)施例。功能與第三實(shí)施例基本相同的部件用相同的標(biāo)號表示，下面集中描述與第三實(shí)施例不同的特征。在第三實(shí)施例中，加減控制器8的加減指示信號的間隔，即加減電路7內(nèi)的加減計(jì)算間隔T1固定不變。相反，在本實(shí)施例中，加減電路7內(nèi)的加減計(jì)算間隔T1可以變化。
更具體地說，加上了定時(shí)信號寄存器8a的定時(shí)信號，使控制信號寄存器8b的加控制信號控制定時(shí)信號加電路8c(參見圖6)，從定時(shí)指定觸發(fā)器8d以變化的間隔間斷地輸出進(jìn)位信號。由于定時(shí)指定觸發(fā)器8d的進(jìn)位信號的間隔是加減電路7內(nèi)的加減計(jì)算間隔T1，所以計(jì)算間隙T1變成可變的，所以具有的值為T11、T12、T13、T14等。
為了使定時(shí)指定觸發(fā)器8d以變化的間隔輸出進(jìn)位，則在結(jié)構(gòu)如圖6所示的加減控制器中，可以用CPU等適當(dāng)?shù)馗淖兌〞r(shí)信號寄存器8a內(nèi)設(shè)置的值。
在圖13和14所示的結(jié)構(gòu)中，可以適當(dāng)改變加減指示信號的輸出間隔。在圖13和圖14所示的例子中，由包含計(jì)數(shù)器比較寄存器50、比較器52和循環(huán)計(jì)數(shù)器54的CPU提供加減指示信號，事先把作為加減指示信號的輸出間隔的多個(gè)指定計(jì)算間隔的值存儲在存儲器(未圖示)中。計(jì)數(shù)比較寄存器50用于設(shè)置指定計(jì)算間隔的值，并把其內(nèi)設(shè)置的值輸入到比較器52中。循環(huán)計(jì)數(shù)器54對預(yù)定時(shí)鐘信號的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，并把計(jì)數(shù)值輸入到比較器52中。比較器52把循環(huán)計(jì)數(shù)器54的計(jì)數(shù)值與計(jì)數(shù)比較寄存器50內(nèi)設(shè)置的值比較，當(dāng)兩值彼此相等時(shí)，比較器52輸出重合脈沖信號Sm作為加減指示信號，并向循環(huán)計(jì)數(shù)器54輸入清除信號，把其計(jì)數(shù)值初始成零。
下面詳細(xì)描述CPU輸出加減指示信號的工作情況。首先，CPU從上述存儲器中讀取指定計(jì)算間隔的值，并把它寫到計(jì)數(shù)比較寄存器50中(步驟S10)。接著，CPU等待，一直到循環(huán)計(jì)數(shù)器54的計(jì)數(shù)值與寫入到計(jì)數(shù)比較寄存器50內(nèi)的值相等為止，并從比較器52輸出清除信號(步驟S12)。此后，如果加減定時(shí)(計(jì)算間隔)不再改變，則CPU將返回到步驟S12，再次等待，直到輸出清除信號。如果加減定時(shí)要改變，則CPU將從存儲器中讀取另一個(gè)指定計(jì)算間隔的值(步驟S16)，返回到步驟S10，把該值寫入到計(jì)數(shù)比較寄存器50中。重復(fù)上述操作能適當(dāng)?shù)馗淖冇?jì)算間隔。
在這種脈沖信號發(fā)生電路中，除了第三實(shí)施例的效果之外，通過使加減控制裝置9改變計(jì)算間隔T1可以改變要輸出的脈沖信號的脈沖寬度。因而，當(dāng)把頻率變化的脈沖信號輸入到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，如圖10的曲線所示，可以改變頻率值的變化程度，即(頻率值的變化量Δf)/(計(jì)算間隔T1)。因而，可以快速和逐漸改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
與第三實(shí)施例相似，加減控制器8不用CPU組成，所以簡化了結(jié)構(gòu)。
下面根據(jù)圖11描述本發(fā)明的第七實(shí)施例。功能與第一實(shí)施例基本相同的部件用相同的標(biāo)號表示，下面集中描述與第一實(shí)施例不同的特征。在第一實(shí)施例中，要在頻率設(shè)置寄存器1中設(shè)置的頻率值是固定不變的，但在本發(fā)明中，要在頻率設(shè)置寄存器1中設(shè)置的頻率值是可變的。
更具體地說，該脈沖信號發(fā)生電路除了上述第一實(shí)施例的部件之外，還包含存儲器12和CPU(頻率值選擇控制裝置)13。
存儲器12存儲多個(gè)頻率值，它通過(n+1)位總線4f連接到頻率設(shè)置寄存器1。CPU13進(jìn)行這樣的控制，以固定的選擇間隔T2，在存儲器12內(nèi)的頻率值中選擇頻率值，并把它設(shè)置在頻率設(shè)置寄存器1中。該選擇間隔T2對應(yīng)于脈沖信號的脈沖寬度或脈沖間隔。
在這種脈沖信號發(fā)生電路中，除了第一實(shí)施例的效果之外，還可以通過使CPU13把從存儲器12內(nèi)的多個(gè)頻率值f1，f2，f3，f4，f5等選擇出的值輸入到頻率設(shè)置寄存器1中來得到要產(chǎn)生的脈沖信號的頻率。因而，當(dāng)把該脈沖信號輸入到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)，可以改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。而且，如圖12的曲線所示，可以根據(jù)存儲在存儲器12內(nèi)的頻率值來改變頻率值的變化度，即(頻率值變化量Δf)/(選擇間隔T2)。因此，可以快速和逐漸地改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
在結(jié)構(gòu)如圖4所示的脈沖信號發(fā)生電路中，如圖12所示，通過適當(dāng)?shù)馗淖兗拇嫫?內(nèi)設(shè)置的值，還可以改變要產(chǎn)生的脈沖信號的頻率。
下面描述本發(fā)明的第八實(shí)施例。功能與第七實(shí)施例基本相同的部件用相同的標(biāo)號表示，下面集中描述與第七實(shí)施例不同的特征。在第七實(shí)施例中，選擇間隔T2是固定不變的，而在本發(fā)明中，選擇間隔T2是可變的。
為了使選擇間隔T2可變，例如，在圖13和14所示的結(jié)構(gòu)中，可以把存儲在存儲器(未圖示)中的計(jì)算間隔值看作選擇間隔值，把比較器52輸出的重合信號Sm用作從存儲器12內(nèi)的值選擇頻率值的控制信號，以把它設(shè)置在頻率設(shè)置寄存器1中。
在這種脈沖信號發(fā)生電路中，通過使CPU13改變選擇間隔T2，可以如圖15所示改變要發(fā)生的脈沖信號的頻率。換句話說，不僅可以適當(dāng)?shù)馗淖冾l率值的變化量Δf，還可以改變選擇間隔T2。因此，與第七實(shí)施例相比，能更容易地改變頻率值的變化程度。因而，當(dāng)把該脈沖信號輸入到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)，可以更容易地控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
在第一至第八實(shí)施例中，長達(dá)(n+1)位的頻率設(shè)置寄存器1用于設(shè)置2n或更小的頻率值，然而，也可以用長度超這(n+1)位的寄存器代替。
在第一至第八實(shí)施例中，加法器2在每次時(shí)鐘脈沖上升沿加頻率值，然而，也可以在每次時(shí)鐘脈沖的下降沿加頻率值。
在第二至第六實(shí)施例中，把加減電路7的頻率變化值的加和減控制成改變頻率值或使它們固定不變。然而，例如在頻率值改變之后，如果不需要固定它，則可以更加簡化結(jié)構(gòu)。
在第三至第六實(shí)施例中，加減控制裝置9包含定時(shí)信號寄存器8b、定時(shí)信號加入電路8c、定時(shí)指示觸發(fā)器8d和控制信號寄存器8a；然而，它也可以包含CPU。
在第六實(shí)施例中，把加減電路7的頻率變化值的加減操作控制成使它可以提供加減指示信號和停止提供該信號。然而，通過提供輸入值選擇復(fù)用器10或反饋控制復(fù)用器11來控制加減電路7進(jìn)行的頻率變化值的加減操作可以獲得相同的效果。
在第一至第八實(shí)施例中，對于在頻率設(shè)置寄存器1內(nèi)設(shè)置的頻率值2n，冪n可以小于1。
權(quán)利要求
1.一種脈沖信號發(fā)生電路，包含頻率設(shè)置寄存器，長度至少為(n+1)位，把值2n或更小值設(shè)置成要發(fā)生的脈沖信號的頻率值；以及累加裝置，具有加法器和長度至少為(n+1)位的觸發(fā)器，用于以每秒2n+1次的速率重復(fù)下列操作，即使所述加法器把所述頻率設(shè)置寄存器內(nèi)設(shè)置的值加到保持在所述觸發(fā)器內(nèi)的值，然后使所述觸發(fā)器保持相加結(jié)果，并把具有所述觸發(fā)器內(nèi)第(n+1)位的值的信號作為所述脈沖信號輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的脈沖信號發(fā)生電路，其特征在于，包含設(shè)置頻率變化值的頻率變化寄存器；加減法器；用于控制所述頻率變化寄存器和所述加減法器的加減控制裝置，以使下列操作以預(yù)定的計(jì)算間隔重復(fù)，即用所述加減法器加或減在所述頻率設(shè)置寄存器內(nèi)設(shè)置的值和在所述頻率變化寄存器內(nèi)設(shè)置的值，然后把所述頻率設(shè)置寄存器內(nèi)加或減的結(jié)果重新設(shè)置為所述頻率值。
3.如權(quán)利要求2所述的脈沖信號發(fā)生電路，其特征在于，所述加減控制裝置包含控制以所述計(jì)算間隔重復(fù)操作的禁止和驅(qū)動(dòng)的裝置。
4.如權(quán)利要求2所述的脈沖信號發(fā)生電路，其特征在于，所述加減控制裝置包含復(fù)用器，設(shè)置在所述頻率變化寄存器與所述加減法器之間，用于在值“0”與所述頻率變化寄存器內(nèi)設(shè)置的值之間進(jìn)行選擇，所述復(fù)用器選擇的值輸入到所述加減法器。
5.如權(quán)利要求2所述的脈沖信號發(fā)生電路，其特征在于，所述加減控制裝置包含復(fù)用器，設(shè)置在所述加減法器與所述頻率設(shè)置寄存器之間，用于在所述加減法器的加或減結(jié)果與所述頻率設(shè)置寄存器內(nèi)設(shè)置的值之間進(jìn)行選擇，所述加減控制裝置在所述頻率設(shè)置寄存器內(nèi)重新設(shè)置所述復(fù)用器選出的值。
6.如權(quán)利要求2所述的脈沖信號發(fā)生電路，其特征在于，所述加減控制裝置能改變所述計(jì)算間隔。
7.如權(quán)利要求2所述的脈沖信號發(fā)生電路，其特征在于，所述加減控制裝置包含設(shè)置所述計(jì)算間隔的計(jì)算間隔寄存器；對預(yù)定時(shí)鐘信號脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)裝置；以及把所述計(jì)數(shù)裝置的計(jì)數(shù)值與所述計(jì)算間隔寄存器內(nèi)設(shè)置的值作比較的比較裝置，當(dāng)兩值彼此相等時(shí)它輸出重合信號；當(dāng)輸出所述重合信號時(shí)，所述加減控制裝置在所述頻率設(shè)置寄存器內(nèi)重新設(shè)置所述加減法器的加或減結(jié)果，并把所述計(jì)數(shù)裝置的計(jì)數(shù)值初始到零。
8.如權(quán)利要求2所述的脈沖信號發(fā)生電路，其特征在于，所述加減控制裝置包含保持指定所述加減法器進(jìn)行的計(jì)算類型的值并把所述值的信號作為所述加減法器的控制信號輸出的控制寄存器；設(shè)置指定所述計(jì)算間隔的值的定時(shí)寄存器；以及包括定時(shí)加法器和定時(shí)指定觸發(fā)器的定時(shí)累加裝置；所述定時(shí)累加裝置以預(yù)定周期重復(fù)下列操作，即使所述定時(shí)加法器把所述定時(shí)寄存器內(nèi)設(shè)置的值加到所述定時(shí)指定觸發(fā)器內(nèi)保持的值上，然后使所述定時(shí)指定觸發(fā)器輸入和保持該相加結(jié)果，向所述定時(shí)指定觸發(fā)器的預(yù)定位輸出作為控制信號的進(jìn)位信號，在所述頻率設(shè)置寄存器內(nèi)以所述計(jì)算間隔重新設(shè)置所述加減法器的加或減結(jié)果。
9.如權(quán)利要求1所述的脈沖信號發(fā)生電路，其特征在于，包含存儲多個(gè)頻率值的頻率存儲裝置；頻率值選擇控制裝置，用于從存儲在所述頻率存儲裝置內(nèi)的所述多個(gè)值中選擇一個(gè)頻率值，并在所述頻率設(shè)置寄存器內(nèi)以預(yù)定的周期設(shè)置選出的值，作為選擇間隔。
10.如權(quán)利要求9所述的脈沖信號發(fā)生電路，其特征在于，所述頻率選擇控制裝置能改變所述選擇間隔。
11.如權(quán)利要求10所述的脈沖信號發(fā)生電路，其特征在于，所述頻率選擇控制裝置包含設(shè)置所述選擇間隔的選擇間隔寄存器；對預(yù)定時(shí)鐘信號的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)裝置；以及比較裝置，把所述計(jì)數(shù)裝置的計(jì)數(shù)值與所述選擇間隔寄存器內(nèi)設(shè)置的值作比較，當(dāng)兩值彼此相等時(shí)輸出重合信號；所述頻率選擇控制裝置從所述頻率存儲裝置中存儲的多個(gè)值中選擇一個(gè)頻率值，每次輸出所述重合信號時(shí)，在所述頻率設(shè)置寄存器內(nèi)重新設(shè)置所選的值，并把所述計(jì)數(shù)裝置的計(jì)數(shù)值初始化成零。
12.一種脈沖信號發(fā)生方法，包含下列步驟在頻率設(shè)置寄存器中把值2n或更小值設(shè)置成要發(fā)生的脈沖信號的頻率值；以每秒2n+1次的速率累加在所述頻率設(shè)置寄存器中設(shè)置的值；以及把具有所述累加獲得的累加值中第(n+1)位值的信號作為所述脈沖信號輸出。
13.如權(quán)利要求12所述的脈沖信號發(fā)生方法，其特征在于，包含下列步驟在頻率變化寄存器內(nèi)設(shè)置頻率變化值；以預(yù)定計(jì)算間隔累加或累減所述頻率變化寄存器內(nèi)設(shè)置的值；以及以所述計(jì)算間隔在所述頻率設(shè)置寄存器中把以所述計(jì)算間隔進(jìn)行所述加或減獲得的加或減累計(jì)值重新設(shè)置成所述頻率值。
14.如權(quán)利要求13所述的脈沖信號發(fā)生方法，其特征在于，包含下列步驟禁止以所述計(jì)算間隔進(jìn)行所述加或減操作，以及禁止在所述頻率設(shè)置寄存器內(nèi)設(shè)置所述累計(jì)值；以及啟動(dòng)禁止操作。
15.如權(quán)利要求13所述的脈沖信號發(fā)生方法，其特征在于，所述加或減的操作數(shù)在所述頻率變化寄存器內(nèi)設(shè)置的值與值“0”之間以預(yù)定的定時(shí)切換。
16.如權(quán)利要求13所述的脈沖信號發(fā)生方法，其特征在于，在所述頻率設(shè)置寄存器內(nèi)以所述計(jì)算間隔要重新設(shè)置的值在所述加或減結(jié)果與所述頻率設(shè)置寄存器內(nèi)設(shè)置的值之間以預(yù)定的定時(shí)切換。
全文摘要
本發(fā)明提供的脈沖信號發(fā)生電路包含長度至少為(n+1)位的頻率設(shè)置寄存器,用于把值文檔編號G06F7/68GK1195926SQ9712262
公開日1998年10月14日 申請日期1997年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月29日
發(fā)明者田中陽一, 三品一博 申請人:松下電工株式會社