专利名称：步进电机驱动的控制系统中限位开关信号的处理方法
技术领域：
本发明涉及步进电机驱动控制领域，具体涉及步进电机驱动的控制系统中的限位开关信号的处理方法。
背景技术：
现有的步进电机驱动的运动控制系统中，系统的结构通常是控制器输出控制信号到步进电机驱动器，步进电机驱动器驱动步进电机转动，步进 电机带动机械运动部件运动，运动部件在左右两个极限位置设有限位开关，限位开关的信号反馈给控制器，以防止机械运动部件超出行程，造成不必要的损坏。现有的控制器处理限位开关信号通常是将限位开关信号直接反馈给控制器的CPU,使得CPU得知限位开关信号是否动作，并做出相应的处理，这通常是通过软件实现的，这样的限位开关处理方法占用了 CPU的资源，特别地，当系统中含有多台步进电机并且需要处理众多限位开关信号时，CPU的资源被耗费过多，而且，限位信号处理是通过软件处理实现的，可靠性较低。
发明内容
本发明为解决现有控制器处理限位开关信号时，直接将限位开关信号反馈至控制器的CPU，由于通过软件实现对限位开关信号的处理，导致占用CPU的资源以及可靠性低的问题，提供一种步进电机驱动的控制系统中限位开关信号的处理方法。步进电机驱动的控制系统中限位开关信号的处理方法，该方法中的控制器输出方向信号、脉冲信号和使能信号至开关信号处理电路，所述开关信号处理电路接收左限位开关信号和右限位开关信号，并将左限位开关信号或右限位开关信号中的一路信号作为零位信号传至控制器；开关信号处理电路将接收的方向信号和使能信号与向步进电机驱动器输出的方向信号和使能信号保持一致或取反；开关信号处理电路向步进电机驱动器输出的脉冲信号根据限位开关信号和接收控制器输入的方向信号进行逻辑判断，是否向步进电机驱动器传递信号；左极限开关动作的同时，控制器输出的方向信号要求机械系统继续向左运动，开关信号处理电路向步进电机驱动器输出的脉冲信号保持电平不变，不向步进电机驱动器传递信号；右极限开关动作的同时，控制器输出的方向信号要求机械系统向右运动，开关信号处理电路的脉冲信号保持电平不变，不向步进电机驱动器传递信号；当左极限开关和右极限开关均未动作时，开关信号处理电路接收的脉冲信号与开关信号处理电路向步进电机驱动器输出的脉冲信号保持一致，开关信号处理电路直接将脉冲信号传至步进电机驱动器。本发明的原理在步进电机驱动的运动控制系统中，为了不占用控制器CPU的资源，而且可靠的实现限位作用，本发明设计了一种限位开关信号的处理方法，该方法包括一个开关信号处理电路，控制器输出给步进电机驱动器的信号通常是三路有效信号使能信号，控制步进电机的电枢中是否通电；方向信号，控制步进电机的转动方向；脉冲信号，每一个脉冲控制步进电机转动一步。本发明中的开关信号处理电路融合这三路控制信号和限位开关信号，按照特定的逻辑关系产生新的三路控制信号输出给步进电机驱动器，同时，其中的一路限位开关信号输出给控制器，作为机械系统备用的零位信号。本发明的有益效果本发明所述的步进电机驱动的控制系统中的限位开关信号的处理方法，可以节约控制器的资源，可以增加同一款处理器控制的步进电机的个数，并且由硬件来处理极限开关的位置的方式提高了系统的实时性和可靠性，并且不丢失机械系统零位信息。
图I为现有的步进电机驱动的运动控制系统中的限位开关信号的处理方法结构图；图2为本发明所述的步进电机驱动的控制系统中限位开关信号的处理方法中限·位开关的处理方法结构图；图3为本发明所述的步进电机驱动的控制系统中限位开关信号的处理方法中信号的逻辑关系的原理图。图中1、控制器，2、步进电机驱动器，3、步进电机，4、右极限开关，5、机械系统，6、左极限开关，7、系统零位开关，8、开关信号处理电路。
具体实施例方式具体实施方式
一、结合图2和图3说明本实施方式，步进电机驱动的控制系统中限位开关信号的处理方法，该方法中包括控制器I、开关信号处理电路8和步进电机驱动器2 ；结合左右限位开关信号、控制器I输出的三路控制信号、零位信号和开关信号处理电路8输出给步进电机驱动器2的三路输出控制信号之间的逻辑关系进一步说明开关信号处理电路8输出的方向信号和使能信号和其输入的方向信号和使能信号保持一样或者简单的取反；将左右极限开关信号中的一路信号不做改变或者简单的取反输出给控制器1，作为控制器I备用的一个机械系统5零位信号。而开关信号处理电路8输出的脉冲信号则要根据当前限位开关信号和输入的方向信号进行逻辑判断，是否要传递给步进电机驱动器2，左极限开关6动作的同时，控制器I的方向信号要求机械系统5继续向左运动，那么此时开关信号处理电路8的脉冲信号输出保持电平不变，不向步进电机驱动器2传递；右极限开关4动作的同时，控制器I的方向信号要求机械系统5机械向右运动，那么此时开关信号处理电路8的脉冲信号输出保持不变，不向步进电机驱动器2传递；当左右极限开关4均未动作时，开关信号处理电路8输出的脉冲信号和输入的脉冲信号保持一致，直接传递给步进电机驱动器2。步进电机驱动器2驱动步进电机3的转动的具体过程为步进电机驱动器2输入高电平时步进电机3转动的方向为正方向，沿此方向转动到的机械系统5的极限位置为右极限位置，此位置动作的极限开关为右极限开关4 ;步进电机驱动器2输入低电平时步进电机3转动的方向为负方向，沿此方向转动到的机械系统5的极限位置为左极限位置，此位置动作的极限开关为左极限开关6。
当机械系统5达到右极限位置时，右极限开关4动作，系统此时只能反向运动，不能再正向运动，此时开关信号处理电路8只接受反向动作的信号，对于正向动作的信号处理后不输出；当机械系统5达到左极限位置时，左极限开关6动作，系统此时只能正向运动，不能再反向运动，此时开关信号处理电路8只接受正向动作的信号，对于反向动作的信号处理后不输出；当机械系统5未达到任何一个限位开关时,开关信号处理电路8对正向动作信号和反向动作信号开关信号处理电路8都输出给步进电机驱动器2。本实施方式中，左右限位开关信号、控制器I向开关信号处理电路8输出的方向信号、脉冲信号和开关信号处理电路向步进电机驱动器输出的脉冲信号转化为逻辑关系的真值表用表I表不为:表中，控制器I向开关信号处理电路8输出的方向信号中，O表不反向 转动，I表不正向转动信号；左右极限开关信号中，O表动作，I表未动作；脉冲信号中，I表不允许控制器I向开关信号处理电路8输出的脉冲信号输出给步进电机驱动器,O表不禁止控制器I向开关信号处理电路8输出的脉冲信号输出给步进电机驱动器2。表I
权利要求
1.步进电机驱动的控制系统中限位开关信号的处理方法，其特征是，控制器输出方向信号、脉冲信号和使能信号至开关信号处理电路(8)，所述开关信号处理电路(8)接收左限位开关信号和右限位开关信号，并将左限位开关信号或右限位开关信号中的一路信号作为零位信号传至控制器(I); 开关信号处理电路(8)将接收的方向信号和使能信号与向步进电机驱动器(2)输出的方向信号和使能信号保持一致或取反； 开关信号处理电路(8)向步进电机驱动器(2)输出的脉冲信号根据限位开关信号和接收控制器(I)输入的方向信号进行逻辑判断，是否向步进电机驱动器(2)传递信号；左极限开关(6)动作的同时,控制器(I)输出的方向信号要求机械系统(5)继续向左运动,开关信号处理电路(8)向步进电机驱动器(2)输出的脉冲信号保持电平不变，不向步进电机驱动器(2)传递信号；右极限开关(4)动作的同时,控制器(I)输出的方向信号要求机械系统(5)向右运动，开关信号处理电路(8)的脉冲信号保持电平不变，不向步进电机驱动器(2)传递信号；当左极限开关(6)和右极限开关(4)均未动作时，开关信号处理电路(8)接收的脉冲信号与开关信号处理电路(8)向步进电机驱动器(2)输出的脉冲信号保持一致，开关信号处理电路(8)直接将脉冲信号传至步进电机驱动器(2)。
全文摘要
步进电机驱动的控制系统中限位开关信号的处理方法，涉及步进电机驱动控制领域，它解决现有控制器处理限位开关信号时，直接将限位开关信号反馈至控制器的CPU，由于通过软件实现对限位开关信号的处理，导致占用CPU的资源以及可靠性低的问题，本发明包括开关信号处理电路，所述的开关信号处理电路融合控制器输出的方向信号、脉冲信号和使能信号三路控制信号，这三路控制信号和限位开关信号，按照特定的逻辑关系产生新的三路控制信号输出给步进电机驱动器，同时其中的一路限位开关信号输出给控制器，作为机械系统备用的零位信号。本发明由硬件来处理极限开关的位置的方式提高了系统的实时性和可靠性，并且不丢失机械系统零位信息。
文档编号H02P8/20GK102904513SQ20121037037
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者许家林, 孙强 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所