专利名称：电机运动控制方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电机运动控制方法和装置。
背景技术：
众所周知，现有的控制系统中，大多采用微处理装置(例如单片机或DSP芯片等) 与专用运动控制芯片结合的方式产生脉冲，从而对电机(例如步进电机或伺服电机)进行 控制，例如微处理装置可实现程序控制，专用运动芯片可实现脉冲控制，两者结合能实现较 好的运动控制效果，但专用的运动控制芯片的成本太高。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电机运动控制方法和装置，旨在降低控制成本。本发明提供一种电机运动控制方法，基于设有微处理装置及定时器/计数器的控 制装置，所述方法包括以下步骤根据运动类型计算一预设时间段内电机运动所需的脉冲；获取在所述预设时间段内，定时器/计数器发送若干脉冲所需的定时/计数参 数；对定时器/计数器进行处理，使其按获取的定时/计数参数发送脉冲。优选地，所述对定时器/计数器进行处理，使其按获取的定时/计数参数发送脉冲 的步骤中包括微处理装置控制定时器/计数器产生脉冲信号，并产生方向信号。优选地，所述微处理装置包括单片机、DSP、ARM或计算机的控制接口。优选地，所述定时器/计数器包括8253、8254、82C54芯片或等效电路。优选地，所述定时器/计数器包括通过复杂可编程逻辑器件CPLD、现场可编程门 阵列FPGA实现的与8253、8254或82C54芯片功能相同的软件或等效电路。本发明提供一种电机控制装置，包括微处理装置和定时器/计数器，其中所述微 处理装置设有运算模块，用于根据运动类型计算一预设时间段内电机运动所需的脉冲；参数获取模块，用于获取在所述预设时间段内，定时器/计数器发送若干脉冲所 需的定时/计数参数；控制模块，用于对定时器/计数器进行处理，使其按获取的定时/计数参数发送脉 冲。优选地，所述控制模块包括定时器控制单元，用于控制定时器/计数器产生脉冲
信号，并产生方向信号。优选地，所述微处理装置包括单片机、DSP、ARM或计算机的控制接口。优选地，所述定时器/计数器包括8253、8254、82C54芯片或等效电路。优选地，所述定时器/计数器包括通过复杂可编程逻辑器件CPLD、现场可编程门阵列FPGA实现的与8253、8254或82C54芯片功能相同的软件或等效电路。本发明所提供的电机运动控制方法或装置，通过微处理装置计算一预设时间段内 电机运动所需的脉冲，然后获取在所述预设时间段内，定时器/计数器发送若干脉冲所需 的定时/计数参数，再通过定时器/计数器发送脉冲以控制电机的运动，降低了电机运动控 制成本，并且对硬件电路的要求低，软件算法相对简单，可以实现比较高的性能指标。
图1为本发明一实施方式中电机运动控制方法的流程图；图2为本发明一实施方式中电机运动控制装置的结构示意图。本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施例方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。图1示出了本发明的一个实施方式中电机运动控制方法的流程，该流程包括以下 步骤步骤S10，根据运动类型计算一预设时间段内电机运动所需的脉冲；运动类型包 括勻速、加速、转角、定位等；预设时间可以根据用户需要进行设定，例如可设定为1毫秒 或0. 1毫秒等，可通过微处理装置计算得到电机运动所需的脉冲，在一实施例中，微处理装 置可以为单片机、DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、ARM (Advanced RISC Machines)或计算机的控制接口。步骤S20，获取在所述预设时间段内，定时器/计数器发送若干脉冲所需的定时/ 计数参数；例如，可通过查表法等其他算法获取定时器/计数器发送若干同频率脉冲所需 的定时/计数参数。步骤S30，对定时器/计数器进行处理，使其按获取的定时/计数参数发送脉冲。 例如，微处理装置可将获取的定时/计数参数发送至定时器/计数器，并控制其按获取的定 时/计数参数发送脉冲，从而实现对电机的运动控制。本发明实施方式所提供的电机运动控制方法，通过微处理装置计算一预设时间段 内电机运动所需的脉冲，然后获取在所述预设时间段内，定时器/计数器发送若干脉冲所 需的定时/计数参数，再通过定时器/计数器发送脉冲以控制电机的运动，降低了电机运动 控制成本，并且对硬件电路的要求低，软件算法相对简单，可以实现比较高的性能指标。在一实施例中，可通过微处理装置控制定时器/计数器产生脉冲信号，并产生方 向信号，从而控制电机运动。上述实施方式中，微处理装置可包括单片机、DSP、ARM或计算机的控制接口，而定 时器/计数器可包括8253、8254或82C54芯片；也可包括通过复杂可编程逻辑器件CPLD、 现场可编程门阵列FPGA实现的与8253、8254或82C54芯片功能相同的软件或等效电路。8253,8254或82C54系列芯片具有多种工作模式，应用较为普遍。例如82C54芯片 中的一种工作模式(例如工作模式2)配合本方案中的微处理装置，可以实现本发明。8253、 8254或82C54芯片的工作模式为本领域技术人员所周知，在此不作详述。CPLD (Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)，是一种用户
4根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路，其基本设计方法是借助集成开发软件 平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件并将代码传送到目标芯片中， 实现设计的数字系统。具有编程灵活、集成度高、设计开发周期短、适用范围宽、开发工具先 进、设计制造成本低、对设计者的硬件经验要求低、标准产品无需测试、保密性强、价格大众 化等特点，可实现较大规模的电路设计，因此被广泛应用于产品的原型设计和产品生产中。 而FPGA (Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)是在CPLD等可编程器件的 基础上进一步发展的产物，具有更大的灵活性，可实现更多功能。在一实施例中，微处理装置为89C51单片机，定时器/计数器为M82C54或MC1413， 用于信号的驱动；微处理装置89C51控制M82C54产生脉冲信号；并直接在其它管脚产生方 向信号或通过接口扩展电路产生该方向信号，从而对电机的运动进行控制。本发明电机运动控制方法通过8253、8254或82C54芯片，或CPLD、FPGA或等效电 路，实现对电机运动进行控制，降低了电机控制成本并且对硬件的电路要求低、软件算法相 对简单，可以实现比较高的性能。本发明提供一种电机运动控制装置，参照图2，该装置包括微处理装置10和定时 器/计数器20，其中所述微处理装置10设有运算模块11，用于根据运动类型计算一预设时间段内电机运动所需的脉冲；运动 类型包括勻速、加速、转角、定位、插补运动等；预设时间可以根据用户需要进行设定，例如 可设定为1毫秒或0. 1毫秒等，可通过微处理装置计算得到电机运动所需的脉冲，在一实 施例中，微处理装置可以为单片机、DSP (Digital Signal Processing，数字信号处理)、 ARM (Advanced RISC Machines)或计算机的控制接口。运算模块11可通过软件计算一预设 时间段内电机运动所需的脉冲。参数获取模块12，用于获取在所述预设时间段内，定时器/计数器20发送若干脉 冲所需的定时/计数参数；例如，参数获取模块12可通过查表法等其他算法获取定时器/ 计数器20发送若干同频率脉冲所需的定时/计数参数。控制模块13，用于对定时器/计数器20进行处理，使其按获取的定时/计数参数 发送脉冲。例如，控制模块13可将获取的定时/计数参数发送至定时器/计数器20，并控 制其按获取的定时/计数参数发送脉冲，从而实现对电机的运动控制。本发明实施方式所提供的电机运动控制装置，通过微处理装置10计算一预设时 间段内电机运动所需的脉冲，然后获取在所述预设时间段内，定时器/计数器20发送若干 脉冲所需的定时/计数参数，再通过定时器/计数器20发送脉冲以控制电机的运动，降低 了电机运动控制成本，并且对硬件电路的要求低，软件算法相对简单，可以实现比较高的性 能指标。在一实施例中，上述控制模块13包括定时器控制单元131，用于控制定时器/计数 器20产生脉冲信号，并产生方向信号。上述实施方式中，微处理装置10可包括单片机、DSP、ARM或计算机的控制接口，而 定时器/计数器20可包括8253、8254或82C54芯片；也可包括通过复杂可编程逻辑器件 CPLD、现场可编程门阵列FPGA实现的与8253、8254或82C54芯片功能相同的软件或等效电路。8253,8254或82C54系列芯片具有多种工作模式，应用较为普遍。例如82C54芯片
5中的一种工作模式(例如工作模式2)配合本方案中的微处理装置，可以实现本发明。8253、 8254或82C54芯片的工作模式为本领域技术人员所周知，在此不作详述。CPLD及FPGA的结构和功能可参照前述实施例，在此不作详述。在一实施例中，微处理装置10可以为89C51单片机，定时器/计数器20为M82C54 ； 微处理装置89C51控制M82C54产生脉冲信号；并直接在其它管脚产生方向信号或通过接口 扩展电路产生该方向信号，从而对电机的运动进行控制。本发明电机运动控制装置通过8253、8254或82C54芯片，或CPLD、FPGA或等效电 路，实现对电机运动进行控制，降低了电机控制成本并且对硬件的电路要求低、软件算法相 对简单，可以实现比较高的性能。以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技 术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
一种电机运动控制方法，其特征在于，基于设有微处理装置及定时器/计数器的控制装置，所述方法包括以下步骤根据运动类型计算一预设时间段内电机运动所需的脉冲；获取在所述预设时间段内，定时器/计数器发送若干脉冲所需的定时/计数参数；对定时器/计数器进行处理，使其按获取的定时/计数参数发送脉冲。
2.如权利要求1所述的电机运动控制方法，其特征在于，所述对定时器/计数器进行处 理，使其按获取的定时/计数参数发送脉冲的步骤中包括微处理装置控制定时器/计数器产生脉冲信号，并产生方向信号。
3.如权利要求1或2所述的电机运动控制方法，其特征在于，所述微处理装置包括单片 机、DSP、ARM或计算机的控制接口。
4.如权利要求3所述的电机运动控制方法，其特征在于，所述定时器/计数器包括 8253,8254 或 82C54 芯片。
5.如权利要求3所述的电机运动控制方法，其特征在于，所述定时器/计数器包括通 过复杂可编程逻辑器件CPLD、现场可编程门阵列FPGA实现的与8253、8254或82C54芯片功 能相同的软件或等效电路。
6.一种电机运动控制装置，其特征在于，包括微处理装置和定时器/计数器，其中所述 微处理装置设有运算模块，用于根据运动类型计算一预设时间段内电机运动所需的脉冲；参数获取模块，用于获取在所述预设时间段内，定时器/计数器发送若干脉冲所需的 定时/计数参数；控制模块，用于对定时器/计数器进行处理，使其按获取的定时/计数参数发送脉冲。
7.如权利要求6所述的电机运动控制装置，其特征在于，所述控制模块包括定时器控制单元，用于控制定时器/计数器产生脉冲信号，并产生方向信号。
8.如权利要求6或7所述的电机运动控制装置，其特征在于，所述微处理装置包括单片 机、DSP、ARM或计算机的控制接口。
9.如权利要求8所述的电机运动控制装置，其特征在于，所述定时器/计数器包括 8253、8254、82C54芯片或等效电路。
10.如权利要求8所述的电机运动控制装置，其特征在于，所述定时器/计数器包括 通过复杂可编程逻辑器件CPLD、现场可编程门阵列FPGA实现的与8253、8254或82C54芯片 功能相同的软件或等效电路。
全文摘要
本发明涉及电机控制技术领域，提供了一种电机运动控制方法，该方法基于设有微处理装置及定时器/计数器的控制装置，所述方法包括以下步骤根据运动类型计算一预设时间段内电机运动所需的脉冲；获取在所述预设时间段内，定时器/计数器发送若干脉冲所需的定时/计数参数；对定时器/计数器进行处理，使其按获取的定时/计数参数发送脉冲。本发明还提供了一种电机运动控制装置。本发明所提供的电机运动控制方法或装置，降低了电机运动控制成本，并且对硬件电路的要求低，软件算法相对简单，可以实现比较高的性能指标。
文档编号H02P29/00GK101969295SQ20101029354
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者姚利民 申请人:姚利民