專利名稱：步進(jìn)馬達(dá)控制裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種馬達(dá)控制裝置，特別是一種使用于影像掃描儀的步進(jìn)馬達(dá)控制裝置，及其控制方法。


圖1是一現(xiàn)有步進(jìn)馬達(dá)的線圈示意圖，此步進(jìn)馬達(dá)經(jīng)設(shè)計(jì)成以60度步角移動(dòng)，其具有以兩個(gè)線圈驅(qū)動(dòng)的一轉(zhuǎn)子。此步進(jìn)馬達(dá)可以60度步角前進(jìn)或倒退。為使步進(jìn)馬達(dá)以步進(jìn)方式移動(dòng)，須要施予電壓在線圈A及B上。線圈A具有兩端部A1及A2。同樣地，線圈B具有兩端部B1及B2。通過施予正電位、負(fù)電位及零電位橫跨線圈A及B，步進(jìn)馬達(dá)可以步進(jìn)方式移動(dòng)。圖2是步進(jìn)馬達(dá)的一表示圖，其于步進(jìn)馬達(dá)本體上顯示出線圈端部A1、A2、B1及B2。
圖3是圖2的步進(jìn)馬達(dá)步進(jìn)狀態(tài)表，其顯示出為控制步進(jìn)馬達(dá)的步進(jìn)狀態(tài)，須要施予在線圈A及B的電位及其相應(yīng)的步進(jìn)角度。對(duì)于每一步進(jìn)位置，線圈A及B須相應(yīng)具有一定電位。以步角60度移動(dòng)的步進(jìn)馬達(dá)為例，此步進(jìn)馬達(dá)具有6種可能的步進(jìn)位置，每一步進(jìn)位置與其相鄰的步進(jìn)位置相差60度。此6種步進(jìn)位置以狀態(tài)0至5標(biāo)示。步進(jìn)馬達(dá)可以前進(jìn)60度至下一步進(jìn)位置，或倒退60度回到前一步進(jìn)位置。就單一步進(jìn)動(dòng)作而言，為從0度的步進(jìn)位置前進(jìn)至60度的步進(jìn)位置，線圈A及B必須從狀態(tài)0變化至狀態(tài)1；其中線圈A及B在狀態(tài)0時(shí)，皆具有正電位，如步進(jìn)狀態(tài)表上所指”1”代表者。而線圈A及B在狀態(tài)1時(shí)，線圈A具有正電壓，線圈B具有零電位，分別如步進(jìn)狀態(tài)表上相應(yīng)線圈A所指”1”及相應(yīng)線圈B所指”0”。
由于施予在線圈A及B 上的電位可能為+1電位(正電位)、0電位(零電位)及-1電位(負(fù)電位)，步進(jìn)馬控制電路必須控制四個(gè)線圈端部A1、A2、B1及B2。例如，在狀態(tài)2時(shí)，如步進(jìn)狀態(tài)表上所指”-1”者，B線圈接收-1電位。此意指B1端部具有0值及B2端部具有+1值。換言的，一負(fù)電位施予在B線圈上。相反地，在狀態(tài)0時(shí)，一正電位施予在線圈B上。此意指+1電位施予在線圈端部B1，且零電位施予在線圈端部B2。根據(jù)分別施予在線圈A及B的四個(gè)端部A1、A2、B1及B2的+1值電位或0值電位，步進(jìn)馬達(dá)即移動(dòng)一相應(yīng)的預(yù)定步角。
圖4是使用于影像掃描儀的一現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)裝置的功能方塊圖。此驅(qū)動(dòng)裝置包括一控制電路40、一步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器42及一步進(jìn)馬達(dá)44。控制電路40可以包含一數(shù)字馬達(dá)驅(qū)動(dòng)訊號(hào)產(chǎn)生器402的一特殊應(yīng)用集成電路(application specific integrated circuit)來實(shí)現(xiàn)。數(shù)字馬達(dá)驅(qū)動(dòng)訊號(hào)產(chǎn)生器402用以產(chǎn)生包含高邏輯位準(zhǔn)”1”及低邏輯位準(zhǔn)”0”的一組數(shù)字訊號(hào)，并以并列方式將此組數(shù)字訊號(hào)輸出至步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器42。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器42相應(yīng)此組數(shù)字訊號(hào)，借助一輸出接腳43施予一相應(yīng)電位，即正電位或零電位，至步進(jìn)馬達(dá)44線圈個(gè)別端部。由此，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)44相應(yīng)此組數(shù)字訊號(hào)移動(dòng)一預(yù)定步角。
在此一現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)裝置中，每一數(shù)字訊號(hào)由控制電路40經(jīng)由一控制接腳輸出至步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器42。控制電路40，例如是一特殊應(yīng)用集成電路，須要提供額外的控制接腳供輸出一組控制訊號(hào)至步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器42。此些控制接腳占據(jù)控制電路40相當(dāng)多的面積。因此，亟待提供一種經(jīng)改良的步進(jìn)馬達(dá)控制裝置，其可減少控制電路對(duì)馬達(dá)控制訊號(hào)的控制接腳數(shù)目。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提供一種步進(jìn)馬達(dá)控制裝置及其控制方法，其使用內(nèi)建于控制電路中的一并接輸入-串接輸出接口以控制一組步進(jìn)馬達(dá)控制訊號(hào)以序列方式從控制電路輸出。由此，可減少控制電路對(duì)步進(jìn)馬達(dá)控制訊號(hào)輸出的控制接腳數(shù)目，并可縮小控制電路的體積。
本發(fā)明的另一目的是提供一種步進(jìn)馬達(dá)控制裝置及其控制方法，其可減少控制電路對(duì)步進(jìn)馬達(dá)控制訊號(hào)輸出的控制接腳數(shù)目及縮小控制電路的體積，進(jìn)而使得控制電路控制自動(dòng)饋紙裝置或光罩等外接裝置時(shí)，可使用較小的電纜線(cable)或接頭(connector)，而降低成本。
根據(jù)以上所述的目的，本發(fā)明提供一種步進(jìn)馬達(dá)控制裝置及其控制方法。此控制裝置包括一控制電路及一串接輸入-并接輸出接口。此控制電路包括一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)訊號(hào)產(chǎn)生器及一并接輸入-串接輸出接口。馬達(dá)控制訊號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生一組以并列方式輸出的控制訊號(hào)，經(jīng)此并接輸入-串接輸出接口以序列方式輸出此組控制訊號(hào)。串接輸入-并接輸出接口接收此組控制訊號(hào)及以并列方式將此組控制訊號(hào)輸出至一步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器，以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)移動(dòng)一預(yù)定步角。
圖中符號(hào)說明40 控制電路402數(shù)字馬達(dá)驅(qū)動(dòng)訊號(hào)產(chǎn)生器42 步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器43 輸出接腳44 步進(jìn)馬達(dá)50 控制電路51 控制端502馬達(dá)控制訊號(hào)產(chǎn)生器504并接輸入-串接輸出接口52 串接輸入-并接輸出接口53 裝置端54 步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器55 輸出接腳56 步進(jìn)馬達(dá)本發(fā)明提供一種步進(jìn)馬達(dá)控制裝置，特別是使用于影像掃描儀的步進(jìn)馬達(dá)控制裝置。此步進(jìn)馬達(dá)用以移動(dòng)影像掃描儀的掃描頭，而本發(fā)明的控制裝置用以提供一組控制訊號(hào)予步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)移動(dòng)一預(yù)定步角。本發(fā)明的步進(jìn)馬達(dá)動(dòng)作原理與背景技術(shù)中所述及如圖1及圖2所示的步進(jìn)馬達(dá)作動(dòng)原理相同。
圖5是本發(fā)明使用于影像掃描儀的一驅(qū)動(dòng)裝置的功能方塊圖。此驅(qū)動(dòng)裝置包括一控制端51及一裝置端53。控制端51包括一控制電路50。裝置端53包括一串接輸入-并接輸出接口52、一步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器54及一步進(jìn)馬達(dá)56。控制電路50更包含一馬達(dá)控制訊號(hào)產(chǎn)生器502及一并接輸入-串接輸出接口504。控制電路50可以一特殊應(yīng)用集成電路來實(shí)現(xiàn)。馬達(dá)控制訊號(hào)產(chǎn)生器502可以是一數(shù)字馬達(dá)驅(qū)動(dòng)訊號(hào)產(chǎn)生器或一數(shù)字馬達(dá)驅(qū)動(dòng)訊號(hào)產(chǎn)生電路。馬達(dá)控制訊號(hào)產(chǎn)生器502產(chǎn)生一組以并列方式輸出的數(shù)字訊號(hào)至并接輸入-串接輸出接口504。并接輸入-串接輸出接口504再以序列方式輸出此組數(shù)字訊號(hào)至串接輸入-并接輸出接口52。詳而言的，馬達(dá)控制訊號(hào)產(chǎn)生器502產(chǎn)生一組包括高邏輯位準(zhǔn)“1”及低邏輯位準(zhǔn)“0”的數(shù)字訊號(hào)，并將此組數(shù)字訊號(hào)以并列方式送至并接輸入-串接輸出接口504。并接輸入-串接輸出接口504接著以序列方式輸出此組數(shù)字訊號(hào)至一串接輸入-并接輸出接口52。此意即并接輸入-串接輸出接口504在每一計(jì)時(shí)脈沖變化(clocktransition)時(shí)，依序送出一數(shù)字訊號(hào)至串接輸入-并接輸出接口52。
并接輸入-串接輸出接口504可以一并接輸入-串接輸出型態(tài)的移位緩存器(shifting register)60構(gòu)成，如圖6A所示。并接輸入-串接輸出型態(tài)的移位緩存器60包括一組并接的RS正反器(RS flip-flop)。此組RS正反器的輸出端串接在一起。所有資料同時(shí)輸入并接輸入-串接輸出型態(tài)的移位緩存器60，然后在每一計(jì)時(shí)脈沖變化時(shí)，位于并接輸入-串接輸出型態(tài)的移位緩存器60所有位中的資料依序列方式依次送出。
串接輸入-并接輸出接口52可以一串接輸入-并接輸出型態(tài)的移位緩存器62構(gòu)成，如圖6B所示。此串接輸入-并接輸出型態(tài)的移位緩存器62包括一組串接的RS正反器。每一RS正反器的輸出端連接至個(gè)別的輸出接腳。
串接輸入-并接輸出接口52以并列方式將此組數(shù)字訊號(hào)送至步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器54。如背景技術(shù)中所述及的，此組包含+1值及0值的數(shù)字訊號(hào)相應(yīng)步進(jìn)馬達(dá)的一位置狀態(tài)。當(dāng)此組數(shù)字訊號(hào)送至步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器54時(shí)，對(duì)應(yīng)每一數(shù)字訊號(hào)的電位，即正電位或零電位，由一輸出接腳55分別施予在步進(jìn)馬達(dá)56相應(yīng)的線圈端部，以產(chǎn)生電位如正電位、零電位或負(fù)電位，橫跨每一線圈。據(jù)此，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)56移動(dòng)一預(yù)定步角至相應(yīng)的位置狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，一并接輸入-串接輸出接口504內(nèi)建于控制電路50中。控制電路50經(jīng)由此并接輸入-串接輸出接口504可以序列方式送出一組步進(jìn)馬達(dá)控制訊號(hào)。因此，本發(fā)明的控制電路50并不需要提供如圖4所示的現(xiàn)有控制電路40一樣多數(shù)目的控制接腳以供輸出步進(jìn)馬達(dá)控制訊號(hào)。本發(fā)明控制電路50中供輸出步進(jìn)馬達(dá)控制訊號(hào)的控制接腳的數(shù)目明顯減少，故可縮小控制電路50如特殊應(yīng)用集成電路的體積。當(dāng)控制電路50控制如自動(dòng)饋紙裝置或光罩等外接裝置時(shí)，亦可使用較小的電纜線(cable)或接頭(connector)，進(jìn)而降低制造成本。再者，本發(fā)明可利用并接輸入-串接輸出接口504及串接輸入-并接輸出接口52的組合，在不增加控制電路50供輸出馬達(dá)控制訊號(hào)的控制接腳數(shù)目的情況下，同時(shí)控制多個(gè)步進(jìn)馬達(dá)動(dòng)作。
以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的保護(hù)范圍；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種步進(jìn)馬達(dá)控制裝置，其特征在于，包括一控制電路，包括一馬達(dá)控制訊號(hào)產(chǎn)生器及一并接輸入-串接輸出接口，該馬達(dá)控制訊號(hào)產(chǎn)生器用以產(chǎn)生以并列方式輸出的一組控制訊號(hào)至該并接輸入-串接輸出接口，借助該并接輸入-串接輸出接口將該組控制訊號(hào)以序列方式輸出；及一串接輸入-并接輸出接口，供接收以序列方式輸出的該組控制訊號(hào)及以并列方式輸出該組控制訊號(hào)至一步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器，以驅(qū)動(dòng)一步進(jìn)馬達(dá)移動(dòng)一預(yù)定步角。
2.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，上述的控制電路更包含一特殊應(yīng)用集成電路。
3.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，上述的一組控制訊號(hào)包括高邏輯位準(zhǔn)“1”及低邏輯位準(zhǔn)“0”的數(shù)字訊號(hào)。
4.一種步進(jìn)馬達(dá)控制裝置，其特征在于，包括一控制電路，包括一馬達(dá)控制訊號(hào)產(chǎn)生器及一并接輸入-串接輸出接口，該馬達(dá)控制訊號(hào)產(chǎn)生器用以產(chǎn)生以并列方式輸出的一組控制訊號(hào)至該并接輸入-串接輸出接口，借助該并接輸入-串接輸出接口將該組控制訊號(hào)以序列方式輸出；及一串接輸入-并接輸出接口，供接收以序列方式輸出的該組控制訊號(hào)及以并列方式輸出該組控制訊號(hào)至一步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器，以同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)步進(jìn)馬達(dá)移動(dòng)一預(yù)定步角。
5.如權(quán)利要求4所述的控制裝置，其特征在于，上述的控制電路更包含一特殊應(yīng)用集成電路。
6.如權(quán)利要求4所述的控制裝置，其特征在于，上述的一組控制訊號(hào)包括高邏輯位準(zhǔn)“1”及低邏輯位準(zhǔn)“0”的數(shù)字訊號(hào)。
7.一種使用于影像掃描儀的步進(jìn)馬達(dá)控制裝置，該步進(jìn)馬達(dá)用以移動(dòng)該影像掃描儀的一掃描頭，其特征在于，該控制裝置包括一控制電路，包括一馬達(dá)控制訊號(hào)產(chǎn)生器及一并接輸入-串接輸出接口，該馬達(dá)控制訊號(hào)產(chǎn)生器用以產(chǎn)生以并列方式輸出的一組控制訊號(hào)至該并接輸入-串接輸出接口，借助該并接輸入-串接輸出接口以序列方式輸出該組控制訊號(hào)；及一串接輸入-并接輸出接口，供接收以序列方式輸出的該組控制訊號(hào)及以并列方式輸出該組控制訊號(hào)至一步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器，以驅(qū)動(dòng)該步進(jìn)馬達(dá)移動(dòng)一預(yù)定步角以移動(dòng)該掃描頭。
8.如權(quán)利要求7所述的控制裝置，其特征在于，上述的控制電路更包含一特殊應(yīng)用集成電路。
9.如權(quán)利要求7所述的控制裝置，其特征在于，上述的一組控制訊號(hào)包括高邏輯位準(zhǔn)“1”及低邏輯位準(zhǔn)“0”的數(shù)字訊號(hào)。
10.一種步進(jìn)馬達(dá)控制方法，其特征在于，包括接收一組并列控制訊號(hào)；轉(zhuǎn)換該組并列控制訊號(hào)為一組序列控制訊號(hào)；及將該組序列控制訊號(hào)轉(zhuǎn)換成以并列方式輸出至一步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器，以驅(qū)動(dòng)一步進(jìn)馬達(dá)移動(dòng)一預(yù)定步角。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種步進(jìn)馬達(dá)控制裝置及其控制方法，此控制裝置包括一控制電路及一串接輸入－并接輸出接口，此控制電路包括一馬達(dá)控制訊號(hào)產(chǎn)生器及一并接輸入－串接輸出接口，馬達(dá)控制訊號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生一組以并列方式輸出的控制訊號(hào)，經(jīng)此并接輸入－串接輸出接口以序列方式輸出此組控制訊號(hào)，串接輸入－并接輸出接口接收此組控制訊號(hào)及以并列方式將此組控制訊號(hào)輸出至一步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器，以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)移動(dòng)一預(yù)定步角。
文檔編號(hào)H02P8/22GK1464635SQ0212477
公開日2003年12月31日 申請(qǐng)日期2002年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月25日
發(fā)明者陳世煌, 黃英俊 申請(qǐng)人:力捷電腦股份有限公司