(57)【要約】【課題】８ビットシングルチップＭＰＵを用いたステッピングモーターの制御装置において、ステッピングモーターの加減速時にシングルチップＭＰＵに大きな負担をかけずにきめ細かい滑らかな制御を行う。【解決手段】シングルチップＭＰＵに内蔵されている２つのタイマの一方のタイマを設定された周波数でパルスを出力するパルス出力モードに設定し、他方のタイマを入力されたパルスをカウントするパルスカウントモードに設定する。また、一方のタイマから出力されたパルスがステッピングモーターを駆動するパルスとなり、かつ他方のタイマの入力パルスとなるように接続し、ステッピングモーターの回転速度を変化させる場合に、他方のタイマのカウント値が設定カウント値になる都度、一方のタイマから出力するパルスの設定周波数と他方のタイマの設定カウント値とを変化させる。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シングルチップＭＰＵに内蔵する２つのタイマを用いて回転制御を行うステッピングモーターの制御装置において、
設定された周波数でパルスを出力するタイマＸ、および入力されたパルスをカウントするタイマＹ、並びに前記タイマＸの設定周波数および前記タイマＹの設定カウント値を複数格納したメモリを有するシングルチップＭＰＵと、
前記タイマＸから出力されたパルスが、前記ステッピングモーターを駆動するパルスとなり、かつ前記タイマＹの入力パルスとなるように接続する接続手段とを設け、
前記ステッピングモーターの回転速度を変化させる場合に、前記タイマＹのカウント値が前記設定カウント値になる都度、前記タイマＸから出力するパルスの前記設定周波数と前記タイマＹの前記設定カウント値とを変化させることを特徴とするステッピングモーターの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、メールボックス、フィニッシャ等の紙送り装置等に使用されるステッピングモーターの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステッピングモーターの回転制御において、きめ細かく滑らかに速度を変化させるために、ダイレクト・メモリー・アクセス（ＤＭＡ）機能を使用する制御装置が一般的に使用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ＤＭＡ機能の多くは、１６ビット以上のシングルチップＭＰＵに内蔵されているが、該シングルチップＭＰＵは、８ビットシングルチップＭＰＵに比べると高価であり、低価格を優先するプリンタ、メールボックス、フィニッシャ等の小規模なシステムへの採用を困難にしている。
【０００４】
そこで、安価な８ビットシングルチップＭＰＵを用いて、きめ細かく滑らかに速度を変化させるために、８ビットシングルチップＭＰＵに内蔵されているタイマを１つ使用したステッピングモーターの制御が行なわれている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
図１は、従来の８ビットシングルチップＭＰＵ１を使用したステッピングモーター２を制御する装置のブロック図である。図２は、図１に示される８ビットシングルチップＭＰＵ１に内蔵されているタイマＡのパルス波形と、ソフトウェアによる割り込み処理のタイミングチャート図である。以下に、従来のステッピングモーターの制御装置として、タイマＡのパルス出力がＬｏになった時に各種割り込み処理を行う８ビットシングルチップＭＰＵを用いたものを例示して説明する。
【０００６】
タイマＡは、ステッピングモーター２を駆動するための駆動パルスを出力するものであり、モータドライバ３を介して、前記ステッピングモーター２に電線等で接続されている。図２において、ステップパルス１からステップパルス２に周波数が変化（ステッピングモーターの速度が高速に変化）したときのタイマＡの出力波形が示されている。
【０００７】
図２における割り込み処理とは、タイマＡのパルスの状態に応じて、ソフトウェアにより実行される処理のことである。処理３はタイマＡが出力するパルスがＨｉかＬｏかを判断する処理であり、処理４はタイマＡが出力するパルス数をカウントする処理であり、処理５はタイマＡのパルス数が所定の値に達した時にパルスＡの周波数を変化させる処理である。
【０００８】
ステッピングモーター２の速度を変化させる処理５を行うためには、タイマＡの出力波形がＬｏであることが必要であるため、割り込み処理を行う都度、タイマＡのパルス出力がＨｉかＬｏかを判断する処理３を行なう。
【０００９】
さらに、ステッピングモーターの速度を変化させる処理５を行う時期は、タイマＡの出力パルス数のカウント値が所定の値に達したとき（オーバーフローしたとき）に行うため、割り込み処理３を行い、Ｌｏであると判断した都度、パルス数をカウントする処理４を行う。
【００１０】
【特許文献１】
特開平５−３００７９９
【特許文献２】
特開昭６２−１３８０９６
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このため、ソフトウェアによる割り込み処理では、速度を変化させる（周波数を変化させる）時期であっても、速度を変化させない（周波数を変化させる必要のない）時期であっても常に大きな負荷がシングルチップＭＰＵにかかっていた。
【００１２】
したがって、高周波数になればなるほどシングルチップＭＰＵに大きな負荷がかかり、タイマＡがＬｏからＨｉになる時間よりも、処理３、処理４および処理５の時間の方が大きくなった場合は、シングルチップＭＰＵが暴走するという問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、かかる問題を解決するために、８ビットシングルチップＭＰＵに内蔵されている２つのタイマを用いて、ソフトウェアにより制御されたパルス出力でステッピングモーターを駆動するようにしたステッピングモーターの制御装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するため、本発明においては、シングルチップＭＰＵに内蔵する２つのタイマを用いて回転制御を行うステッピングモーターの制御装置において、設定された周波数でパルスを出力するタイマＸ、および入力されたパルスをカウントするタイマＹ、並びに前記タイマＸの設定周波数および前記タイマＹの設定カウント値を複数格納したメモリを有するシングルチップＭＰＵと、前記タイマＸから出力されたパルスが、前記ステッピングモーターを駆動するパルスとなり、かつ前記タイマＹの入力パルスとなるように接続する接続手段とを設け、前記ステッピングモーターの回転速度を変化させる場合に、前記タイマＹのカウント値が前記設定カウント値になる都度、前記タイマＸから出力するパルスの前記設定周波数と前記タイマＹの前記設定カウント値とを変化させることにより、安価な８ビットシングルチップＭＰＵでもタイマー割り込み時のＭＰＵの負荷を低減できるため、前記ステッピングモーターのきめ細かい滑らかな速度制御を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき、図面を用いて詳細に説明する。
【００１６】
図３は、本発明にかかる制御装置のブロック図である。図４は、図３に示される８ビットシングルチップＭＰＵ１０に内蔵されているタイマＸのパルス波形と、タイマＹのカウント値を示すタイミングチャート図である。
【００１７】
２つのタイマを内蔵する８ビットシングルチップＭＰＵ１０において、一方のタイマ（タイマＸ）をパルス出力モードに設定し、他方のタイマ（タイマＹ）をパルスカウントモードに設定する。パルス出力モードとは、例えば、発振周波数を１６分周した信号をカウントし、タイマの内容がゼロになるたびに極性を反転した出力をするモードである。また、パルスカウントモードとは、入力されたパルス数をカウントするモードである。
【００１８】
図３に示すように、前記タイマＸからのパルス出力が、ステッピングモーター２の駆動パルスとなり、かつ、前記タイマＹのパルス入力となるように、接続手段としての電線１１でモータードライバ１２を介して接続されている。このため、前記ステッピングモーター２が設定カウント値分動作した場合、すなわち前記タイマＹがカウントするパルス数が所定の値（設定カウント値）になり、オーバーフローした場合、前記タイマＹの割り込みにより、予め前記シングルチップＭＰＵ１０のメモリに記憶されている前記タイマＸの設定周波数および前記タイマＹの設定カウント値をメモリから読み出して、前記タイマＸおよび前記タイマＹの設定値を変化させるものである。
【００１９】
図４に示すように、前記タイマＹは、前記タイマＸの出力波形の立ち下がりでカウントダウンする設定になっており、前記タイマＹがオーバーフローした際、すなわちカウント値が設定カウント値になり、割り込みが発生した際、前記タイマＸの設定周波数と前記タイマＹの設定カウント値を前記シングルチップＭＰＵ１０のメモリから読み込んで、レジスタ値を更新する。図４において、ステップパルスＡは、前記タイマＸの周波数が変化する前の波形であり、ステップパルスＢは前記タイマＸの周波数を変更した後の波形である。
【００２０】
図４は、ステップパルスＡからステップパルスＢに加速するときを示しているが、具体的には、ステップパルスＡにおけるタイマＸの設定周波数が２８０ＰＰＳ（Ｐｕｌｓｅ　Ｐｅｒ　Ｓｅｃ）、タイマＹの設定カウント値が２であり、ステップパルスＢにおけるタイマＸの設定周波数が４００ＰＰＳ、タイマＹの設定カウント値が５である。
【００２１】
言うまでもなく、このまま加速を続ける場合は、ステップパルスＢにおける前記タイマＹのカウントがオーバーフローしたときに前記タイマＸの設定周波数および前記タイマＹの設定パルス数を変更し、以後同様な制御を繰り返す。
【００２２】
また、前記ステッピングモーターが一定速度で回転する場合は、前記タイマＹの動作を停止させることにより、前記した回転速度を変化させる制御を停止する。
【００２３】
前記した発明の実施の形態は、説明のために例示したものであって、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００２４】
【発明の効果】
シングルチップＭＰＵに内蔵している２つのタイマにより、ステッピングモーターの速度を制御するため、シングルチップＭＰＵの負荷を低減できる。また、安価な８ビットシングルチップＭＰＵであっても、きめ細かいステッピングモーターの制御を実現することができ、システムのコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のタイマを１つ使用したステッピングモーター制御装置のブロック図である。
【図２】図１のブロック図で示される制御装置のタイミングチャート図である。
【図３】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図４】図３のブロック図で示される制御装置のタイミングチャート図である。
【符号の説明】
１　シングルチップＭＰＵ
２　ステッピングモーター
３　モータードライバ
１０　シングルチップＭＰＵ
１１　電線
１２　モータードライバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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