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| ( 5 月 1 日 2006 年) |
| Eduardo Prez-Lobato, Universidad de Antofagasta, Antofagasta, Chile |
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機器人應用常常會用到多個步進馬達和開關。步進馬達可在幾個方向產生運動，而開關則確定原始位置，並檢測與障礙物相距的情形。本文將描述某種基於可編程邏輯器件（programmable-logic-device，PLD）的介面開發和實現，它能把 PC 的並列埠連接到多達 8 個開關和 4 個步進馬達（圖 1）。這種介面設計可應用到多種應用中，並且利用 IC1（一個 22V10 PLD）來儘量減少電路的元件數量，如此就可降低複雜度、重量和整體的尺寸。步進馬達的驅動器 IC3 到 IC6 包含 3個 L293 四路半 H 橋接 IC（圖 2）。
在此一設計中的雙線圈步進馬達的每次旋轉都需要一個由四次機械步進所組成的序列，它是透過向馬達的各線圈施加一對 7 V、500 mA、120 msec長的脈衝而產生的（圖 3）。為了使步進馬達順時針或逆時針旋轉，需要施加兩個脈衝序列中的某一個（表 1 和 2）。
以下各段詳細說明了輸入和輸出暫存器中各位元的功能，這些位元控制著並列埠介面和 PLD。PLD 輸出暫存器位元是 7、6、5、4、3、2 和 1。Q7 向 PC 發出信號來說明一個或多個開關在工作。位元 0 的意思是一個開關在工作；位元 1 的意思是沒有開關在工作。借助 Q6、Q5 和 Q4，緩衝狀態開關（buffered-status switch，BSS）告訴 PC：n 個開關中的哪一個在工作：000=S1、100=S5、001=S2、101=S6、010=S3、110=S7、011=S4、111=S8。對於 Q3、Q2、Q1 和 Q0，PLD 的輸出使四個馬達驅動 IC 中的一個可以驅動相關的步進馬達，1000=M3、0010=M1、0100=M2、0001=M0。
<%@ LANGUAGE="VBSCRIPT" %>
<% Randomize: ord=int(rnd*1000000000) %>
 %>?)
PLD 輸入暫存器的各個位元是 E11、E10、E9 和 E0。對於 E11，PC 主機控制著 PLD，0 表示禁用 PLD，1 表示啟用 PLD。對於 E10 和 E9，PLD 讀這些線路，來確定圖 2 中四個馬達中的哪一個收到了驅動脈衝：00 是馬達 0，10 是馬達 2，01 是馬達 1，11 是馬達 3。對於位元 E0，PLD 讀該位元，來確定怎麼設定 BSS：0=保持，1=清除。對於 E8 到 E1，PLD 將讀取某個開關的狀態，並把它儲存在 BSS 暫存器中：
* 00000001=S1,?? 00010000=S5,
* 00000010=S2,?? 00100000=S6,
* 00000100=S3,? ?01000000=S7,
* 00001000=S4,?? 10000000=S8.
PLD 將忽略任何未列出的位元值。
對於並列埠輸出暫存器、位址 88810、D7、D6，PC 告訴 PLD：哪個馬達應該運行，00 是馬達 0，10 是馬達 2，01 是馬達 1，11 是馬達 3。對於 D5，PC 控制著 PLD 晶片：0 禁用 PLD，1 啟用 PLD。對於 D4，PC 指揮 PLD 來控制 BSS 暫存器的內容，0 是保持，1 是清除。對於 D3 到 D0，PC 選擇哪對馬達線圈被通電：1001=A 和 D，1100=C 和 D，0011=A 和 B，0110=C 和 B。對於並列埠輸入暫存器，位址 88810+1 說明“應 答”、“忙”、“紙”或“選擇”。PC 讀入這些 “應答”來確定某個開關是否在工作：0 的意思是一個開關在工作，1 的意思是沒有開關在工作。PC 讀“忙”、“紙”或“選擇”暫存器來確定哪個開關在工作：
* 000=S1,?? 011=S4,
* 110=S7,?? 001=S2,
* 100=S5,?? 111=S8,
* 010=S3,?? 101=S6.
您可以在網址：http://a330.g.akamai.net/7/330/2540/20060214192832/www.edn.com/contents/images/EDN6305352listing.zip .zip下載本文的列表 1。請注意：PC 部分的軟體是用 Pascal 寫的，PLD 的內部軟體是用 Basic 的一個模擬版本所寫的。
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