パソコンを用いたディジタルPWM回路による小形DCモータの駆動
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(2) . 北海道教育大学紀要 （第２部Ａ） 第４ ６巻 第２号. 平成８年 ２月. ｌｏｆ Ｈｏｋｋａ ｉｄｏ Ｕｎｉ ｉ ｉｏｎ（Ｓｅｃ ｉ １Ａ） Ｖｏｌ Ｊｏｕｍａ ｔｙｏｆＥｄｕｃａｔ ｔ ｓ ｖｅｒ ｏｎ ｌ ．４６ ．２ ， Ｎｏ. Ｆｅｂ ≦ ） ６ ー ｍａｒｙ１９. パ ソコンを用いた ディ ジタルＰＷＭ 回路による小形ＤＣモータの駆動. 秋. 葉. 治. 克・柴. 田. 靖. 土. 北海道教育大学旭川校技術教室 旭川 ０７ ０. Ｓ］ １ ＤＣ Ｍ［ ｔｈ Ｄｉ αーａ１ ｔａ１Ｐ「ＷＭ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｕｓｉｎｇ Ｐｅｒｓｏｎａ１ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｏｔｏｒ Ｄｒｉｖｅ Ｗｉ ｇｉ Ｈａｒｕｙｏｓｈｉ ＡＫＩＢＡ ａｎｄ Ｙａｓｕｓｈｉ ＳＨＩＢＡＴＡ Ｔｅｃｈｎｉ ｃａＩＬａｂｏｒａｔｏｒｙ ， Ａｓａｈｉｋａｗａ Ｃａｍｐｕｓ ，. Ｈｏｋｋａ ｉ ｄｏ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ． Ａｓａｈｉｋａｗａ ０７０. Ａｂｓｔｒａｃｔ. １ｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ，ｔｈｅｓｐｅｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｓｆｏｒ ＤＣ ｍｏｔｏｒｄｒ ｉｖｅｓｕｓ ｉｎｇｔｈｅＰＶ ＶＤ ４ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｌｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ａｎｄｄｅｖｅ ｌｏｐｅｄ ｗｉ ｉ ｔｈ ａ ｖ ｗｅｌ ｅｗ ｔｏ ｈｅａｔｌｏｓｓｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ． Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｉｎ ｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ. ｐｖｖ卦 ４ｓｃｈｅｍｅ，ａｎ ａｎａ１ｏｇ ｃｉ ｉｎｇｔｈｅｐｖ ｉｇｎａ１ ｉ ｉｇｎａ１ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｔｉ ｖハ ４ｓ ｔｃｏｎｓ ｔ ｒｃｕｉ ｓｕｓｅｄｆｏｒｇｅｎｅｒａｔ ｓ ｓｏｆａｉｎｐｕｔｓ ．ｌ. ，. ｉ ｌ ．ａｔｏｒａｎｄａｃｏｍｐａｒａｔｏｒ ‘ｍｄｓ ｔｈ ｏｒｔｒｉａｎｇｕｌａｒｃａｒｒｉｅｒ ｗａｖｅｏｓｃ ｉｇｎａｌｉ ａｓａｗｔｏｏ ｉ ｓｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｃｏｍｐａｒ ｎｇ ． Ｔｈｅｐｖ ｉｇｎａｌ ｗｉ ｔｈｅｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ ｖａｌｕｅ ｏｆｔｈｅｉｎｐｕｔｓ ｔｈｔｈａｔｏｆｔｈｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｗａｖｅ ｕｓｉｎｇｔｈｅ ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ． Ｔｈ ｉ ｌｙｄ ｉｇｉ ｉ ｔａＩＰＷ Ｍ ｃ ｓｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｕｓｉｎｇ ａｆｕｌ ｔ ｗｉ ｔｈｐｅｒｓｏｎａｌｃｏｍｐｕｔｅｒ （ＰＣ－９８０１ＶＭ）ａｎｄ Ｐｒｏ ｒｃｕｉ ー打ａｍ－ ８２５３－５ ）ｆｏｒｔｈｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｓｐｅｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅ ＤＣ ｍｏｔｏｒ （ ｍａｂｌ ｉ ｅｌｎｔｅｒｖａＩ Ｔｉｍｅｒ ｌ ｓｓｃｈｅｍｅ ｅ ． ｌｎｔｈ ，ｔｈｅｄｕｔｙ‐ｃｙｃ ｉｇｎａｌｃａｎｂｅｄ ｌ ｌｙｖａｒ ｉｎｇｔ ｖハ ４ｓ ｉｇｉ ｉ ｈｅｉｎｉ ｉａｌｃｏｕｎｔｔｏｔｈｅｃｏｕｎｔｅｒ ｗｉｔｈｔｈｅ ｐｅｒｓｏｎａｌｃｏｍｐｕｔｅｒ‐ ｔａ ｏｆｔｈｅｐｖ ｔ ｅｄｂｙｓｅｔｔ ，ｈａｖｅａｐｐｌ ｉ ｉｖｅｓｙｓ ｉ ｔｅｍ． ▽ｖ ｔｈｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆｔｈｅ ｐｖ ｅｄｔｈｅ ｓｃｈｅｍｅ ｔｏ ｔｈｅ ＤＣ ｍｏｔｏｒ ｄｒ ｖハ ４ｓｉｇｎａｌａｔ ｌｏｋＨｚ ， ｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔｔｈｅ ｓｙｓ ｔｓ ｏ ｒｅｓｕｌ ｔｅｍ ｃａｎ ｂｅ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ａｓ ｔｏ ｔｈｅ ｌ ｌ ｔａｇｅ ｗｉ ｔｈ ｔｈｅ ｏａｄ ｖｏ ｉ ｌ ｒｅｓｏｌｕｔ ｔａｇｅ ｏｎ ｌ／２００ｔｏｔｈｅｓｏｕｒｃｅｖｏ ．. １． ま え が き パ ワ ー ト ラ ン ジスタ を用 いて ＤＣ モ ータ の 速 度制 御 を行う 場 合 トラ ン ジスタ 自身の消 費 電力（熱損失）が ， ） 問題と なる が， こ れを軽 減す る 方 法の 一 つ に ＰＷ Ｍ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔ ｉｏｎ ：パ ルス 幅変調）制 御 がある１ ． こ の制 御法 は， 周期 は一 定 で， 入力 信 号の大 きさ に応 じて， モ ータ に加 わる 電圧の パ ルス 幅の デ ュ ー ブィ ・ サイ ク ル（パ ルス 幅 の Ｈｉ ｇｈ レベ ル と Ｌｏｗ レベル の 比）を変 化させ る こ と によ っ て 速度 制御 す る 方法 である． こ の 目 的 に用 い ら れる 従来 方式 の ＰＷ Ｍ 回路 は， 入力 信号発生 器 の こ ぎり波 ま た は三角 波 発振 器 コ ン パ ， ， レータ で構成 さ れた アナ ロ グ回路 が ほとん ど であ り， 入力 信号 （ＤＣ レベル）の大きさと搬送波 （のこぎり波 ま た は三角 波） の大 きさ をコ ン パ レータ で比較 する こ と によ っ て ＰＷ Ｍ 信号 を発生 させ て いる ． ‐ そ こ で本 研究 で は， より精 密 な速 度の 調整 を行う ため に， パ ソ コ ン （ＰＣ－９８０１ ＶＭ） と プ ロ グラ マ ブル・ ３ イ ンタ ー バ ルタイ マ （ ） 本 方式 は パ ソコ ン ８２５３‐５ ） を用 いて 全 ディ ジタ ル 化 した ＰＷ Ｍ 回路 を提案 する２ ’ ， ． か らの指 令 によ っ て， カ ウ ンタ に 設定す る 初期 値 を任 意 に変 化させ， ディ ジタ ル的 に ＰＷ Ｍ 信号 の デ ュ ー ア ９） （９.
(3) . ２０６. 秋葉. 治 克・ 柴 田. 靖土. ィ・サイ ク ル を変 化させ る こ と が できる． 本 論文 で は， 提 案 す る ディ ジタ ル ＰＷ Ｍ 回路 の回 路構成 と動作 原 理 を述べ， さ ら に， ＤＣ モ ータ ドライ ブ シス テ ム への 応用 につ いて 述べ る．. ２． ＰＷＭ 信号の発生方法 ２．１ 回路 構成 図 １ に本 方式 の ディ ジタ ル ＰＷ Ｍ 回 路の 回 路構成 を示す． 回路 は パ ソコ ン（ＰＣ‐９８０１ＶＭ） ， プ ロ グラ マ ブ ７４ＬＳ７４ ） で構成 する． ）， ２ ＭＨｚ の水晶 発振 器， Ｄ型 フリ ッ プ フロ ッ プ （ ８２５３‐５ ル・イ ンタ ー バ ルタイ マ （ ８２５３‐５は， 三つ の１６ビ ッ ト・カ ウ ンタ を 内蔵 する ＬＳＩである． そ のう ち， カ ウ ンタ＃０ は ＰＷ Ｍ 信号 の周期 を 決 定 する． カ ウ ンタ＃１ とカ ウ ンタ＃２ は ＰＷ Ｍ 信 号の デュ ーテ ィ・サイ ク ル を変 化させ る． 水晶 発振 器 は， ８２５３‐５が カ ウ ン ト動作 をす る ためのク ロ ッ ク を発生 させ る．７４ＬＳ７４ は， カ ウ ンタ＃１ とカ ウ ンタ＃２ か ら出力 さ れる 信号 によ っ て， ＰＷ Ｍ 信 号 を発生 させ る． イ ンタ ーフ ェ ース は， 本方式 の 目 的 に沿 っ た拡 張基板 を設 計・製作 し， ＰＣ‐９８０１ＶＭ の拡 張ス ロ ッ ト＃１ に実 装 した． 拡 張基板 か ら８２５３‐５ま での 信号 の伝 送路 はフラ ッ ト・ケ ー ブ ル を使用 した．. ２．２ 動 作原 理 ５ ） モ ー ド２ は カ ウ ン ト レジス タ ・ 図２ にカ ウ ンタ＃０ をモ ー ド２ で動作させ た場 合のカ ウ ン ト動 作 を示す４ ， ． に予 め 設 定 した初期 値 ｎ によ っ て， ク ロ ッ ク（ＣＬＫ）入力 ｎ個 に１回 の割 合 で１ク ロ ッ ク 間隔の Ｌｏｗ 出力 パ ａ ）図 は， 初期 値 と して ４ を与えた場合の例を示す． 本方式では， カウ ルス を 発生 させ る 動作モ ー ドで ある． （ ンタ＃０ は， ＰＷＭ 信 号の周 期 Ｔ を決定 する ためのタイ ミ ン グパ ルス を 発生させ る． Ｔ はモ ータ の 電気 時 定数 ｂ ）図 に示す よう に， 常 に初期 値２００を 設定 して， 発（普通 数 ｍｓ 以 上）より小 さく な けれ ばな らない． そ こ で， （ Ｔ を１００“ ｓ一 定 と した．. プログラマブル・インター ） パルタイマ（ ５ ３ ５ ８ ２ － フラット・ケーブル. 昌. 制御バス. . カギ（… ｏ. カメ … ．. . 水晶発振器. ２ＭＨ ｚ. ク□ックｏ １キー軒 中」金 仲ー中１中１中一軒 釘 中１中１中１中 ’ｒ ． ・ ・ ． ’ ． ・１ １ ’ ｒ ‐ ’ １ ， ． ・ １ Ｊ Ｌ １１ ． １ １ ‘ ｛ ４ ）３ ２ １ ０ ０ （ ４ ）３ ２ １ ０ （ ４ １３ ２ １ ０ 〔 ４ ） ＯＵＴＯ ー」 １ １ ー１ ー ー. Ｄ型フリップ・フロップ. （ ） 初 期 値 ４を与えた場合 ａ. ｖ ５ ．. Ｓ ７ ４ ７ ４ Ｌ ） （ プリセット Ｐ Ｒ Ｉ ） （ 出力 Ｉ Ｑ ） （ クリア Ｃ Ｌ Ｒ Ｉ ｝ ｛. ク□・ ヅクｏ 障 匝 匝 匝＝＝＝＝ニニニニー陣 匝 局 尾 ＰＷＭ ｆ 言号. ＯＵＴＯ. （ ０ ２ ０ ０ ） １ ９ ９１ ９ ８ － －. ２ １０ （ ２ ０ ０ １ ］ ９ ９ １ １. ｂ （ ） 初期値２００を与えた場合 図１. 図２. ディ ジタ ル ＰＷ Ｍ 回 路 の 構 成. １００ ） （. カ ウ ン タ＃０ （モ ー ド２） の カ ウ ン ト動 作.
(4) . ２０７. パ ソコ ン を用 い た ＰＷＭ 回 路に よ る 小 形Ｄ Ｃ モー タ の 駆動. 図 ３ にカ ウ ンタ＃１ をモ ー ド１ で 動作させ た場 合の カ ウ ント動作 を示す． モ ー ド１ は，ＧＡＴＥ 入力 の立 ち上 が り に よ っ て カ ウ ン ト 動 作 を 開 始 し， カ ウ ン ト レ ジス タ に 予 め 設 定 し た ク ロ ッ ク 長 の ワ ン シ ョ ッ ト 出 力 ａ ）図 は， 初期 値 と して ４ を与えた場合の例を示す． 本方式で （Ｌｏｗ 出力）を 発生 させ る 動作モ ー ドである． （ は， カ ウ ンタ＃１ は， 毎周期 ご とに ＰＷ Ｍ 信号 をセ ッ ト（Ｈｉｇｈ） する ためのタイ ミ ン グ パ ルス を発生 させ る． ｂ ）図 に示す よう に， 常 に最 小 の初期 値 １ を設 定する こ と によ っ て 得 られる． カ ウ こ のタイ ミ ン グ パ ルス は， （ ） と して は， カ ウ ンタ＃０ の 出力 パ ルス （ＯＵＴＯ ） を用 い た． ンタ＃１の ＧＡＴＥ 入力 （ＧＡＴＥＩ 図 ４ にカ ウ ンタ＃２ をモ ー ド５ で動作させ た場 合のカ ウ ント動作 を 示す．モ ー ド５ は，ＧＡＴＥ 入力 の立 ち上 がり によ っ て カ ウ ント動作 を 開始 し， カ ウ ン ト終 了 後 に１ク ロ ッ ク 間隔 の Ｌｏｗ 出力 パ ル ス を 発生 させ る 動 ａ ｂ ）図 は， 初期 値 と して ４ を与えた場合の例を示す． また，（ 作モ ー ドである． （ ）図は， 最小の初期値１を与え ｂ た場 合の例 を示 す． 最 小 の初期 値 １ を与え た場 合 の 出力 パ ル ス は， 図 ３（ ）に示 したモ ー ド１ の と きより １ク ロ ッ ク 遅 れる． こ のモ ー ドにお いて， ＧＡＴＥ 入力 は再 トリ ガの機 能 を果 たす． つ ま り， ＧＡＴＥ 入力 の立ち 上 がり （Ｌｏｗ → Ｈｉ ｇｈ） によ っ てカ ウ ンタ が初 期 値 で再ス タ ー トする． 本方式 では， カ ウ ンタ＃２ は， 毎 周期 ご と にＰＷＭ 信 号 をク リア （Ｌｏｗ） する た めのタイ ミ ン グ パ ルス を発生 させ る． こ のタイ ミ ン グ パ ルス は， カ ウ ン タ＃２ に 任 意 の 初 期 値 （１～２００ ） を 設 定 す る こ と に よ っ て 得 ら れ る． カ ウ ン タ＃２ の ＧＡＴＥ 入 力 （ＧＡＴＥ２ ） と して は， カ ウ ンタ＃０ の 出力 パ ルス （ＯＵＴＯ ） を用 い た．. ク□ック２. ＧＡＴＥ２ ｏＵＴ２. ４ ３ ２１ ０. （ ａ ） 初期値４を与えた場合. 制 中１キヱキｌｄｌＩ. ー年 ４ ３ ２ １ ０ 且 王. （ ａ ） 初期値４を与えた場合. ク□ツク２ ＴＦつ ＯＵＴ２. １ ０. ｂ （ ） 初期値１を与えた場合 図３. グ. ″ ／ ／… Ｌ ゆ … … １. 中ＩＬ 」ＥＩＬ」ー … … … … ！ … ０ ＬＩ. ｂ （ ） 初期値１を与えた場合. カウンタ＃１ （モー ド１） のカウント動作. 図４. カウント＃２ （モー ド５） のカウント動作. 以上， 本 方式 での 三 つ のカ ウ ンタ のカ ウ ン ト動作 をま とめる と図 ５の よう になる． 三つ のカ ウ ンタ に同 時 に供給 したク ロ ッ ク の周 波 数 は２ ＭＨｚ である． よ っ て， 本 方式 の ディ ジタ ル ＰＷ Ｍ 回路 の 分 解 能 は０．５“. ｓ. である． カ ウ ンタ＃２ の初期 値 は任 意 に設定 さ れる が， 図 中 に は， 初期 値 と して １， ２， ３， １９９ ， ２００を与 え た場 合の例 を示 した． なお， カ ウ ンタ＃２ に２００以上 の初 期 値 を 与え た場 合 は， ＧＡＴＥ 入力 によ っ て再 トリ ガ さ れ， 出力 パ ルス は発生 しなく なる． 次 に， ＰＷＭ 信 号 を発生 させ る ため に， カ ウ ンタ＃１ の 出力 パ ルス （ＯＵＴＩ ） を ７４ＬＳ７４ の プリセ ッ ト端子 ＩＰＲ） に入力 し， カ ウ ンタ＃２ の 出力 パ ル ス （ＯＵＴ２ （ ） を ７４ＬＳ７４ のク リ ア 端 子 （ ＩＣＬＲ） に入力 した． そ の 結果， パ ソ コ ンか らカ ウ ンタ＃１ に 設定 する初期 値 を一定 に し， カ ウ ンタ＃２ に設定する初期値を任意に変化 させ る と， 図 ６ に示 す よう に， ７４ＬＳ７４ の 出力 端子（１‐Ｑ）か ら は， 周期 Ｔ は一 定 で パ ルス 幅の デ ュ ー ブィ・ ，. サイクルが変化するＰＷＭ 信号が得られる．. １ ０ １ （ ）.
(5) . ２０８. 秋葉 治克・柴田 靖土. ３． Ｄ Ｃ モ ー タ ドラ イ ブ シ ス テ ム ３．１ シス テ ム の 構成 図 ７ に本 方式 の ディ ジタ ル ＰＷ Ｍ 回 路 を用 い た ＤＣ モ ータ ドライ ブ シス テ ム の 構 成 を 示 す． デ ィ ジタ ル. ＰＷＭ 回路から出力されるＰＷＭ 信号は回転方向切換回路に与えられる． また，ＤＣモータの運転・停止指令 およ び正転・逆 転 指令 は， パ ソ コ ンか ら１ ／０ ポー ト（”ＰＤ７１０５５ ） を通 して 回転 方 向切 換 回路 に与 え られる．. ＰＷＭ 信号は， 運転指令と正転指令または逆転指令が同時に与えられたときだけベース駆動回路に送られ る． トラ ンジスタ Ｔｒ１ と Ｔｒ４ はモ ータ の正 転 を制 御 する． トラ ンジス タ Ｔｒ２ と Ｔｒ３ はモ ータ の逆 転 を制御 する．. ０ＵＴ１ （ＩＰＲ）. ０ ．５“ｓ. 陣ｒ ｌｎ 障 簿 睡 睡 尾. １１ Ｉ ー坐局１ Ｅ Ｊ陣 睡 珊 簿 匝 ７１ ９ ５ ｛ ｝ ９ ９ ９ ８ ９ ９ ６１ ２ ０ ０ １ １ １ ３ ２ １０ ９ ５ ） ９ ９１ ９ ＢＩ ９ ７１ ９ ６１ ０ （ ２ ０ ０ １ ー１ ーｉ ０ＵＴ０ 一一「 ・ ヨ Ｔ ＝ １０ ０ Ｓ “ ，１Ｏ ｌｏ ー 「一一十一 ＯＵＴＩ ÷÷÷÷「 ー １０ ０ １ 棚 値１. ク□ツ ク. 初明明値２ ０ＵＴ２ 初開明値３. ２１０. ２１０. ３２１０. ３２ １０. ：＝. ＰＷＭ信号 圃 （ＩＱ）. ｔ ｕ ｉ. Ｕｒ. 『÷ ｕ. ； ＝. ； ：. ＝＝. 扉. ；. 彫琢. ３２１０. ９１ ９ ８１ ９ ７１ ９ ６ ０ ０ １ ９ ）２ 切 り 明 イ ２α モ. ９ ９ｉ ９ ＢＩ ９ ７１ ９ ６ ０ ０１ ４ ３ ２ １２ … … 与トリ モ ト ÷軍 ． ． ” ・ ガのた め消失. 三つのカウンタのカウント動作. . 制御バス. . Ｔｒ ４ Ｄ４. てソコン ′ １ＶＭ ＰＣ９ ８ ０ ） （. １ ／ ０ポート ５ ５ ） ▽１０ ＰＣＯ. ＰＣ Ｉ ・逆転指令. 図７. 扉扉 膨. 図６ Ｐ斬江頭 信号の発生. ９ ５ ９ ９１ ９ ８ １ ９ ７１ ９ ６１ １ 値１９９１ 月 Ｈ 弔・. 図５. ０ＵＴ２ － Ｕ （ＩＣＬＲ） ；. ＤＣ モ ー タ ドライ ブ シ ス テ ム の 構 成. １０２ （ ）.
(6) . . パソコンを用いたＰＷＭ回路による小形ＤＣモータの駆動. Ｌ ｓ ３ ２ ，. Ｄｃ ＤＥ ，. 顧. ６. 水晶発振器 ≧琴 平 ．. 塾艶. １ ， ２ＭＨｚ ＧＡＴＥ Ｏ ８ ７ ｃＬ Ｋ Ｏ９ ５ ｃＬ Ｋ ，， １ ８ ＣＬ Ｋ ２ Ｉ ｓ７ ４ 十 ５Ｖ ５ｖ Ｌ ｏＵ Ｔ ＯＯ 十 ４ ＧＡＴ Ｅ Ｉ１. Ｌ Ｓ ３ ２ ２ ３病肩 Ａ ，. 台 亨 Ｄ ７. ｇ 尋. １ ２. 号２. ｖ ｃ ｃ Ｌ ｓ ２ ４ ０. ２ ｕ. １ ８. ＰＷＭ 信号 Ｌ Ｓ Ｉ Ｉ ３. 運転‐. ｓ Ｌ ２ ４ ｏ ６. ＰＣ ３. ４搬１雌 Ｇ郡部昌 １ ４， ｏ Ｐ Ｒ，. Ｄ ３. ７ 。Ｕ Ｔ ２１ ２ １. ８ 亭. １’ ｃ Ｌ Ｒ。脇. て ヌ ミ. Ｄ Ｏ. ｐｃ ・. Ｓ Ｌ ３ ２ ・ ・電 話 ９ １ 〇 Ｑ Ｑ つ ‘ Ｗ ２ １ １. Ｇｍ. 藁葺豊 踏 ８２５３一５ 崇， ２ ２百ａ Ｇ Ｎ Ｄ，. ７防防胴０ ３解明間 姫川０. 両Ｗ. ４ ５. ５Ｖ 十. Ｌ Ｓ Ｉ Ｉ. ５ Ｖ Ｓ Ｌ ２ ２ １ 十. 頭. ２０９. ５Ｖ ｐＤ７ １０ ５ ５ 十 ４ ４ 〆 ． ５ ２ １ ６ ぬ１ ミ ヱ テ ｖ ｃ ｃ２ Ｉ Ａ 【 Ｐｃ ｏ … 十 ＾ Ｍ Ｙ十 口 Ｌ Ｓ ７ ５ ３ ６一－ － ｌ ｋ. １ ９. ．. 鮮. Ｐ ｃ １１ ｉ. 南. 綴豆. Ｄ ６. Ｄ ２ ・. ８ ３. Ｄ １ ３. 鰯 Ｄ ９ Ｄ ８. ｖＬ ５ 十 ｓ ２ ２ １ 十５ｖ Ｌ Ｓ ０ ８ ６ ー ク ｖ 計Ｍ α １ 十 ー１ Ｌ Ｉ Ｉ １ し ５ ３ ｌ ｏ ｋ ｏ Ｉ印 ｃ １ ４ Ｐ Ｃ ８ ・ ｅ ｘ ｔ. ６. ２１ １ ２ ＤＧ Ｎ Ｄ. ５ ｖ ま ， ， ｏ. 醐. Ｄ ５. Ｇ Ｎ Ｄ７. ８ ギ. ぶ. 十 Ｒ ｎ Ｒ 一 ｖ ｖ ｖ. Ｐｃ ４. Ｉ ニ ー. １ Ｓ ０ ８ ‐ ６. る. 十 ぐ り ” ＾ 」 Ｑ ‘ ｝ ）. ９. Ｌ ｓ ｏ ８ １ ２. Ｌ Ｓ ２ ４ ０ １ １１ ３. 「 ： Ｌ. ７. Ｐｃ ２. “寿 ご Ｌ ＥＤみ. ７ ４ 〇戸ご ｏ１ ・〆. （ ａ ） デ ィ ジ タ ル ＰＷＭ 回路， 回転方向切換回路， 工 ／０ ポー ト. Ｄ器 … ・ 藁 遇 さ２ ｖ排 … Ｃ ８ Ｖ Ａ ，回＝. ０ ４ ０ １ 富 藁６ 回＝ Ａ Ｃ ， 過ぎ －， . ３ 綿 ３. Ｓ Ｅ Ｌ ． ， ぎ 泉 お ＳＰ １ ６ １ ‐ ．. . ｇ雲海，. ３ ３ ，. エミツタ１ Ｖ ｃ ｃ ＰＣ Ｉ Ｄ ｓ Ｂ Ａ ６ ０ １ ２ ５ ｏ ｐ ｓ １ ２ ４ ０. Ｓ Ｅ Ｌ ． ． Ｓ Ｐ １ ６ １ ‐. エミツタ２. ヌ ３ 三 Ｆ宰ｉ き. 箇７ 訓 を ＝… ８ ｖ排 Ａ ｃ ， ０ ◆】＝. ４ ０ ０〆Ｆ 車 ３ ３ ０ Ｖ ｃ ｃ. ベース３ ３ ３. エミツタ３ ＰＣ ３. 濯. ３ ３. ３ ３ ０ Ｖ ｃ ｃ. や ベ －ス４ ３ ３ エミッタ４ Ｐ Ｃ ４. ｂ （ ） ベース駆動回路. 図８. ＤＣ モ ー タ ドラ イ ブ シ ス テ ム の 回 路 図. 図 ８ に ＤＣ モ ータ ドライ ブ シス テ ム の 回路 図 を， 図９ にそ の 外観 を 示す． ８２５３－５と ”ＰＤ７１０５５ は８０系 ペリ フ ェ ラ ル な の で， ＲＤ 信 号 と Ｗ÷Ｒ 信 号 より 先 に ＣＳ 信 号 が Ｌｏｗ に確 定 して い な け れ ばな ら ない． そ こ で， ＰＣ－９８０１ＶＭ に接 続 する ため， ＣＳ を常 に Ｌｏｗ に し て， ＲＤ と Ｗ÷Ｒ で８２５３－５と ”ＰＤ７１０５５ の バ ス・バ ッ フ ァ をコ ン トロー ル した． ＲＤ と Ｗ Ｒ へ は， ア ドレス の デコ ー ドしたもの と１ＯＲ，１０÷Ｗ の ＯＲ を と っ た もの を入 力 した． ８２５３－５と 〆ＰＤ７１０５５ の ＲＤ 端子 に接 続 さ れて いる ７４ＬＳ２２１ は， フ ラ ッ ト・ケ ー ブル がノイ ズ的 に悪 １０３ （ ）.
(7) . . ２１０. 秋葉. 治 克・ 柴 田. 靖土. 環境にさらされたとき， その影響を除去するために付加したものであるが， 伝送路が短い場合は付加する必 ） ベ ース 駆 動 回路 は トラ ンス （ＳＥ Ｌ 製 ＳＰ‐１６１ ） を用 いて ＡＣＩＯＯＶ を８Ｖ に変圧 し， ダイ オ ー 要 はない６ ， ‐‐ ． ） で 全波整流 して， ベ ース 電流 を トラ ンジスタ に供給 した． 回転 方 向切 換 回路 とベ ド・ブリ ッ ジ （Ｄ２ＳＢＡ６０ ） でアイ ソ レー ト した． ース 駆 動回路の 間 は， フ ォ ト・カ プ ラ （ＰＳ２４０１. ３‐２ シス テ ム の 動作 運転指 令 は， 〆ＰＤ７１０５５ の 出力 ポー ト ＰＣＯ を Ｈｉｇｈ にするこ と によ っ て 与え， 停止 指 令 は， Ｌｏｗ にする こ と によ っ て 与 える． 正転 指令 は， 出力 ポー ト ＰＣＩを Ｈｉ ｇｈ にす るこ とによ っ て 与 え， 逆転 指令 は， Ｌｏｗ にす. ） または逆転指令 （Ｌｏｗ） を与えた場合 ることによって与える． 図１０に運転指令と同時に， 正転指令 （Ｈｉ ｇｈ 一ＷＭ 信号が の トラ ンジスタ の ＯＮ， ＯＦＦ 信号 （Ｈｉｇｈ ， Ｌｏｗ） を示 す． 正転 時 には， トラ ン ジスタ Ｔｒｌ にＰ 与 え られ， Ｔｒ４ には常 に ＯＮ 信 号 が与 え ら れる． 逆転 時 に は， トラ ンジスタ Ｔｒ３ に ＰＷＭ 信号が与えられ， Ｔｒ２ には常 に ＯＮ 信号 が与 え られる． こ こ で， Ｔｒ ４ ま た は Ｔｒ２ に常 に ＯＮ 信 号 を与える 理由 は， フ ライ ホイ. ー ル・ ダイ オ ー ドによ っ てモ ータ 自身 のイ ン ダクタ ンス に蓄 え ら れて いる エネ ル ギーを 再生利 用 する ため で ある． 図 中の（ １ ）の期 間 は， Ｔｒ１ と Ｔｒ４ が同 時に ＯＮ して いる と きで， 電源→ Ｔｒｌ→ Ｍ → Ｔｒ４→ 電源 の回路 ２ ）の期 間 は， Ｔｒ４ は ＯＮ の ま ま で Ｔｒｌ を ＯＦＦ したとき で， モ ータ で電源電圧Ｅ がモータ Ｍ に供給さ れる．（ ２と ３ ）の期 間 は， Ｔｒ 自身 のイ ン ダク タ ンス により， Ｍ → Ｔｒ４→ Ｄ２→ Ｍ の 閉ルー プ で環流 電流 が流 れ る． （ ３ → Ｍ → Ｔｒ２→ 電源の 回路 で電 源 電 圧 Ｅ がモ ータ Ｔｒ３ が同 時 に ＯＮ して いる とき で， 電源→ Ｔｒ. Ｍ に供給. さ れる． （ ４ ）の期 間 は， Ｔｒ２ は ＯＮ のま ま で Ｔｒ３ を ＯＦＦ した とき で， モ ータ 自身のイ ン ダクタ ンス により，. Ｍ → Ｔｒ ２→ Ｄ４→ Ｍ の閉ループで環流電流が流れる． 正 転・逆転指 令 が切 換わ る と き， イ ンタ ーロ ッ ク さ れた期 間ｔ Ｄを 設 けた． こ れ は， パ ワ ー トラ ン ジスタ の スイ ッ チ ン グ時間， 特 にタ ー ンオ フ 時 間 に関係 し， トラ ン ジス タ Ｔｒｌ の 信 号 が ＯＦＦ にな っ た 直後 に Ｔｒ２の 信 号 が ＯＮ 信 号 になる と， Ｔｒｌ のタ ー ンオ フ 時 間の 間， Ｔｒ１ と Ｔｒ２ が同 時 に ＯＮ して しま い， 電源短 絡 を生 じて しまう． そ こ で， Ｔｒｌ が完 全 に ＯＦＦ 状 態 にな っ て か ら Ｔｒ２ に ＯＮ 信 号 を与え るよう に， ７４ＬＳ２２１ を用 ） Ｔｒ３ と Ｔｒ４ につ いて も 同様 である い て２３．１〆 ｓ の 休 止 期 間 を 置 い た７ ． ．. ４． イ ン タ ー フ ェ ー ス ９ ） 使用 した ＰＣ ’ 図１１に本研 究 にお いて 設計 ・ 製作 した拡 張基 板の 全体回 路図 を， 図１２にそ の 外観 を示す８ ． －. － －‐ ヨ 、と 二 一 － － ， ．に. －－ －. １. ー 濯ぎ鯛≦墓誌キ. 転蕩 溝逆. （１）（２） ｔ。 （３）（４） ／ ヨ 山 妊 ＼. ば う 山 畦 引. 揚 ド．・ う. 正転‐逆転 珍 ． ． ． ． 物雛形 多彩 彩雛 ・ … 多 指令 骸勿 彦 勿 拷彫琢彰勿 彫琢 ＰＷＭ信号 形 … 幼. ・１ １. ｝. ｔ。. たョ. Ｔｒ・. 彫琢 勿 拶易. 琢 ．・ ． ．. Ｔｒ４ １珍物勿 髪 形雑物雑物１１ １１ １ご代こ － ， ？ ▼. ′ ノ. ｒ′. . 図９. ヤ ｛ 、. 婦 ふ －ｍｗ ‘. . ． ，. . ・ Ｔｒ ２ 羽． ｒ２ ・. ・ ． ．・ ． ・杉 形 雑物粥 彩彩移／ ． ・ ． ・ ・ ． ． 彩 ， ．. Ｔｒ３. … …. 図１０. ＤＣ モ ー タ ドラ イ ブ シス テ ム の 外 観. １０４ （ ）. ＝. 琢 ” 琢彩. トラ ン ジス タ の ＯＮ， ＯＦＦ 信 号. 彫琢.
(8) . ２１１. パソコンを用いたＰＷＭ回路による小形ＤＣモータの駆動. ８８８宮 . のｒ . の . ８. . . ｉ ３８８肖 呂呂８８ . 西召客臼 . ；. 落耐 . . . の . の . の . ｚ . 呂呂 呂容器呂呂. １ ｇ目謡呂因呂呂. 図１１ 拡張基板の全体回路図. １０５ （ ）. の 話. . . . 畏竪の 竪ｍ暖竪竪 ：. ｍ ｍ暖隻 隻ｍ暖ｍ 二 ：.
(9) . 秋葉 治克・柴田 靖土. ９８０１ＶＭ （Ｖ３０ＣＰＵ， シス テム ク ロ ッ ク１ＯＭＨｚ ） のス ロ ッ ト・バス の 各信号線 は， ア ドレス ・ バ ス （ＡＢｏ ， 。 ＡＢ， ） ） １ＯＲ。 ）， １／ ○ ライ ト （ １ＯＷｏ ）， バ ス・ハイ・イ ． ５ ，～ＤＢ， ， データ・バ ス （ＤＢ。 ｏ ５ ． ， １／ ０リ ー ド （ ） ， リセ ッ ト信号 （ＲＥＳＥＴｏ ）， ＣＰＵ イ ネ ー ブル 信号 （ＣＰＵＥＮＢ， ・一 ブル （ＢＨＥｏ ） ｏ ，十 ５ Ｖ電源ライ ン （十 Ｖ）， グラ ン ド （ＧＮＤ） である． こ れ らのス ロ ッ ト・バ ス （十５ Ｖと ＧＮＤ は 除く） は， １ス ロ ッ ト当り に さ れて いる１ ， Ｌ （フ ァ ンイ ン） は－０‐８ｍＡ であ り， ＬＳ ＴＴＬ の 入力 を２個 ま で しか ドライ ブする こ と がで ない． 一 方， 拡 張基板 がこ れ らのス ロ ッ ト・バ ス を ドライ ブする場 合 に は， 工 ｏＬ （フ ァ ンア ウ ト） が最低１２ Ａ 要求 さ れ， こ の値 は一 般 の ＬＳＴＴＬ で は満 たすこ と はできな い． そこ で， 各信号 線 に対 して ３ス テー ト・ ぐス・バ ッ フ ァ （ ７４ＬＳ２４４ま たは７４ＬＳ２４５ ） を付加 して ドライ ブ能力 を増 強 した． 拡 張基 板の 電源 は， ス ロ ト・バ ス の 十５Ｖ 電源 ラ イ ンか ら供給 した． 拡 張基 板 の消費 電流 は， ＰＣ‐９８０１ＶＭ の １ス ロ ッ ト当り に許 さ て いる 電源 容 量の 規定 値 （ ０．５Ａ以 内） を満 た して いる． 表 １ に１／ ０ ア ドレス と８０系 ペリ フ ェ ラル ＬＳＩの割 り 当て を示 す １／ ０ア ドレス の 下位 は ＤＯＨ～ＤＦＨ ， ． 連 続 した 空間 に割 り 当て た． こ の とき， ア ドレス の上 位 ８ ビ ッ ト（ＡＢｏ ）と ＣＰＵＥＮＢ， ｓ ．～ＡＢ， ， ５ ｏ信号 も バ フ ァ を通 した後一 緒 に デコ ー ドした． 上 位ア ドレス は， 他の基 板 と の競 合を避 ける ため に， ７４ＬＳ６８８ を用 ・て０ＯＨ に割 り 当て た． こ のア ドレス は， ディ ッ プ・スイ ッ チ により 設定 し直すこ と ができる ＣＰＵＥＮＢ． ０ ． 号 は，ＣＰＵ が動作 して いる とき Ｌｏｗ になり，リ フ レ ッ シ ュ 時や ＤＭＡ 転 送 時 に ＣＰＵ が停止 して い る とき ｉ ｇｈ になる 信 号 線 である． そ こ で， こ の 信号 線 が Ｌｏｗ の場 合の み， ７４ＬＳ６８８ が動 作する よう に した． 本 設計 では， 将 来 の使用 に備 えて， 偶 数 ア ドレス に接 続 した デ バイ ス は ＡＢＯ ０ ，が Ｌｏｗ の とき動 作 し， 奇 数 ドレス に接 続 した デ バ イ ス は ＢＨＥｏが Ｌｏｗ の と き 動 作 す る よう に して， バ イ トま た はワ ー ドでのア ク セ を 可 能 に した． ワ ー ド・ ア クセ ス 時 に は ＡＢｏ ｏ ，と ＢＨＥＯの 双 方 が Ｌｏｗ に な り， 上 位 バ イ トと下 位 バ イ ト （ＤＩＨ と ＤＯＨ， Ｄ３日 と Ｄ２日， Ｄ５日 と Ｄ４日， Ｄ７日 と Ｄ６日， Ｄ９日 と Ｄ８日， ＤＢ日 と ＤＡＨ， ＤＤＨ と ＤＣＨ ， ＦＨ と ＤＥＨ） の両 方 に対 して アク セス が行 わ れる． ８０系 ペリ フ ェ ラル ＬＳＩの 内部 に は４ バイ ト分の レジス タ があ り，各 レジスタ の選択 はＡｏ ，Ａ，入力 端子 によ て行う． ＰＣ－９８０１ＶＭ の場 合， 偶 数 番 地 に割 り 当て ら れ た データ は データ ・ バ ス の 下 位 ８ ビ ッ ト （ＤＢｏ ， ｏ ＤＢｏ ） を用 いて アクセ ス さ れ， 奇 数番地 に割 り 当て ら れた データ は データ・ バ ス の上 位 ８ ビッ ト （ＤＢ。 ． ７ ８ ， ＤＢ， ）を用 いて アク セ ス さ れる． よ っ て， 拡 張基板 か ら８０系ペ リ フ ェ ラ ル ＬＳ工のＡｏ ． ５ ， Ａ，端子 に接 続 でき ア ドレス・バ ス は最 下位の ＡＢｏ ，を 除い た下位２ ビ ッ ト の ＡＢ。， ，と ＡＢｏ ．で あ る こ れ ら は バ ッ フ ァ を 通 ｏ ２ ．. ，. た後に接続 した． 図１３にフラ ッ ト・ケ ー ブル を用 いて， 拡 張基板 か ら外部 に引 き 出 した ス ロ ッ ト・ バ ス の 各信 号線 を示す ．. 表１ １ ／０ ア ドレス表. １／０アドレス ＤＯ ＤＩ Ｄ２ Ｄ３ Ｄ４ Ｄ５ Ｄ６ Ｄ７ Ｄ８ Ｄ９ ＤＡ ＤＢ ＤＣ ＤＤ ＤＥ ＤＦ. . ． 糊議 幸 斜 す き. ー紫特に ヒニキも 一 ． ． 二 十・. ご ｌ. 図１ ２ 拡張基板の外観 １０６ （ ）. Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ. ８０系ペリフェラルＬＳＩ. ８２５３－５ カ ウ ンタ ＃○ ボー トＡ ７１０５５. ５案２逐＃１ 享 子謎き ５奈 ２ き＃２ 亨藷雪 き コントロール・ワード ８２５３ ‐ ‐５ コントロール・ワード ７１〇５５.
(10) . ２１３. パソコンを用いたＰＷＭ回路による小形ＤＣモータの駆動. Ａ側 端子孝 機能 Ａ Ｉ Ａ Ｏ Ａ ２ Ａ Ｉ Ａ ２ Ａ ３ Ａ ３ Ａ４ Ａ ４ Ａ ５ Ａ６ Ａ ５ Ａ Ａ７ ６ Ａ Ａ８ ７ Ａ９ Ａ ８ Ａ Ｉ Ａ ９ Ｏ Ａ Ｉ Ｉ Ａ Ｉ Ｏ Ａ Ｉ Ｉ Ａ １ ２ Ａ Ａ １ ３ １ ２ Ａ Ａ １ ４ ′ １ ３ 、 Ａ Ａ １ ５ノ １４ Ａ Ａ １ ６ １５ 百面 １ 丙 Ａ １ ７ 育稲肩 Ａ Ｉ Ｉ Ｉ Ａ Ｉ ９ ー Ｒ ３ Ａ ２ ０ Ｉ Ｒ １ ２ Ａ １ ＆ＨＤ９ ＤＢ ＤＤ ＤＦ ２ ， ， ， ＆ＨＤ７ Ａ ２ ３ ＆ＨＤ５ Ａ ２ ４ ＆ＨＤ３ Ａ ２ ５ ＆ＨＤ Ｉ. 燈. Ｂ側 端子番号 機能 Ｂ ＤＯ Ｉ Ｂ Ｄ Ｉ ２ Ｂ ３ Ｄ２ Ｄ Ｂ４ ３ Ｄ４ Ｂ５ Ｂ Ｄ ６ ５ ８ ７ Ｄ６ Ｄ７ Ｂ８ Ｄ８ ８９ Ｄ９ Ｂ ＩＯ Ｂ Ｄ Ｉ Ｏ Ｉ Ｉ Ｄ Ｉ Ｉ Ｂ １２ Ｂ １３ Ｄ １ ２ Ｄ Ｂ １４ １ ３ Ｂ １５ Ｄ １４ Ｄ Ｂ １６ １ ５ Ｂ １７ １ ＯＲＤＹ Ｂ ＩＢ ． ＯＲ Ｂ Ｉ９ Ｈト ・ト１ Ｂ２ ０ ‐ Ｒ Ｇ Ｊ ｎ Ｒ ｎ ＡｎｅｎＦ Ｉ Ｂ ２ １ ＆ Ｂ ２ ２ ＆ＨＤ６ ＆ＨＤ４ Ｂ ２ ３ Ｂ ２ ４ ２ ＆ＨＤ ＆ＨＤ Ｏ Ｂ ２ ５. 図１ ３ 拡張基板から外部に引き出したスロッ ト・バスの各信号線. ５． ソ フ トウ エ ア ０ ） ここ 図１４に鉄道 模型 の 操 作 を行う ため の プ ロ グラム の 一 例 を 示す． 使用 した言 語 は ＢＡＳＩＣ 言 語 である１ ． で は六つ の キー によ っ て 鉄道 模型 の 操 作 を行う．. １キー：加速指令. ３キー：減速指令. ５キ ー. 停止指令. ７キー：正転 （左回り） 指令. ９キー：逆転 （右回り） 指令. Ｑキー. フｏロ グラム の 終了. 表 ２ に正 転・逆転・停止 指 令 を “ＰＤ７１０５５ の ポー トＣ （＆ＨＤＤ） に与 える と きの 出力 信 号を２進 数， １０進 数お よ び１６進 数を用 いて 示す． 加 速・減 速指 令 は， ８２５３‐５のカ ウ ンタ＃２ （＆ＨＤＣ） に１～２００ま での 初期 値 を 設定 する こ と によ っ て 与える． プ ロ グラム は， 行番 号１０行 で画 面 を消 去 する． ２０行 で 〆ＰＤ７１０５５ の ポ ー トＣ を出力 ポー トに指 定 する． ３０ 行 で ポー トＣ か ら予 め停止 指 令 を 出す． ４０～６０行 で８２５３‐５のカ ウ ンタ＃０ をモ ー ド２， カ ウ ンタ＃１をモ ー ド １， カ ウ ンタ＃２ をモ ー ド５ に 設定 する． ７０行 でカ ウ ンタ＃０ に初期値２ ００を設定し， ＰＷＭ 信号の周期を１００ 〆 ｓ. にする． ８０～１００行 でカ ウ ンタ＃１とカ ウ ンタ＃２ に予 め初期 値 １ を 設定 し， デ ュ ー テ ィ・サイ ク ル を最. ・. にする． １１０～１２０行 で正 転指 令 を 出 す． １３０～２００行 で運 転 方 向 とカ ウ ンタ＃２ の 初 期 値 を 画面 に表 示 す る． ２１０～２９０行 でキ ー入力 を行 い， 六つ の キ ー によ っ て 各サ ブル ーチ ンま た は３００行 に分 岐す る． 加 速 の ため のサ ブル ーチ ン（＊ ＡＣＣ） で は， ３６０～３８０行 でカ ウ ンタ＃２ の初期 値 を１カ ウ ン ト増 加 させ る． た だ し， 初期 値 が ２００に達 して いる 場 合 は即２１０行 にも どる．３９０～４２０行 で新 た に 設定 したカ ウ ンタ＃２ の初期 値 を画面 に表 示 し て２１０行 にも どる． 減速 の ため の サ ブルー チ ン （＊ ＤＡＣＣ） で は， ４４０～４６０行 でカ ウ ンタ＃２の 初期 値 を１カ ウ ン ト減少 させ る． た だ し， 初期 値 が１ に達 して いる 場 合 は即２１０行 にも どる．４７０～５００行 で新 た に 設定 した カ ウ ンタ＃２ の初期 値 を画面 に表 示 して２１０行 に も どる． 停止 の た めのサ ブル ーチ ン（＊ ＢＲＡＫＥ） で は， ５２０ 行 で停止 指 令 を出す． ５３０～５４０行 で カ ウ ンタ＃２ に初期 値 １を 設 定する． ５５０～６００行 で運転 方 向とカ ウ ンタ＃ ２の初期 値 を 画面 に表 示す る． ６１０～６７０行 でキ ー入力 を行 い １， ３， ７， ９， Ｑ キー の いず れか が押 さ れた. とき， 停止直前の運転方向に復帰し， 運転方向を画面に表示した後２３所テヘもどる． 正転のためのサブルーチ ン（＊ ＬＥＦＴ）で は， ６ ９０～７００行 で正 転 指令 を 出す． ７１０～７４０行 で画面 に運転 方 向 を表 示 して２１０行 にも どる. ．. １０７ （ ）.
(11) . ２１４. 秋葉 治克・柴田 靖土. 逆転 の ための サ ブル ーチ ン（＊ Ｒ工ＧＨＴ） で は， ７６０～７７０行 で逆転 指 令 を 出す． ７８０～８１０行 で画面 に運転 方 向 を表 示 して２１０行 にも どる． プロ グラム の 終了 では， ３００行 でカ ウ ンタ＃２ に初期値１を設定する ３ ０行で停 ． １ 止 指 令を 出す． ３２０～３３０行 で画面 を プ ロ グラム の 実行 前の状態 にも ど して プ ロ グラム を終了 する．. １Ｏ ＣＬＳ ３ ２０ ０ＵＴ ８ＨＤＦ，８Ｈ８０ ３０ ０ＵＴ ＆ＨＤＤ，＆Ｈ０ ４０ ０ＵＴ ８ＨＤＥ，８Ｈ１４ ５０ ０ＵＴ ８ＨＤＥ，＆Ｈ５２ ６０ ０ＵＴ ＆ＨＤＥ，＆Ｈ９Ａ ７０ ０ＵＴ ＆ＨＤ８，２００ ８０ ０ＵＴ ８ＨＤＡ，１ ９Ｏ ＳＰＥＥＤ＝１ １００ ＯＵＴ ＆ＨＤＣ．ＳＰＥＥＤ ＩＩＯ ＤＩＲ＝３ １２０ ０ＵＴ ８ＨＤＤ，ＤＩＲ １３０ ＣＯＮＳＯＬＥ，．０，１ １４０ ＷＩＤＴＨ ４０，２０ １５０ ＬＯＣＡＴＥ １５，８ １６０ ＣＯＬＯＲ ６ ＬＥＦＴ” １７０ ＰＲＩＮＴ ”ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ １８０ ＬＯＣＡＴＥ １５，１２ １９０ ＣＯＬＯＲ ４ Ｉ” ２００ ＰＲＩＮＴ ”ＳＰＥＥＤ ２１０ ＊ＬＯＯＰ ２２０ Ａ＄：ＩＮＰＵＴ＄（１） ２３０ １Ｆ Ａ＄＝”１” ＯＲ Ａ＄＝”３” ＯＲ Ａ＄：”５” ＯＲ Ａ＄＝”７” ＯＲ Ａ＄＝”９” ＯＲ Ａ＄＝”Ｑ” ＴＨＥＮ ＊ＥＸＩＴ ＥＬＳＥ ＊ＬＯＯＰ ２４０ ＊ＥＸＩＴ ２５０ １Ｆ Ａ＄：”１” ＴＨＥＮ ＧＯＳＵＢ ＊ＡＣＣ ２６０ １Ｆ Ａ＄：”３” ＴＨＥＮ ＧＯＳＵＢ ＊ＤＡＣＣ ２７０ １Ｆ Ａ＄＝”５” ＴＨＥＮ ＧＯＳＵＢ ＊ＢＲＡＫＥ ２８０ １Ｆ Ａ＄：”７” ＴＨＥＮ ＧＯＳＵＢ ＊ＬＥＦＴ ２９０ １Ｆ Ａ＄：”９” ＴＨＥＮ ＧＯＳＵＢ ＊ＲＩＧＨＴ ３００ ０ＵＴ ＆ＨＤＣ，１ ３１０ ０ＵＴ ８ＨＤＤ，０ ３２０ ＣＯＮＳＯＬＥ，，１，０ ３３０ ＷＩＤＴＨ ８０，２５ ３４０ ＥＮＤ ３５０ ￥ＡＣＣ ３６０ １Ｆ ＳＰＥＥＤ〉＝２００ ＴＨＥＮ ＲＥＴＵＲＮ ＊ＬＯＯＰ ３７０ ＳＰＥＥＤ＝ＳＰＥＥＤ十１ ３８０ ０ＵＴ ８ＨＤＣ，ＳＰＥＥＤ ３９０ ＬＯＣＡＴＥ ２８，１２ ４００ ＣＯＬＯＲ ４ ４１０ ＰＲＩＮＴ ＵＳＩＮＧ”＃＃＃＃”；ＳＰＥＥＤ ４２０ ＲＥＴＵＲＮ ＊ＬＯＯＰ. ４３０ ＊ＤＡＣＣ ４４０ １Ｆ ＳＰＥＥＤ〈：Ｉ ＴＨＥＮ ＲＥＴＵＲＮ ＊ＬＯＯＰ ４５０ ＳＰＥＥＤ＝ＳＰＥＥＤ‐１ ４６０ ０ＵＴ ８ＨＤＣ，ＳＰＥＥＤ ４７０ ＬＯＣＡＴＥ ２８，１２ ４８０ ＣＯＬＯＲ ４ ４９０ ＰＲＩＮＴ ＵＳＩＮＧ”＃＃＃＃”；ＳＰＥＥＤ ５００ ＲＥＴＵＲＮ ＊ＬＯＯＰ ５１０ ＊ＢＲＡＫＥ ５２０ ０ＵＴ ＆ＨＤＤ，０ ５３０ ＳＰＥＥＤ＝１ ５４０ ０ＵＴ ８ＨＤＣ，ＳＰＥＥＤ ５５０ ＬＯＣＡＴＥ ２７，８ ５６０ ＣＯＬＯＲ ２ ５７０ ＰＲＩＮＴ ”ＢＲＡＫＥ” ５８０ ＬＯＣＡＴＥ ２８，１２ ５９０ ＣＯＬＯＲ ４ ６００ ＰＲＩＮＴ ＵＳＩＮＧ”＃＃＃＃”；ＳＰＥＥＤ ６１０ Ａ＄＝ＩＮＰＵＴ＄（１） ▼ ・７” ６２０ １Ｆ Ａ＄〈〉”１” ＡＮＤ Ａ＄〈〉”３” ＡＮＤ Ａ＄〈〉 ．Ｑ． ・ ＴＨＥＮ ６１０ ▼ ＡＮＤ Ａ＄〈〉”９” ＡＮＤ Ａ＄〈〉 ６３０ ０ＵＴ ８ＨＤＤ，ＤＩＲ ６４０ ＬＯＣＡＴＥ ２７，８ ６５０ ＣＯＬＯＲ ６ ６６０ １Ｆ ＤＩＲ：３ ＴＨＥＮ ＰＲＩＮＴ ” ＬＥＦＴ” ＥＬＳＥ ＰＲＩＮＴ ”ＲＩＧＨＴ” ６７０ ＲＥＴＵＲＮ ２３０ ６８０ ＊ＬＥＦＴ ６９０ ＤＩＲ＝３ ７００ ０ＵＴ ＆ＨＤＤ．ＤＩＲ ７１０ ＬＯＣＡＴＥ ２７，８ ７２０ ＣＯＬＯＲ ６ ・ ７３０ ＰＲＩＮＴ ” ＬＥＦＴ． ７４０ ＲＥＴＵＲＮ ＊ＬＯＯＰ ７５０ ＊ＲＩＧＨＴ ７６０ ＤＩＲ：１ ７７０ ０ＵＴ ８ＨＤＤ．ＤＩＲ ７８０ ＬＯＣＡＴＥ ２７，８ ７９０ ＣＯＬＯＲ ６ ８００ ＰＲＩＮＴ ”ＲＩＧＨＴ” ８１０ ＲＥＴＵＲＮ ＊ＬＯＯＰ. 図１ ４ 鉄道模型の操作を行うためのプログラム. 表２. 正転・逆転・停止指令を出すための出力信号. ２進数 １０進数 １６進数 運転. 正転 ＸＸＸＸＸＸＩＩ. ３. ＆Ｈ３. 逆転 ＸＸＸＸＸＸＯＩ. Ｉ. ＆ＨＩ. Ｏ. ＆ＨＯ. 停 止 Ｘ：. ＸＸＸＸＸ Ｘ Ｏ Ｏ. 規定せ ず （ただし、 ここでは０とする）. １ ０ ８ （ ）.
(12) . パソコンを用いたＰＷＭ回路による小形ＤＣモータの駆動. ２１５. ６． 実 験 結 果 図１５に本研 究の シス テ ム が正 常 に動作 して いるこ とを確 かめる ため に， 負 荷 と して１１．５０ の抵抗 を用 いた 場 合 の カ ウ ンタ＃２ の 初 期 値 に 対 す る 負 荷 電 圧 の 実 測 値 を 示 す． 使 用 した パ ワ ー トラ ン ジス タ は２ＳＤ８８０ ３Ａ） である． 電源 電圧 は ＤＣ１２Ｖ を用 い， トラ ン ジスタ Ｔｒ１ と Ｔｒ４ を通 して 負 荷 に供給 した． そ の結 （ ６０Ｖ， 果， 負 荷 電圧 はカ ウ ンタ＃２ の初期 値に対 して ほぼ比例 して 上 昇 し， 電源 電圧 の １／２００の 分解 能 で負 荷 電圧 を調 整 できるこ と が確 かめ られた． なお，Ｔｒ１ と Ｔｒ４の エミ ッ タ ーコ レク タ 間 には０．６Ｖ 程度の 電圧 降下を生 じた．. ７０. ０ 言６ 三 ５ｏ. 出. ０ 鴛４ 昌３ ０. ６. . . ０ 饗２. 霊 ４. ０. ０. ４０ ８０ １２０ １印 ２００ カウンタ＃２の初期値［カウント］. ０ １６０ ２ ４０ ８ｏ １２ （ 鳩 カウンタ＃２の初期値［カウント］. 図１ ６ 鉄道模型の速度特性. 図１ ５ 初期値と負荷電圧の関係. 図１６に本 研 究の シス テ ム の負 荷 と して， トミ ッ ク ス 社 製 の 鉄 道 模 型 を用 い た場 合 の カ ウ ンタ＃２. の初期値に対する鉄道模型の速度の実測値を， 図 １７にその外観を示す． その結果， 鉄道模型は初期 値３０で， 始 動 する ため に必要 な トルク を 得て走 り. 始め，速度は初期値に対してほぼ直線的に上昇し， 初期値１ ８０で最高速度に達した．. ７ 鉄道模型の外観 図１. ７． ま. と. め. 本研 究 では， より精 密 な速 度の調 整 を行う ため に， パ ソコ ン （ＰＣ‐９８０１ＶＭ） と プ ロ グラマ ブル・イ ンタ ー バ ルタイ マ （ ） を用 いて 全 ディ ジタ ル 化 した ＰＷ Ｍ 回路 を提案 し， 試 作 実験 を行 っ た． そ の 結果， ８２５３－５ １０９ ） （.
(13) . ２１６. 秋葉 治克・柴田 靖土. １ （ ） 本方式 の ディ ジタ ル ＰＷＭ 回 路 は， パ ソコ ンによ っ て， カ ウ ンタ に設定す る初期 値 を任 意 に変 化させ， ディ ジタ ル 的 に ＰＷ Ｍ 信 号の周期 と デ ュ ー テ ィ ・サイ ク ル を変 化させ る こ と が できる． ２ （ ） 試 作 した ＤＣ モ ータ ドライ ブシス テ ム は抵抗負 荷 にお いて，電源 電圧の １／２００の 分解 能 で負 荷 電圧 を 調 整 できる こ と が確 かめ ら れた． ま た， 鉄 道 模型 への 応用 にお いて もそ の有 用性 が確 かめ られ た．. 最後に， 図面の作成にあたり御協力いただいた卒業生の井上雅一君に深謝します．. 参考文献 １） 谷腰欣司， ＤＣ モータの制御回路 設計， ＣＱ 出版， （昭和６０年）. ２） 秋葉治克， 日本産業技術教育学会第３ ６回全国大会講演要旨集， （ １ ９ ９ ３ ）ｐ １ ０ ８ ． ３） 柴田靖土， 秋葉治克， 第７回日本産業技術教育学会北海道支部大会講演要旨集， （ １ ９ ９ ３ ）ｐ １ ３ ． ４） 鎌田信夫， マイ クロコ ン ピュ ータのハー ドウ ェ ア８０８０Ａ・８０８５Ａ 入門， マイ テ ック， （昭和５７年） ５） マイクロコ ンピュ ータ ユー ザー ズ・マニ ュ アル， イ ンテル ジャ パ ン ６） 宮崎誠一， マイ クロコ ンピュ ータ・ データ伝送の基礎 と実 際， ＣＱ 出版， （昭和５９年）. ７） 在田保信， 森 敏， 由宇義珍， 電力制御回路設計ノウハウ， ＣＱ出版， （昭和６ ０年） ８） 別冊 トラ ンジスタ技術 ＳＰＥＣＩＡＬ ＮＯ． ３ 「特集 ＰＣ９８０１ と拡 張イ ンターフ ェ ース のすべて」 ２年） ， ＣＱ 出版， （昭和６ ９） ＰＣ－９８０１Ｖｍ２１ハー ドウ ェ アマニ ュ アル， ＮＥＣ ＩＯ ） ＰＣ‐９８０１Ｖｍ２１ＢＡＳＩＣ リフ ァ レンス マニ ュ アル， ＮＥＣ ＩＩ ） ＴＴＬＩＣ 規格表， ＣＱ 出版， （ １９８７ ） １２ ） イ ンターフ ェ ース 素子規格表， ＣＱ 出版， （ １９８７ ） １３ ） トランジスタ規格表， ＣＱ 出版， （ １９８７ ） ） ダイ オー ド規格表， ＣＱ 出版， （ １４ １９８７ ）. １１０ （ ）.
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