PTO功能生成指定脈沖數(shù)目的方波(占空比為50%)脈沖列。周期的單位可選用us或ms.周期的范圍為50-65 535或2-65 535ms。如果設(shè)定的周期為奇數(shù)，不能保證占空比為50%。脈沖計(jì)數(shù)范圍為1-4294 967 295。

  如果周期小于兩個(gè)時(shí)間單位，周期被默認(rèn)為兩個(gè)時(shí)間單位。如果指定的脈沖數(shù)為0，則脈沖數(shù)默認(rèn)為1。

  狀態(tài)字節(jié)(SM66，7或SM76.7)中的PTO空閑位用來指示可編程脈沖列輸出結(jié)束?？梢栽诿}沖列結(jié)束時(shí)啟動(dòng)中斷程序。如果使用多段操作，將在包絡(luò)表(Profile Table)完成時(shí)調(diào)用中斷程序(請參看下面的多段流水線)。

  PTO功能允許脈沖列排隊(duì)。當(dāng)激活的脈沖列輸出完成時(shí)，立即開始新脈沖列的輸出，這樣可以保證輸出脈沖列的連續(xù)性。

  有兩種流水線(Pipelining)方式:單段流水線和多段流水線。

  1.單段流水線

  在單段流水線中，需要為下一脈沖列更新SM。啟動(dòng)了初始PTO段后，必須按照第二段波形的要求立即修改SM，并再次執(zhí)行PLS指令。流水線中每次只能存儲(chǔ)一段脈沖列的參數(shù)，第一段脈沖列發(fā)送完成后，接著輸出第二段脈沖列;重復(fù)上述過程，輸人新的脈沖列參數(shù)。除了下面的情況外，脈沖列之間可以平穩(wěn)地過渡。

  (1) 改變了時(shí)間基準(zhǔn)。

  (2)利用PLS指令捕提到新的脈沖列設(shè)置之前，最活脈沖列已經(jīng)完成。

  當(dāng)流水線已滿時(shí)，如果試圖裝人脈沖列參數(shù)，狀態(tài)寄存器中的PTO溢出位(SM66.6或SM76.6)被置1。可編程序控制器進(jìn)人RUN模式時(shí)，該位被初始化為0，如果檢測到溢出，必須手工清除該位。

  2.多段流水線

  在多段流水線中，CPU從V存儲(chǔ)器中的包絡(luò)表自動(dòng)讀取各脈沖列段的特性。該模式下儀使用特殊存儲(chǔ)器區(qū)的控制字節(jié)和狀態(tài)字節(jié)。選擇多段操作時(shí)必須在SMW168成SMW178中裝人包絡(luò)表的V存儲(chǔ)區(qū)的偏移地址。周期基準(zhǔn)可選用us或ms，包絡(luò)表中的所有周期必須使用同一時(shí)間基準(zhǔn)，在包絡(luò)表運(yùn)行過程中不能改變它。多段操作可用PLS指令啟動(dòng)，各段輸人的長度為8字節(jié)，由16位周期值、16位周期增量值和32位脈沖數(shù)值組成。

  包絡(luò)表如表6-30所示，多段PTO的另一特點(diǎn)是能以指定的脈沖數(shù)白動(dòng)增加或減少周期，在周期增量區(qū)輸人一個(gè)正值將增加周期，輸人一個(gè)負(fù)值將減小周期，輸人為0時(shí)周期不變。

  如果指定的周期增量值使得在輸出一定數(shù)量的脈沖后導(dǎo)致非法的周期值，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)算術(shù)溢出錯(cuò)誤，同時(shí)終止PTO功能，輸出改為由映像寄存器控制。另外，狀態(tài)字節(jié)中的增量計(jì)算錯(cuò)誤位(SM66.4或SM76.4)被設(shè)管為1。

  將狀態(tài)字節(jié)中的用戶中止位(SM665或SM76.5)置為1，就可以中止正在運(yùn)行的PT0包絡(luò)。運(yùn)行PTO包絡(luò)時(shí)，SMB166或SMB176中提供當(dāng)前激活的包絡(luò)的段數(shù)。

表6-30多段PTO操作的包絡(luò)表格式

  3. 包絡(luò)表中數(shù)據(jù)的計(jì)算

  PTO發(fā)生器的多段流水線功能在許多應(yīng)用中，特別是在步進(jìn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制中非常有用。圖6-43中給出了步進(jìn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)加速起動(dòng)、恒速運(yùn)行和減速過程，下面用此例說明如何生成包絡(luò)表中的數(shù)據(jù)。本例中假設(shè)3段的脈沖總數(shù)為4 000，起動(dòng)和結(jié)束時(shí)的脈沖頻率為2kHz，最大脈沖頻率為10kHz，由于包絡(luò)表中的值是用周期而不是用順率表示的，需要將給定頻率值轉(zhuǎn)換成周期值。起始和結(jié)束時(shí)的周期為500us，最高頻率的周期為100us。第1段要求在200個(gè)脈沖左右頻率要上升到10kHz，減速部分應(yīng)在400個(gè)脈沖內(nèi)完成。

圖6-43步進(jìn)電機(jī)的頻率曲線

  本例中可用一個(gè)簡單的公式來計(jì)算PTO發(fā)生器調(diào)整脈沖周期的增量值:

  周期增量=(ECT-ICT)/Q

  式中的ECT、ICT和Q分別是該段結(jié)束時(shí)的周期、該段開始時(shí)的周期和脈沖數(shù)。利用此公式計(jì)算出的加速部分(1段)的周期增量為-2s/周期，減速部分(3段)的周期增量為1s/周期。因?yàn)榈?段是輸出波形的恒速部分，該段的周期增量值為0。

  假設(shè)包絡(luò)表放在從VB500開始的V存儲(chǔ)器區(qū)中，表6-31給出了產(chǎn)生要求的波形的數(shù)據(jù)。表中的數(shù)據(jù)可以在程序中用指令送人V存儲(chǔ)器區(qū)，另一種方法是在數(shù)據(jù)塊中定義包絡(luò)表中的值。本節(jié)結(jié)束時(shí)舉例介紹了使用多段PTO操作的程序。

表6-31多段PTO的包絡(luò)表

 段內(nèi)最后一個(gè)脈沖的周期不在包絡(luò)表中直接給出，必須計(jì)算出來。如果需要兩段之間的平滑轉(zhuǎn)換，前一段最后一個(gè)脈沖的周期應(yīng)等于下一段的初始周期。前者的計(jì)算公式為:

  在段的最后一個(gè)脈沖的周期=1CT (DELx(Q-1))

  式中的ICT.DEL和Q分別是該段的初始周期、該段的周期增量和該段的脈沖數(shù)。

  由于周期增量必須是以us或ms為單位的整數(shù)，每個(gè)脈沖都需要修改周期，實(shí)際的情況要復(fù)雜得多。周期增量的計(jì)算可能需要迭代的方法和對給定段的結(jié)束周期或脈沖數(shù)作一定的調(diào)整。

  可利用下式計(jì)算完成給定包絡(luò)段的時(shí)問:TE中 7.

  包絡(luò)段的持續(xù)時(shí)間=Q(ICT (DEL/2)(Q-1))

  式中Q、ICT和DEL的意義與前述的相同。