[0001] 本发明涉及纺织领域，尤其涉及全自动针织横机中的选针器控制及驱动电路。 背景技术

[0002] 在针织行业的机器（如针织大园机，针织小园机，针织横机，针织袜机，针织内衣机，针织手套机等）上广泛使用一种执行部件叫选针器，通过选针器来实现无规则提花。而国内95%的选针器都是电磁式的，经过多年的发展，现在的电磁式选针器都是用瞬间充磁原理制成，当选针器刀头需要动作时向选针器线圈短时间通电，通电时间0.7-3.2毫秒（通电时间根据不同选针器型号决定，需要精确到0.01MS），刀头动作后靠剩磁保持当前状态，当需要刀头反向动作时，则加反向冲击电流0.7-3.2毫秒。所以选针器的每路采用正负电源，对管驱动。

[0003] 目前国内控制系统通用的驱动方案如图1，该方案是通过MCU来直接控制线圈的充磁时间，当选针器路数较多时（一般都在100路以上），会对MCU造成很重的负担，因此，工程师在设计程序时为了能控制更多的路数牺牲了充磁的时间精度，绝大多数的充磁控制精度无法达到0.01MS，导致选针器每路之间有一定差异性，直接影响机器的运转速度。还有一点值得注意的是，由于二级驱动采用的是对管驱动方案，每路需要死区控制以确保上下管不会同时导通，而现在这个方案无法实现每路单独的死区控制，退而求其次，在一级驱动电路里设计了逻辑互锁电路，但这种电路在电子元器件的参数有离散性或环境变化时还是有几率出现上下管同时导通现象导致驱动板烧毁，所以现在的控制系统驱动板的损坏率都比较高。

[0022] 参考图2，一种选针器控制及驱动电路，包括主控模块、多个选针器、驱动电路，：驱动电路包括集成驱动控制模块、多个隔离驱动一级电路、多个二级驱动；集成驱动控制模块包括一个或多个集成驱动控制芯片（MD200），在本实施例中，选针器超过了100个，需要多个MD200。

[0023] 主控模块与集成驱动控制模块连接，输出控制信号；所述的集成驱动控制模块连接多个隔离驱动一级电路，接收控制信号后进行延时、选择，并输出驱动信号； 隔离驱动一级电路、选针器与二级驱动连接，隔离驱动一级电路接收驱动信号，经二级驱动控制选针器动作。

[0024] 参考图3，MD200芯片主要有七个模块：计数器使能生成模块（EnGen）、计数器模块（Timer[16:1]）以及选择输出模块（OutSel）、死区控制电路（OutCon[16:1]）、充磁时间控制电路（Con）、输入数据的延时电路（SigDel）和电压检测和复位电路（VDC）。 [0025] SigDel模块对控制信号进行8级延时处理，其每级的精度为20ns；EnGen模块在CS的下降沿产生计数使能信号En，并且将地址线A2-A0和数据线D0进行锁存，得到地址Addr[2:0]和数据Data，供OutSel模块使用；Timer模块完成对每个片选模式下的计数操作；OutSel模块实现对地址线和数据线的译码，选择和控制芯片的输出； OutCon模块是每路独立的死区控制电路，对SELOUT信号输出前的检测，保证不会出现上下管同时导通现象； Con模块是充磁时间控制电路，对SELOUT信号输出前的时间选择，可以在0.7-3.2MS间灵活调整；VDC模块实现对电路供电电源电平的检测和提供电路的复位信号。 [0026] 每路设有单独的充磁时间控制电路，精度能达到0.01MS，保证充磁时间的精度，不受路数多少的影响， 充磁时间不再需要主控模块中的MCU参与控制，极大的降低了MCU的负荷。而且充磁时间可以在0.7-3.2MS间灵活调整，适用于所有型号选针器。使得本实施例的电路适用范围极广。

[0027] 参考图4，在MD200芯片的功能激发方法上，我们设计了总线访问激发电路。现在通常的做法都是指令激发。指令激发一定是多条指令完成的，软件工程师在设计时必须考虑主控模块中MCU的现场保护，程序流水线打断，中断进入保护等动作会打断激发，造成误动作。而对绝大多数主控模块中的MCU而言总线访问都是单条指令，MCU的现场保护动作，程序流水线打断，休眠等动作都不会影响激发动作，使得MD200操作非常安全，不会出现误动作现象。MD200在操作安全性上有无可比拟优势图4中，MD200芯片功能在CS信号下降沿后可取得A信号和D信号然后开始激发，可以保证在MCU的一个访问信号周期内完成。功能激发时间比CS的下降沿稍有延时，这里设计一段延时，一是考虑总线时序的匹配，二是等待其他信号的稳定，以确保激发时的准确无误。

[0028] 参考图5，将MD200芯片与主控模块MCU的接口时序设计为可调整的，这在被动驱动控制类芯片中是没有这种设计的。通常一个控制系统在设计时需要考虑MCU与周围众多芯片的时序接口问题，经常会碰到几种芯片时序有稍微差别，需要工程师软件调整MCU时序以适应各种芯片，当然做不到完美满足所有芯片需求，MD200则可以通过外接时序调整电路，调整接口时序，与其他芯片共用时完全没有冲突，可以保持工作始终处于完美状态，时序调整精度达到20NS，能满足当前绝大多数MCU的要求。这个设计使得MD200拥有很强的兼容性。如图5中CS0信号经过8级可编程（每级20ns）延时单元（Delay Cell）后，提供给内部电路。根据外部时序调整电路设定总线delay控制模块可以选择1-8级的延时然后输出提供给内部电路使用。

[0029] 延时单元（Delay Cell）是cmos反相器组成的延时单元，是一个W、L很大的反相器后面接一个正常尺寸的反相器用来整形，然后再接一个W、L很大的反相器，再接一个正常尺寸的反相器整形，如此交替，做成一个延时单元。

[0030] 参考图6，MD200芯片内部我们设计了16路独立死区控制。每路电磁铁的控制输出由OUT-P和OUT-N 一对控制信号来分别控制P管和N管的导通，设定OUT-P 和OUT-N 都是输出逻辑1关闭相应驱动管，输出0相应驱动管打开。首先通过芯片的核心逻辑单元禁止出现输出00逻辑状态，这样OUT-P 和OUT-N只有 11、10、01三种工作状态。 [0031] 参考图7，这两种状态转换都不可能出现 P管和N管同时导通的情况，但10状态转换到01状态或是01状态转换到10状态时，则有可能在T0区间出现P管和N管同时导通的现象。

[0032] 参考图8，在OUT-P和OUT-N控制信号由1变0时加入TD100nS固定延时，由0变1不加延时，在TD区间，状态为1，没有出现P管和N管同时导通的可能。

[0033] 本发明不仅限于上述实施例所示的保护范围，所有基于本实施例的发明思想，皆在本发明的保护范围内。