【正文】 .........................................................4 外擴(kuò)存儲(chǔ)器的確定 ..................................................................................5 顯示電路的確定 ......................................................................................5 擴(kuò)展鍵盤及 I/O 口電路的確定 ..............................................................6 總體方案的結(jié)構(gòu)框圖 ..............................................................................6 第三章 數(shù)控螺紋車床控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) .................................... 7 CPU時(shí)鐘及復(fù)位電路設(shè)計(jì) ...............................................................................7 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) ..........................................................................................7 復(fù)位電路設(shè)計(jì) ..........................................................................................7 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì) .......................................................................................8 程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì) ......................................................................8 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì) ....................................................................10 手動(dòng)鍵盤和編輯鍵盤電路設(shè)計(jì) .....................................................................14 手動(dòng)鍵盤電路設(shè) 計(jì) ................................................................................14 工作方式選擇開(kāi)關(guān)電路設(shè)計(jì) ................................................................15 編輯鍵盤電路設(shè)計(jì) ................................................................................16 I/O 接口擴(kuò)展電路設(shè)計(jì) ...................................................................................20 顯示電路設(shè)計(jì) .................................................................................................24 數(shù)字動(dòng)態(tài)顯示電路設(shè)計(jì) ........................................................................24 功能顯示電路設(shè)計(jì) ...............................................................................27 步進(jìn)電機(jī)控制信號(hào)輸出電路設(shè)計(jì) .................................................................31 譯碼電路設(shè)計(jì) .................................................................................................32 擴(kuò)展芯片選擇譯碼電路設(shè)計(jì) ................................................................32 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 顯示位選擇譯碼電路設(shè)計(jì) ....................................................................34 第四章 控制系統(tǒng)原理圖及 PCB 圖的繪制 ........................................ 35 控制系統(tǒng)電路原理圖的繪制 方法及步驟 .....................................................35 控制系統(tǒng)電路 PCB 圖的繪制方法及步驟 ...................................................37 第五章 結(jié)論 ......................................................................................... 39 論文總結(jié) .........................................................................................................39 感想 .................................................................................................................40 致謝 ........................................................................................................ 41 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. 42 附錄 A： 英文資料 ......................................................................................................43 附錄 B： 英文資料翻譯 ..............................................................................................58 附錄 C： 硬件設(shè)計(jì)原理圖與 PCB 圖 ........................................................................72 附件： 畢業(yè)論文光盤資料 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第一章 緒 論 引言 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品日趨精密復(fù)雜。 The PA export and PC export of 8155 are used to expand the matrix editor keyboard circuit for inputting or editing the program and data, The P1 export of 8031 singlechip is used to expend the manual keyboard for starting and stopping system and moving the directional part in X or Z orientation。該控制系統(tǒng)主要可分為六部分： CPU 時(shí)鐘及復(fù)位電路、存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路、手動(dòng)鍵盤和編輯鍵盤電路、 I/O 擴(kuò)展電路、顯示電路以及譯碼電路?？刂葡到y(tǒng)選用 MCS51 系列的 8031 作為主 CPU；在存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)中 ,選 用 27256 芯片 外擴(kuò)了 32K 的程序存儲(chǔ)器和 6264 芯片外擴(kuò)了 8K 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，分別 用于存放系統(tǒng)管理程序、數(shù)控加工程序以及運(yùn)算數(shù)據(jù) ；在手動(dòng)鍵盤和編輯鍵盤設(shè)計(jì)中選用 8155 芯片的 PA口和 PC 口作為行、列母線，擴(kuò)展了矩陣式編輯鍵盤，用于程序和數(shù)據(jù)的輸入或編輯，同時(shí)選用 8031 單片機(jī)的 P1 口擴(kuò)展了手動(dòng)鍵盤，用于系統(tǒng)啟動(dòng)、停止以及運(yùn)動(dòng)部件在 X、 Z 軸方向的手動(dòng)控制；在 I/O 口擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)中選用 8255 芯片擴(kuò)展了輸入輸出口，用于接收和傳送開(kāi)關(guān)量及相關(guān)信息；在顯 示電路設(shè)計(jì)中，選用 MCS51 系列的 89C2051 單片機(jī)作為從 CPU，控制三排 LED 顯示器，用于 X軸、 Z 軸動(dòng)態(tài)坐標(biāo)以及相關(guān)數(shù)字的動(dòng)態(tài)顯示；此外選用 74LS138 譯碼器設(shè)計(jì)了相關(guān)芯片的片選信號(hào)譯碼電路。 The chip of 8255 is chosen as I/O expander for receiving or transmitting information of onoff and related message. 892051 singlechip of the MCS51series is chosen to control the three rows of LED monitor to display, used for showing the size of coordinates of X axis and Z axis and the related number of function word。產(chǎn)品的精度要求越來(lái)越高、更新?lián)Q代的周期也越來(lái)越短，從而促進(jìn)了現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展。 6 年后，即在 1952 年，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)床上，從而一種新型的用數(shù)字程序控制的機(jī)床 （數(shù)控機(jī)床） 應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍使其成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。 隨著社會(huì)的發(fā)展 ,現(xiàn)代制造工業(yè)也在急速的取代換新 ,而效率 ,經(jīng)濟(jì)便是其中的主流之一 。它特別適合于普通螺紋機(jī)床的改造，適合在生產(chǎn)第一線大面積推廣。數(shù)控裝置有較高的加工精度，加工出的產(chǎn)品尺寸一致性好、合格率高。 6）提高工人素質(zhì)，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。 由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，數(shù)控螺紋車床被很多生產(chǎn)螺紋的中小企業(yè)看好。 研究現(xiàn)狀 目前 國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床與國(guó)際先進(jìn)水平 的 差距 在 逐漸縮小 。國(guó)內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)在高中、低擋領(lǐng)域均有涉及，且在國(guó)內(nèi)制造業(yè)應(yīng)用廣泛，并且正向納米級(jí)精度、高可靠性、進(jìn)給高速的數(shù)控領(lǐng)域進(jìn)軍。從品種上看，我國(guó)生產(chǎn)的數(shù)控車床品種比較齊全，每年都有數(shù)控車床新品種，可供各方面用戶選用。所以經(jīng)濟(jì)型數(shù)控螺紋車床受到很多中小企業(yè)的親睞。 采取多種措施，積極開(kāi)發(fā)已試制成功的中高檔數(shù)控車床 的 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，突破一點(diǎn)，在用戶生產(chǎn)使用中不斷改進(jìn)和完善，以點(diǎn)帶面，逐步取得用戶認(rèn)可。 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第二章 數(shù)控螺紋車床控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)方案的擬定 控制對(duì)象及要求 此次設(shè)計(jì)對(duì)象為數(shù)控螺紋車床控制系統(tǒng)硬件電路， 采用 8031單片機(jī)作為主CPU，外擴(kuò) 32K程序存儲(chǔ)器和 8K數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；采用 89C2051作從 CPU，控制三排LED顯示；采用 8155擴(kuò)展鍵盤； 需控制 X軸和 Z軸； 采用 8255擴(kuò)展若干輸入輸出口，用于開(kāi)關(guān)量及相關(guān)信息的輸入輸出。機(jī)床硬件電路由以下五部分組成： 1）主控制器，即中央處理單元（ CPU）； 2）總線，包括數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線； 3）存儲(chǔ)器，包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器； 4）接口，即 I/O 輸入輸出接口電路； 5）外圍設(shè)備，如鍵盤、顯示器及光電輸入機(jī)等。三種型號(hào)的引腳完全相同，僅在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有少數(shù)差異。對(duì)于簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)合， MCS51 系統(tǒng)的最小系統(tǒng)用一片 8031外擴(kuò)一片 EPROM 就能滿足功能的要求，對(duì)于復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)合，可以利用 MCS51的擴(kuò)展功能，構(gòu)成功能強(qiáng)、規(guī)模較大的系統(tǒng)。南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 此次設(shè)計(jì)使用的是 8031 芯片。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需要外擴(kuò)32K 程序存儲(chǔ)器，所以選擇 27256 芯片。雖然 DRAM 芯片具有容量大、功率低、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但它極易受干擾，對(duì)外界環(huán)境、工藝結(jié)構(gòu)、控制邏輯和電源質(zhì)量等的要求都很高。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需要外擴(kuò) 8K 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，所以選擇 6264 芯片。此次設(shè)計(jì)選用 89C2051作顯示 CPU，控制顯示器顯示。在所有的顯示器中， LED 由于功耗較少、亮度較強(qiáng)、控制簡(jiǎn)單可靠，且價(jià)格很低，在機(jī)