【正文】 +2*x_g2+1，改變坐標值x_g2=x_g2+1。若按下鍵為Y時，與X類似，flag_enter=1，八位七段LED顯示板上的第五位顯示Y，代表進入Y值輸入狀態(tài)，若有數(shù)字鍵按下時，當前按下數(shù)字在八位七段LED顯示板上的第八位顯示，原八位七段LED顯示板上七、八位數(shù)字向左移一位，原第六位被舍棄，若有“—”鍵按下時，八位七段LED顯示板上的第五位該為顯示“—”，表示此Y值用于插補應(yīng)為負值。在按下start鍵后，首先進入象限判斷程序，進入象限判斷程序之后，根據(jù)輸入指令標志寄存器flag_g的不同，即插補種類的不同，分別進入不同的象限判別程序。當start鍵按下時X值賦值給X_finish_value，Y值賦值給Y_finish_value 并調(diào)用象限判斷程序。9 XY數(shù)控工作臺代碼處理軟件設(shè)計 代碼處理程序分析231YNYYYYYYNNNNNNN21開始P1口電平是否發(fā)生變化?判斷鍵值程序按下鍵是否為數(shù)字鍵?Y值輸入程序按下鍵是否為X ?flag_enter=2按下鍵是否為Y ?flag_enter=1按下鍵是否為G ?flag_enter=3flag_enter=?按下鍵是否為—?Y值為負X值為負按下鍵是否為enter?按下鍵是否為start?X值賦值給X_start_valueY值賦值給Y_start_valueX值賦值給X_finish_valueY值賦值給Y_finish_value進入判斷程序開始查補ENDG值輸入程序X值輸入程序flag_enter=?圖91 鍵盤分析程序流程圖鍵盤分析程序流程圖見圖91。如果為象限二則運行X軸反向進給程序，進行偏差判別運算flag_3=flag_3+2*x_g2+1，改變坐標值x_g2=x_g2+1。如果為象限三則運行X軸正向進給程序，進行偏差判別運算flag_3=flag_32*x_g2+1，改變坐標值x_g2=x_g21。首先將起始值坐標x_start_value和y_start_value分別存入x_g2和y_g2中，將x_finish_value x_start_value的絕對值與x_finish_value x_start_value的絕對值相加后賦值給終點判別標志位flag_finish。如果為象限四則運行Y軸反向進給程序，進行偏差判別運算flag_3=flag_3+2*y_g2+1，改變坐標值y_g2=y_g2+1。若flag_3小于零也要對象限進行判斷。如果為象限一則運行Y軸反向進給程序，進行偏差判別運算flag_3=flag_32*y_g2+1，改變坐標值y_g2=y_g21。所有4個象限、8種圓弧插補時的偏差計算公式和坐標進給方向列于表81。（1） 第一象限順圓弧的插補計算設(shè)第一象限順圓弧，圓弧的圓心在坐標原點，并已知圓弧的起點為C（X0，Y0），終點D（Xe，Ye），如圖82所示。 圓弧插補計算過程圓弧插補計算過程比直線插補計算過程多一個環(huán)節(jié)，即要計算加工點瞬時坐標（動點坐標）值，其計算公式為式（83）和式（85）。設(shè)加工點正處于m（Xm，Ym）點，當Fm≥0時，應(yīng)沿X方向進給一步至（m+1）點，其坐標值為 Xm+1=Xm1，Ym+1=Ym （83） 新的加工點的偏差為 （84） 設(shè)加工點正處于m（Xm，Ym）點，當Fm0時，應(yīng)沿+Y方向進給一步至（m+1）點，其坐標值為 Xm+1=Xm，Ym+1=Ym+1 （85）新的加工點的偏差為 （86）由式（84）和式（86）可知，只要知道錢一點的偏差和坐標值，就可求出新的一點的偏差。有第一象限逆圓弧可知 （81）因此，可定義偏差判別式為 （82）若Fm=0，表明加工點m在圓弧上；若Fm0，表明加工點在圓弧外；Fm0，表明加工點在圓弧內(nèi)。在運行完進給程序后，計算判別式，flag_finish減一，并判斷flag_finish時候等于零，若等于零停止查補。由圖72可以推導得出，4個象限直線查補的偏差計算公式和坐標進給方向，詳見表71。根據(jù)偏差狀況，控制相應(yīng)坐標軸進給一步，使加工點向被加工輪廓靠攏；（3）重新計算偏差。（2） 用一個終點計數(shù)器，寄存X和Y兩個坐標進給的總部數(shù)Nxy，X或Y坐標進給一步，Nxy就減1，若Nxy=0，則就到達終點。下面推導簡單的偏差計算公式。圖71 第一象限直線以第一象限為例，在第一象限加工出直線段）OA，取直線段的起點為坐標原點，指點段終點坐標（Xe，Ye）是已知的，如圖71所示。當X等于x_finish_value時說明X已經(jīng)走到預定的X位置，開始判斷終點坐標是否在2象限，若成立，運行Y軸正向進給程序，若不成立，運行Y軸反向進給程序。6 XY數(shù)控工作臺快速進給軟件設(shè)計 快速進給程序分析 YN YN Y Y YNNN開始X=0，Y=0flag_finish=x_finish_value+y_finish_valueFlag_xiangxian=1,4?X軸正向進給程序X=X+1Flag_finish= Flag_finish1Flag_xiangxian=1,2?Y=Y+1Flag_finish= Flag_finish1Flag_finish=0?ENDX軸反向進給程序Y軸正向進給程序Y軸反向進給程序X= x_finish_value?Flag_finish=0? 快速進給程序流程圖初始坐標X=0、Y=0，將通過象限判斷函數(shù)調(diào)整為正數(shù)的x_finish_value與y_finish_value相加，得到終點判斷標志位flag_finish。逐點比較法是以階梯折線來逼近直線或圓弧等曲線的，它與規(guī)定的加工直線或曲線之間的最大誤差為一個脈沖當量，因此只要把脈沖當量（每走一步的距離即步長）取得足夠小，就可達到加工精度的要求。而確定道具或繪圖筆的過程就稱為插補。5 XY數(shù)控工作臺總程序軟件設(shè)計 程序總流程分析NNNNYYNYYY開始程序初始化顯示循環(huán)程序鍵盤掃描程序是否有鍵被按下?G00服務(wù)程序輸入代碼是否為G00?G01服務(wù)程序輸入代碼是否為G01?G02服務(wù)程序輸入代碼是否為G02?G03服務(wù)程序輸入代碼是否為G03?圖51 總程序流程圖總程序流程圖見圖51。 程序在仿真電路圖中實現(xiàn)的功能本次的設(shè)計任務(wù)是要實現(xiàn)具有單坐標定位、兩坐標直線插補和圓弧插補的基本功能。鍵盤上設(shè)有了0~9共10個數(shù)字鍵、X坐標鍵、Y左邊鍵、G代碼按鍵、數(shù)字符號—負號鍵、ENTER（確認）鍵以及START（開始）按鍵。表41 XY數(shù)控工作臺控制系統(tǒng)硬件資源分配硬件芯片端口（引腳）用途（功能）AT89C528位P0口地址總線：輸出電平信號到74LS373送到8255A的A0和A1口，控制8255A的工作方式數(shù)據(jù)總線：擴展可編程控制器8255A，完成AT89C52單片機與8255A的數(shù)據(jù)輸入和輸出XTAL1連接晶振電路XTAL2連接晶振電路RST復位電路接線口ALE地址鎖存允許，與74LS373的LE口連接，ALE為高電平時，74LS373送數(shù)，低電平時，鎖存。此時，PB口可以工作于方式0，但不能工作于方式1。PC口的高4位服務(wù)于A口，稱A組。各端口均可用于無條件數(shù)據(jù)傳送，也可通過人為指定PC口的某些位作為PA口、PB口的狀態(tài)信號，進行查詢方式傳送。 8255A的工作方式8255A有3種工作方式：方式0、方式方式2。PA7為最高位，用于傳送I/O數(shù)據(jù)，可以設(shè)定為輸入或輸出方式，也可設(shè)定為輸入/輸出雙向方式。上述控制線的功能如表312所列。 為讀命令線，為寫命令線，皆為低電平有效。圖36 8255A邏輯結(jié)構(gòu)圖 8255A的引腳功能8255A有40條引腳，采用雙列直插式封裝。A組控制器和B組控制器：A、B組控制器對應(yīng)的控制字寄存器接受CPU送來的控制字，用于決定8255A的工作方式。8255A的工作方式有其片內(nèi)的控制寄存器選擇。XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。需注意的是：如果加密位LB1 被編程，復位時內(nèi)部會鎖存端狀態(tài)。：程序儲存允許輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次有效，即輸出兩個脈沖。ALE/ ：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8 位字節(jié)。PX0=1設(shè)定定時器外部中斷0為高優(yōu)先級中斷；PX0=0為低優(yōu)先級中斷。PX1=1設(shè)定定時器外部中斷1為高優(yōu)先級中斷；PX1=0為低優(yōu)先級中斷。中斷優(yōu)先級控制寄存器IPPT2T2中的優(yōu)先級控制位，PT2=1,設(shè)定定時器T2為高優(yōu)先級中斷；PT2=0為低優(yōu)先級中斷。ET1定時器/計數(shù)器T1中斷控制位，ET1=1，允許T1計數(shù)溢出中斷；ET1=0，禁止T1中斷。中斷允許控制寄存器IEEA中斷總控制位。TR0外部中斷請求標志位。T2：定時器/計數(shù)器2中斷，由T2計滿回零引起。：外部中斷1，低電平或下降沿引起。C/當該位置1時工作在計數(shù)器方式，清0時工作在定時器方式M1amp。置1時啟動T/C1；清0時停止T/C1。以下將重點介紹定時器/計數(shù)器以及外部中斷控制器等特殊功能部件，因為本設(shè)計中，會重復多次使用到這些特殊功能部件。在單片機中，有些指令是讀端口鎖存器的，如一些邏輯運算指令、置位/復位指令、條件轉(zhuǎn)移指令以及將I/O口作為目的地址的操作指令；有些指令是讀引腳的，如以I/O口作為源操作數(shù)的指令。I/O口功能的自動識別。AT89C52單片機可以利用其I/O接口直接與外圍電路相連，使用時，P0~P3口在開機或復位時均呈高電平。如表33所列出了特殊功能寄存器SFR的名稱、符號和地址。使用時，引腳要提高電平（5V），這時，復位后CPU從片內(nèi)ROM區(qū)的0000H單元開始讀取指令代碼，一直運行到1FFFH單元?？刂破鞯闹饕δ苁强刂浦噶畹淖x入、譯碼和執(zhí)行，并對指令的執(zhí)行過程進行定時和邏輯控制。P奇偶校驗標志位奇偶效驗標志位。有用戶根據(jù)需要進行置位、清零或檢測。AT89C52具有極強的“位”處理功能，可以進行加、減、乘、除、與、或、非、異或、左移、右移、半字節(jié)交換、BCD碼運算、位處理、位檢測等運算和操作；暫存器TMP1和TMP2作為ALU的兩個輸入，暫時存放參加運算的數(shù)據(jù)；累加器ACC是一個8位寄存器；寄存器B，執(zhí)行乘法或除法指令前，寄存器B用來存放乘數(shù)或除數(shù)，ALU的另外一個輸入來自于ACC，乘法或除法指令執(zhí)行完成后，寄存器B用來存放乘積的高8位或除法的余數(shù)；執(zhí)行非乘法或除法指令時，寄存器B可以作為一般用途的寄存器使用；程序狀態(tài)字寄存器PSW是一個8位的標志寄存器，用來存放當前指令執(zhí)行后的有關(guān)狀態(tài)，為以后指令的執(zhí)行提供狀態(tài)依據(jù)，因此一些指令的執(zhí)行結(jié)果會影響PSW的相關(guān)狀態(tài)標志；PSW中各位的狀態(tài)通常在指令執(zhí)行過程中自動生成，同時AT89C52單片機的PSW是可編程的，通常程序可以改變PSW中各位的狀態(tài)標志。 AT89C52單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)AT89C52單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖31所示。圖22給出了三種工作方式下四相步進電動機的波形圖，從圖中我們可以清晰的看到四相八拍步進電動機的通電相序為：A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A→AB→B→…。選用不同的工作方式，可使步進電動機具有不同的工作性能，如減小步距、提高定位精度和工作穩(wěn)定性等。當開關(guān)SC接通電源，SB、SA、SD斷開時，由于C相繞組的磁力線和4號齒之間磁力線的作用，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，4號齒和C相繞組的磁極對齊。在一般的步進電動機工作中，其電源都是采用單極性的直流電源。在開環(huán)數(shù)字程序控制系統(tǒng)中，輸出控制部分常采用步進電動機作為驅(qū)動元件。④ 利用μVision2的構(gòu)造（Build）工功能對項目中的源程序文件進行編譯連接，生成絕對目標代碼和可選的HEX文件。采用Keil C51開發(fā)8051單片機應(yīng)用程序一般需要以下步驟：① 在μVision2集成開發(fā)環(huán)境中創(chuàng)建一個新項目文件（Project），并為該項目選定合適的單片機CPU器件。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如KeilμVision2等軟件。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動態(tài)仿真、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。研究技術(shù)路線：；；；；；、數(shù)組、函數(shù)、指針的運用與設(shè)計；；?？刂葡到y(tǒng)可選用標準的工業(yè)控制計算機，也可設(shè)計專用的微機控制系統(tǒng)。關(guān)鍵字：插補 數(shù)控XY工作臺 步進電機 單片機Design of XY NC Worktable Based on Microcontrol