【正文】 其是功能要求不高的經(jīng)濟(jì)型螺紋車床，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。 In addition, the chip of 74LS164 is used to design decoding circuit for signalelection of related chips. Total to say, the circuit is simple, the development cost is low, the reliability of system is high, in this foundation, further consummates the hardware, and develop the control software, then the design has the actual application value for economy numerical control thred lather, especially for those of which the demand of function isn’t high. Key words： Numerical Control Thred Lathe。尤其是宇航、軍工、造船、汽車和模具加工 等行業(yè)，用普通機(jī)床進(jìn)行加工（精度低、效率低、勞動(dòng)度大）已無法滿足生產(chǎn)要求。這種機(jī)床是一種綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制、精密測量和機(jī)械設(shè)計(jì)等新技術(shù)的機(jī)電一體化典型產(chǎn)品 ， 是一種裝有程序控制系統(tǒng)（數(shù)控系統(tǒng)）的自動(dòng)化 機(jī)床 。 進(jìn)入 21 世紀(jì)，我國經(jīng)濟(jì)與國際全面接軌，進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。 由于數(shù)控機(jī)床不斷采納科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的各種新技術(shù)，使得其功能日趨完善 并且大大提高了生產(chǎn)效益 ，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的地位也顯得越來越重要，數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢 。 2）適合于多品種、中小批量螺紋的自動(dòng)化生產(chǎn)，對產(chǎn)品的適應(yīng)性強(qiáng)，在普通螺紋機(jī)床上加工的產(chǎn)品 大都可以在數(shù)控螺紋車床上加工。 4）能解決復(fù)雜零件的加工精度控制問題。數(shù)控系統(tǒng)的出現(xiàn)擴(kuò)大了工人的視野，帶動(dòng)了學(xué)習(xí)微電子技術(shù)的熱潮，為工人由“體力型”向“智 力型”過渡創(chuàng)造了條件，促進(jìn)了工廠的技術(shù)進(jìn)步。由于我國步入市場經(jīng)濟(jì)不久，一般國有螺紋制造企業(yè)正處于在改革和調(diào)整的時(shí)期，資金嚴(yán)重不足；生產(chǎn)螺紋的民營企業(yè)剛剛成長，同樣資金也非常緊張，不可能付出大量資金購買高檔次 數(shù)控設(shè)備。 國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展經(jīng)歷了 十 年跌宕起伏，已經(jīng)由成長期進(jìn)入了成熟期，可提供市場 各 種數(shù)控機(jī)床，產(chǎn)品種類可與日、德、意、美等國并駕齊驅(qū)?！笆濉逼陂g國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床發(fā)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） 7 展很快。從生產(chǎn)規(guī)模上看，國產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床已形成規(guī)模生產(chǎn)。 但是，近年來國產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床同樣受到國外跨國機(jī)床公司的產(chǎn)品和其在國內(nèi)合資企業(yè)和獨(dú)資企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品雙重挑戰(zhàn)，在產(chǎn)品技術(shù)、月產(chǎn)量、規(guī)模上都不及外國公 司和合資企業(yè) 。 這樣才能使我國數(shù)控車床的性價(jià)比越來越高，總體水平與國外先進(jìn)水平越來越近，受到更多經(jīng)濟(jì)型企業(yè)的擁護(hù)。 總體方案的確定 數(shù)控系統(tǒng)是由硬件和軟件兩部 分組成。 主 CPU 的選用 在微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中， CPU的選擇應(yīng)考慮以下因素： 1）時(shí)鐘頻率和字長，這個(gè)指標(biāo)將控制數(shù)據(jù)處理的速度； 2）可擴(kuò)展存儲(chǔ)器的容量； 3）指令系統(tǒng) 功能，影響編程靈活性； 4） I/O 口擴(kuò)展的能力，即對外設(shè)控制的能力； 5）開發(fā)手段，包括支持開發(fā)的軟件和硬件電路。 8031 片內(nèi)無 ROM，可在現(xiàn)場修改和更新程序存儲(chǔ)器的應(yīng)用場合，其價(jià)格低，使用靈活，非常適合在我國使用。所以選用 8031 單片機(jī)。 外擴(kuò)存儲(chǔ)器的確定 8031 單片機(jī)片內(nèi)只有 128 個(gè)字節(jié)的 RAM，需要外擴(kuò)存儲(chǔ)器。 在選擇數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片時(shí)，常采用半導(dǎo)體靜態(tài)的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 RAM電路。同時(shí)與 DRAM 相比， SRAM 無須考慮保持?jǐn)?shù)據(jù)而設(shè)置的刷新電路，故擴(kuò)展電路較簡單。 在存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì)中還應(yīng)包括地址瑣存器電路和譯碼電路的設(shè) 計(jì)。 顯示器的種類多種多樣，有 CRT 顯示器、 LED 顯示器、 LCD 顯示器、輝光顯示器、 熒光顯示器及投影顯示器等等。此次設(shè)計(jì)選用的南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 顯示器就是 LED 顯示器?？紤]到 89C2021 的管腳過少，加入一個(gè) 74LS138 譯碼器進(jìn)行位選譯碼。 8155 作為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)常用的可編程 I/O 接口得到了廣泛應(yīng)用。 總體方案的結(jié)構(gòu)框圖 總體方案的結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。 I/O 口線： P0、P P P3 共四個(gè) 8 位口；控制口線： PSEN（片外取指控制）、ALE（地址鎖存控制）、 EA（片外存儲(chǔ)器選擇）、 RESET（復(fù)位控制）；電源及時(shí)鐘： Vcc（接 +5V電源）、 Vss（接地）； XTAL1 和XTAL2 接外部晶體振蕩器 [1]。電容 C C4 分別 取值為 30pF，它們使振蕩器起振并可對振蕩器的頻率起到微調(diào)作用。F。由于地址線是 16 位的， 所以 最多能擴(kuò)展 64KB 程序存儲(chǔ)器和 64KB 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其地址均為 0000H— FFFFH，在數(shù)控 螺紋車床控制系統(tǒng)硬件電路中，只需擴(kuò)展 32K 的程序存儲(chǔ)器和 8K 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，如第二章所述，選用 27256 芯片作為 32K 的程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展， 6264 芯片作為 8K 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展。 根據(jù)程序存儲(chǔ)器電路的連接，確定 27256 的尋址范圍，見表 。它的輸入輸出關(guān)系見表 。讀或編程檢驗(yàn)時(shí)為數(shù)據(jù)輸出線，編程時(shí)為數(shù)據(jù)輸入線。 圖 8031 與 27256 連接圖 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì) 圖 6264引腳圖 （ a） 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） 15 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） 16 手動(dòng)鍵盤電路和編輯鍵盤電路設(shè)計(jì) 數(shù)控螺紋 車床控制面板上應(yīng)有功能鍵、波段開關(guān)以及編輯按鍵，這些都應(yīng)是手動(dòng)鍵盤和編輯鍵盤要設(shè)計(jì)的部分。由此可見，獨(dú)立式鍵盤只適用 于鍵的個(gè)數(shù)較少的應(yīng)用系統(tǒng)，電路較簡單。 手動(dòng)鍵盤電路設(shè)計(jì) 所選用的 8031 單片機(jī)的 P1 口 （ — 、 1— 8 腳 ）是準(zhǔn)雙向口，一般作通用 I/O 端口使用，內(nèi)部有上拉電阻，位結(jié)構(gòu)如圖 所示， P1 口的每一位口線能獨(dú)立用作輸入線或輸出線。 設(shè)計(jì)中手動(dòng)鍵盤電路采用獨(dú)立式結(jié)構(gòu) ，連接圖如圖 。六檔波段開關(guān)一端接地，另外的六擋端分別通過一個(gè) 10K 的上拉電阻與 +5V電源及 PA 口的六個(gè)腳相連接。鍵盤由 0— 9， 字母 A— Z等組成。 ALE為地址鎖存信號輸入，在 ALE下降沿將 AD0— AD7上的低 8位地址、 RAM/IO選擇信息鎖存。 TI、 TO 為 14 位計(jì)數(shù)器輸入、輸出； VCC、 VSS 為 +5V電源和接地。在圖 中 , PA 口的 8 位經(jīng)反向器輸出為行母線 ， PC 口低 5 位通過 10K的電阻接 +5V 電源為列母線，行列母線相交處用按鍵連接。 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） 21 圖 8155與 8031連接原理圖 （ a） 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） 22 112233445566D DC CB BA AT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eA2D a t e : 2021 1 21 S he e t of F i l e : C : \ D oc um e nt s a nd S e t t i ngs \ ..\ C H D O C D r a w n B y :S 1221U 8221U 8321U 8421U 8521U 8621U 8721U 8821U 89S 13S 14S 15S 16S 17S 18S 1910KR 11110KR 11210KR 113S 20S 21S 22S 23S 24S 25S 26S 27S 28S 29S 30S 31S 32S 33S 34S 35S 36S 37S 38S 39S 40S 41S 42S 43S 44S 45S 46S 47S 48S 49S 50S 5110KR 114P A 0P A 1P A 2P A 3P A 4P A 5P A 6P A 7P A 6P A 7P A 5P A 4P A 3P A 2P A 1P A 010KR 115+5P C 0 P C 1 P C 2 P C 3 P C 4S 52P C 5GNDP A 021P A 122P A 223P A 324P A 425P A 526P A 627P A 728P B 029P B 130P B 231P B 332P B 433P B 534P B 635P B 736P C 037P C 138P C 239P C 31P C 42P C 55AD012AD113AD214AD315AD416AD517AD618AD719CE8RD9WR10IO7A L E11R E S E T4T M R I N3T M R O U T6U 7310KR 110P C 0P C 1P C 2P C 3P C 4P C 5 圖 編輯鍵盤電路原理圖 （ a） 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） 23 I/O 接口擴(kuò)展電路設(shè)計(jì) 由于 8031只有 P1口和 P3口部分能提供用戶作為 I/O口使用，不能滿足輸入輸出口的需要，因而系統(tǒng)要擴(kuò)展輸入輸出接口電路 。 8255A與 8031 的連接如圖 所示。當(dāng)RD=0 時(shí)，允許單片機(jī)從 8255 讀取數(shù)據(jù)或狀態(tài)字。口地址選擇見表 。 與 8255A 芯片相似， 8155 芯片也可與 8031 芯片直接連接。 圖 8255與 8031連接圖 （ a） 112233445566D DC CB BA AT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eA2D a t e : 2021 6 1 S he e t of F i l e : D : \ pr ot e l dxp 正式版 \ ..\ 工作方式選擇開關(guān)電路 .S C H D O CD r a w n B y :74L S 373D14D27D38D413D514D617LE11D718D03/OE1Vcc20Q02Q15Q26Q39Q412Q515Q616Q719GND10U 1974L S 138A1B2C3G 2A4G 2B5G16GND8Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77V c c16U 17D0D1D2D3D4D5D6D7D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7C 12