【正文】 原理框圖： LR104VRAM 顯示器的基本原理框圖如圖（ 9）所示， DC/DC電壓變換器產(chǎn)生液晶所用各種驅(qū)動電壓 DC/AC 逆變器則用來點亮冷陰極背光燈（ CCFL）。 基本原理： LR104VRAM真彩色液晶顯示器，采用 VRAM顯示方式。 I/O 口擴(kuò)展采用總線擴(kuò)展方法，數(shù)據(jù)輸入線取自 80C51 的 P0口。 圖（ 8）、 2764引腳圖 80C51芯片與存儲器的連接 存儲器擴(kuò)展實質(zhì)是三總線的連接。有 2 個選擇輸入端， 4 個譯碼輸出端，輸出 0 電 平有效。 3． 地址鎖存器 因為 P0口是分時提供低 8位地址和數(shù)據(jù)信息的，所以必須用鎖存器把地址鎖存住。 1． 擴(kuò)展概述 80C51的片外總線結(jié)構(gòu)：所有的外部芯片都通過三組總線進(jìn)行擴(kuò)展。在 EPROM編程和驗證程序時，它輸入低 8 位地址。當(dāng) EA輸入低電平時， CPU 僅訪問片外程序存儲器。 ALE 端的負(fù)載驅(qū)動能力為 8 個 LSTTL（低功耗高速TTL）。在片內(nèi)它是振蕩電路反向放大器的輸入端。 數(shù)控系統(tǒng)中常用軟件模塊 （ 1） 軟件實現(xiàn)環(huán)行分配器； （ 2） 插補(bǔ)運算模塊； （ 3） 自動升降速控制模塊。 選擇中央處理單元 CPU 的類型 CPU 的種類很多，在此處選擇 MCS—— 51 系列單片機(jī)中的 80C51，因為其集成度高，穩(wěn)定性、可靠性好，體積小，而且有很強(qiáng)的外部擴(kuò)展功能，外圍擴(kuò)展電路芯片大多是一些常規(guī)芯片，用戶很容易通過標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展電路來構(gòu)成較大規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。 繪制進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械裝配圖 在完成運動及動力計算后，以后確定了滾珠絲杠螺母副、步進(jìn)電機(jī)型號，以及齒輪齒數(shù)、模數(shù)、軸承型號之后，就可以畫橫向機(jī)械裝配圖。 L— 圓柱體長度 (cm)。在兩個薄片齒輪 1和 2上分別裝上耳座 3和 8，彈簧 4的一端鉤在耳座 3上，另一端鉤在耳座 8的螺釘 7上。 按此最大靜轉(zhuǎn)距從表查出， 002150BF 型最大靜轉(zhuǎn)距為 N178。 =153 N178。 0360b? = ? =500 minr 。㎝ 2 考慮步進(jìn)電機(jī)與傳動系統(tǒng)慣量匹配問題 MJ / ?J =10/= 基本滿足匹配的要求。 2L =*103? 179。 41d 178。 1J 、 2J 齒輪 1z 、 2z 的傳動慣量（㎏178。可計算出傳動比 i i =0360Lbp?? = ?? = 可選定齒輪齒數(shù)為 : i =21ZZ =4032 或 2520 已確定橫向進(jìn)給脈沖當(dāng)量 P? = ,滾珠絲杠導(dǎo)程 0L =5 ㎜ ,初選步進(jìn)電機(jī)步距角176。 106 N/㎝ 2 。???tg tg= 橫向進(jìn)給絲杠支承方式如圖 22 所示，最大牽引力為 2425 N，支承間距 L =450 ㎜，因絲杠長度較短，不需預(yù)緊，螺母及軸承預(yù)緊。 670+179。G = 600 N 39。1? (㎜ )為 : 39。 先畫出縱向進(jìn)給滾珠絲杠支承方式草圖如圖 21 所示。 179。 39。其特點是結(jié)構(gòu)較緊湊，工作可靠，滾道磨損時可隨時調(diào)整，預(yù)緊量不很準(zhǔn)確，應(yīng)用較普遍。我們在此選用螺旋槽式外循環(huán)：在螺母外圓上銑出螺旋槽，槽的兩端鉆出通孔，同螺母的螺紋滾道相切，形成滾珠返回通道。XF =1:: 39。 =1340 YF =5360179。 伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計計算內(nèi)容包括：確定系統(tǒng)的負(fù)載、確定系 統(tǒng)脈沖當(dāng)量，運動部件慣量計算，空載起動及切削力計算，確定伺服電機(jī)，傳動及導(dǎo)向元件的設(shè)計、計算及選用，繪制機(jī)械部分裝配圖及零件工作圖。系統(tǒng)總體方案見圖 11 根據(jù)設(shè)計任務(wù)的要求，采用連續(xù)控制系統(tǒng)和步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)。 二 、 計算機(jī)系統(tǒng) 根據(jù)機(jī)床要求，采用 8 位微機(jī)。同時，它還可以作為全功能數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的準(zhǔn)備階段，為今后使用全功能數(shù)控機(jī)床，培養(yǎng)人才，積累維護(hù)、使用經(jīng)驗，而且也是實現(xiàn)我國傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)朝機(jī)電一體化的方向過渡的主要內(nèi)容之一。而這些機(jī)床又大多是多年累積生產(chǎn)的通用機(jī)床，不論資金和我國機(jī)床制造廠的能力都是辦不到的。 四、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢 從數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平看，高精度、高速度、高柔性、多功能和高自動化是數(shù)控機(jī)床的重要發(fā)展趨勢。與此同時，還開展了數(shù)控加工平面零件自動編程的研究。它采用微型處理器及大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路，具有很強(qiáng)的程序存儲能力和控制功能。數(shù)控技術(shù)不僅在機(jī)床上得到實際應(yīng)用，而且逐步推廣到焊接機(jī) 、 火焰切割機(jī)等，使數(shù)控技術(shù)不斷的擴(kuò)展應(yīng)用范圍。 一、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生 數(shù)控機(jī)床最早是從美國開始研制的。 This paper presents the process of designing numerical control reform， and explicitly introduces the design of mechanical and numerical control system reforms。 結(jié)合我國實際國情，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床是我國從普通車床向數(shù)控車床發(fā)展的及其重要的臺階。利用現(xiàn)有的普通車床，對其進(jìn)行數(shù)控化改造是一條低成本，高效益的途徑。 We adopt control system which has 8031 as cpu to cope with the signal， and output the step pulse through the I/O interface。 1948 年，美國帕森斯公司在研制加工直升機(jī)槳葉輪廓用檢查樣板的加工機(jī)床任務(wù)時，提出了研制數(shù)控機(jī)床的初始設(shè)想。 二、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展 自 1952 年，美國研制成功第一臺數(shù)控機(jī)床以來，隨著電子技術(shù) 、計算機(jī)技術(shù)、自動控制和精密測量等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床也在迅速地發(fā)展和不斷地更新?lián)Q代，先后經(jīng)歷了五個發(fā)展階段。這些控制功能是由一系列控制程序來實現(xiàn)的。 19721979 年是數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)和使用階段。對單臺主機(jī)不僅要求提高其柔性和自動化程度，還要求具有進(jìn)入 更高層次的柔性制造系統(tǒng)和計算機(jī)集成制造系統(tǒng)的適應(yīng)能力。因此，盡快將我國現(xiàn)有一部分普通機(jī)床實現(xiàn)自動化和精密化改裝，是我國現(xiàn)有設(shè)備技術(shù)改造迫切要求解決的課題。 第一章 CA6140 車床 微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)總體設(shè)計方案 的擬定 數(shù)控技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的核心，是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化、集成化的基礎(chǔ)。由于 MCS51 系列單片機(jī)具有集成度高、可靠性好、功能強(qiáng)、速度快、抗干擾能力強(qiáng)、具有很高的性能價格比等特點，因此采用 MCS51 系列的 8031 單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)。這樣可使控 制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，調(diào)試和維修都比較容易?，F(xiàn)分述如下： 光電隔離 功率放大 步進(jìn)電機(jī) 下拖板 7 21 系統(tǒng)脈沖當(dāng)量的選擇 一個進(jìn)給脈沖，使機(jī)床運動部件產(chǎn)生位移量，也稱為機(jī)床的最小設(shè)定單位。 =2144 主切削力 )(39。YF =2680179。為防止?jié)L珠脫落，螺旋槽用鋼套 蓋住。 一、 縱向進(jìn)給絲杠 mF (N) 作用在滾珠絲杠上的進(jìn)給率引力主要包括切削時的走刀抗力以及移動部件的重量和切削分力作用在導(dǎo)軌上的摩擦力。f 滑動導(dǎo)軌摩擦系數(shù) :～ 。 2559=10799 N 查閱附錄 A 表 3,可采用 W1 L3506外循環(huán)螺紋調(diào)整預(yù)緊的雙螺母滾珠絲杠副 ,1列 圈 ,其額定動負(fù)載為 16400 N,精確等級按表 415選為 3級 (大致相當(dāng)于老標(biāo)準(zhǔn) E 級 ). 滾珠絲杠螺母副的傳動效率為： η =)( ????tgtg 式中 ? — 螺旋升角 , W1 L3506 ? =3176。最大牽引力為 2559 支撐間距 L =1500 ㎜，絲杠螺母及軸承均進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊力為最大軸向負(fù)荷的 31 。1? =21 1? =179。f = 得： mF39。 (2680+2179。 13 圖 22 計算如下： （ 1）絲杠的拉伸或壓縮變形量 1? （㎜） 查圖 46，根據(jù) mF39。 I 截面慣性矩 (㎝ 4 )絲杠 : I =64? 1d 4 ,1d 為絲杠內(nèi)徑 ?？捎嬎銈鲃颖? i : i =0360Lbp?? = ?? = 考慮到結(jié)構(gòu)上的原因，不使大齒輪直徑太大，以免影響到橫向溜板的有效行程 ,故此處可采用兩級齒輪降 速 : i=21ZZ43ZZ =53 179。㎝ 2 ） 。 1L =179。 84 179。 機(jī)床在不同的工況下，其所需轉(zhuǎn)距不同，下面按個階段計算： （ 1） 快速空載起動力矩 M 起 。 起動加速時間 at =30ms maxaM = ?J 179。㎝ 上述三項合計： M 起 = maxaM + fM + 0M =+94+153= N178。㎝ 。用螺母 5調(diào)節(jié)螺釘 7的伸出長度即可調(diào)整彈簧的彈力，調(diào)整好后再用螺母 6鎖緊。 代入上式 : ? ?4 223011 2 3 4242( ) ( ) ( )23. 51 .MsZLZ wJ J J J J J JZ Z gk g c m?????? ??? ? ? ? ? ????? ?????? ??? 4. 電機(jī)轉(zhuǎn)矩計算 機(jī)床在不同的工況下 ,在 ,下面分別按各階段計算 : 1) 快速空載起動慣性矩 QM 在快速空載起動階段，加速力矩所占的比例較大，具體計算公式如下： m a x 0Q a fM M M M? ? ? m a xm a x 2 60a anM J J t?????? 又： 23 ? ? ? ? ? ? ? ?0 0 0m a x m a x / / 3 6 0 1 0 0 0 / 0 .0 0 5 0 .9 / 3 6 0pbnV ??? ? ? ? 500 / minr? 35 ms s?? 代入得： 2m a xm a x 2 2 5 0 0 03 . 5 1 1 0 5 2 . 56 0 6 0 0 . 0 3 5a anM J N c mt? ? ?? ?? ? ? ? ?? 折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩 fM : |0 0 021() 0 . 0 4 ( 7 3 4 5 0 0 ) 1 . 9 6 .2 2 / 2 0 . 8 1 . 5Zf F L f F W LM N c mi Z Z? ? ? ? ?? ??? ? ? ???） 式中：η — 傳動鏈總效率 ,一般可取 ~ 此處取 。見附圖（二） 第四章、微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計 167。 存儲器 擴(kuò)展電路設(shè)計 存儲器擴(kuò)展包括數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器擴(kuò)展兩部分。 167。在采用外部時鐘時，對于 HMOS 單片機(jī)，該端引腳必須接地；對于 CHMOS 單片機(jī) ，此引腳作為驅(qū)動端。 /PSEN（ 29 腳） ：在訪問片外程序存儲器時，此端輸出負(fù)脈沖作為存儲器讀選通信號。 （４） 輸入 /輸出引腳（ P0、 P P2 和 P3 端口引腳） P0~P3 是 4 個寄存器，也稱為 4 個端口，是 80C51 單片機(jī)與外界聯(lián)系的 4 個 8 位雙向并行 I/O口。 ~（ 21~28腳）： P2是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。（ 1）數(shù)據(jù)總線（ DB）：由P0口提供，數(shù)據(jù)總線要連到連接的所有外圍芯片上，但在同一時間只能夠有一個是有效的數(shù)據(jù)傳送通道。本次設(shè)計使用帶三態(tài)緩沖輸出的 8D 鎖存器 74HC373。 2 個輸入信號 A、 B 譯碼后有 4 個輸出狀態(tài)，其引腳與真值表如下所示。 （ 1） 據(jù)芯片存儲容量的大小確定數(shù)據(jù)、地址線的根數(shù)。這種擴(kuò)展方法分時占用 P0 口，不影響 P0口與其它擴(kuò)展芯片的連接操作。 VRAM（ Video RandomAccess Memory）視頻存儲技術(shù)是近年來比較流行的專門用于圖形處理的雙端口存儲技術(shù)，常用于中、高檔顯示卡。分時技術(shù)讓顯示與寫入數(shù)據(jù)同時進(jìn)行，實現(xiàn)了畫面的高速更新，且互不干擾。 VRAM存儲器的一個字節(jié)由 8位構(gòu)成，顯示器屏幕上的一個 “像素 ”點由 R、 G、 B三個 “點 ”來組成。隨著彩色液晶技術(shù)的日趨成熟 ，正在逐步取代 CRT顯示器，成為許多高要求行業(yè)的首選，被越來越多地應(yīng)用到電力、醫(yī)療、儀表、電梯、工業(yè)控制等領(lǐng)域。這里采用 8255（可編程的 RAM/IO 擴(kuò)展接口電路）。其引腳見左圖（ 8）。 74HC139 是雙“ 24”譯碼器，每個譯碼器僅有 1個使能端G， 0 電平選通。 擴(kuò)展的 I/O 口與片外數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址，不再另外提供地址線。所以需擴(kuò)展。 ~（ 1~8 腳）： P1是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O端口。當(dāng)?shù)刂烦^ 4KB時，將執(zhí)行片外程序存儲器的程序。平時不訪問片外存儲器時，該端也以 1/6