【正文】 P A 324AD416P A 425AD517P A 526AD618P A 627AD719P A 728P B 029CE8P B 130RD9P B 231WR10P B 332IO / M7P B 433A L E11P B 534P B 635P B 736T M R O U T6P C 037P C 138T M R IN3P C 239P C 31P C 42R E S E T4P C 55112233445566D 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 12104μC 11GNDA 13A 14A 15A 13A 14A 15GND+5GND +58255/CS6RESET35A18A09/WR36D727D628PC710PC611PC512PC413PC317PC216PC115PC014PB725PB422PB624PB523PB321PB220PB119PB018PA13PA04PA22PA31PA440PA539PA638PA737D034D133D232D331D430D529/RD5U 6810KR 8010KR 8110KR 8210KR 8310KR 8410KR 85S 11+5+5GNDP 1P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 8I N T 1,P 13I N T 0,P 12T 1,P 15T 0,P 14/ E A31R E S E T15X T A L 218X T A L 119/ R D17/ W R16P 39P 38P 37P 36P 35P 34P 33P 32P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P 28V c c40V s s20R X D ,P 10T X D ,P 11/ A L E30/ P E S N29U 10D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0A1 A01μC 1510KR 71+5GND南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 過該鍵盤可輸入數(shù)字、字母進行編輯。 8155 與 8031 連接如圖 所示。當單片機應(yīng)用系統(tǒng)中需要較為復(fù)雜的 I/O口時，通常采用可編程 I/O接口芯片擴展 I/O口，如 8255A芯片、 8155芯片。當 WR=0時，允許單片機將數(shù)據(jù)或控制字寫入 8255。 8155 的片選信號 CE 接 74LS138 譯碼器的 Y7 ，它的讀控制端 RD、寫控制端 WR、 地址鎖存信號輸入端 ALE 分別接 8031 的 RD、 WR、 ALE 端，復(fù)位控制端 RESET 接外部復(fù)位電路，輸入端 AD0— AD7 分別接 8031 的 — 。 8255A 擴展 I/O 電路原理圖如圖 (a)所示。 8255 讀控制端RD、寫控制端 WR與 8031 的 RD、 WR直接連接。事實上對應(yīng)于每一種輸出狀態(tài)，只要按下一個鍵，那么就可以得到一鍵的編碼值，這個值對于不同的鍵是不同的，具有唯一性。 表 8155 地址分配表 CE IO/M A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 所選端口 0 1 0 0 0 命令 /狀態(tài)寄存器 0 1 0 0 1 A口 0 1 0 1 0 B 口 0 1 0 1 1 C 口 0 1 1 0 0 計數(shù)器 低 8 位 0 1 1 0 1 計數(shù)器高 8 位 0 0 RAM 單元 圖 中， CE 為片選信號，低電平有效； RD、 WR 為讀、寫控制輸入線，低電平有效； RESET 為復(fù)位端，輸入一個大于 600ns 正脈沖時， 8155 總清零，各 I/O 口定義為輸入方式； PA0— PA7 為 A 口 I/O 數(shù)據(jù)傳送； PB0— PB7 為 B 口I/O 數(shù)據(jù)傳送； PC0— PC7 為 C 口 I/O 數(shù)據(jù)傳送或 A、 B 口選通方式時傳送命令 /狀態(tài)信息。 編輯鍵盤電路設(shè)計 編輯鍵盤按鍵數(shù)量較多，采用 8155芯片來擴展編輯鍵盤。以啟動按 鍵為例，當按下啟動按鈕 S1 時， 口輸入“ 0”，系統(tǒng)啟動。當按下一個鍵時，無論其它鍵是否按下，此鍵的信號線就由“ 1”變“ 0”；當松開此鍵時，無論其他鍵是否按下，該鍵的信號線就由“ 0”變“ 1”。 OE LE Dn Qn L H H H L H L L L L L L L L H H H Z 圖 74LS373引腳圖 （ a） 表 74LS373的功能表 （ a） 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 2．數(shù)據(jù)線的連接 存儲器的 8 位數(shù)據(jù)線 D0— D7 是 8 根雙向數(shù)據(jù)線。 27256 與 8031 的連接圖如圖 所示。在 8031 復(fù)位端 RESET 上接如圖 所示的電路，當上電或按動按鈕 S53，復(fù)位端 RESET 上出現(xiàn)高電平，保持 10ms 以上便能可靠地實現(xiàn)復(fù)位， R1 取 30Ω， R3 取 15KΩ,C1 取 10181。 8031 芯片具有 40 根引腳，其引腳圖如圖 所示。 8031 的 P1 口可作為信號輸入口，主要包括手動 X 軸、 Z 軸正反轉(zhuǎn)、超程、啟動、停止、螺紋脈沖以及螺紋零脈沖信號輸入。在所有的顯示器中， LED 由于功耗較少、亮度較強、控制簡單可靠，且價格很低，在機床數(shù)控系統(tǒng)和各種儀器儀表中廣泛使用。 根據(jù)設(shè)計要求，需要外擴 8K 數(shù)據(jù)存儲器，所以選擇 6264 芯片。根據(jù)設(shè)計要求，需要外擴32K 程序存儲器，所以選擇 27256 芯片。對于簡單的應(yīng)用場合， MCS51 系統(tǒng)的最小系統(tǒng)用一片 8031外擴一片 EPROM 就能滿足功能的要求，對于復(fù)雜的應(yīng)用場合，可以利用 MCS51的擴展功能，構(gòu)成功能強、規(guī)模較大的系統(tǒng)。機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）存儲器，包括程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器； 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等。 采取多種措施，積極開發(fā)已試制成功的中高檔數(shù)控車床 的 國內(nèi)市場，突破一點，在用戶生產(chǎn)使用中不斷改進和完善，以點帶面，逐步取得用戶認可。從品種上看，我國生產(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。 研究現(xiàn)狀 目前 國產(chǎn)數(shù)控機床與國際先進水平 的 差距 在 逐漸縮小 。 6）提高工人素質(zhì)，促進技術(shù)進步。它特別適合于普通螺紋機床的改造，適合在生產(chǎn)第一線大面積推廣。數(shù)控機床的特點及其應(yīng)用范圍使其成為國民經(jīng)濟和國防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。產(chǎn)品的精度要求越來越高、更新?lián)Q代的周期也越來越短，從而促進了現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展?？刂葡到y(tǒng)選用 MCS51 系列的 8031 作為主 CPU；在存儲器擴展電路設(shè)計中 ,選 用 27256 芯片 外擴了 32K 的程序存儲器和 6264 芯片外擴了 8K 的數(shù)據(jù)存儲器，分別 用于存放系統(tǒng)管理程序、數(shù)控加工程序以及運算數(shù)據(jù) ；在手動鍵盤和編輯鍵盤設(shè)計中選用 8155 芯片的 PA口和 PC 口作為行、列母線，擴展了矩陣式編輯鍵盤，用于程序和數(shù)據(jù)的輸入或編輯，同時選用 8031 單片機的 P1 口擴展了手動鍵盤，用于系統(tǒng)啟動、停止以及運動部件在 X、 Z 軸方向的手動控制；在 I/O 口擴展電路設(shè)計中選用 8255 芯片擴展了輸入輸出口，用于接收和傳送開關(guān)量及相關(guān)信息；在顯 示電路設(shè)計中，選用 MCS51 系列的 89C2051 單片機作為從 CPU，控制三排 LED 顯示器，用于 X軸、 Z 軸動態(tài)坐標以及相關(guān)數(shù)字的動態(tài)顯示；此外選用 74LS138 譯碼器設(shè)計了相關(guān)芯片的片選信號譯碼電路。 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。它與人類在農(nóng)業(yè)、工業(yè)社會中創(chuàng)造的那些只是增強體力勞動的工具相比，起了質(zhì)的飛躍，為人類進入信息社會奠定了基礎(chǔ)。隨著制造業(yè)對數(shù)控機床的大量需求以及計算機技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的飛速進步，數(shù)控機床的應(yīng)用范圍還在不斷擴大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。 3）提高螺紋的質(zhì)量，降低廢品損失。企業(yè)應(yīng)用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)對設(shè)備進行改造后，提高了加工精度和批量生產(chǎn)的能力，同時又保持“萬能加工”和“專用高效”這兩種屬性，提高設(shè)備自身對螺紋產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的應(yīng)變能力，增強企業(yè)的競爭能力。 隨著國內(nèi)數(shù)控廠家的增加，眾多的應(yīng)用廣泛的數(shù) 控系統(tǒng)應(yīng)運而生?，F(xiàn)在的經(jīng)濟型數(shù)控車床大多數(shù)是以單片機為控制核心，以步進電機為驅(qū)動，以開環(huán)控制方式為基礎(chǔ)，比起中高檔數(shù)控車床來說雖然定位精度相對較低，加工精度較低，有一定的使用局限性，但是經(jīng)濟型數(shù)控螺紋車床基本上能滿足一般精度的加工要求，成本較低，控制簡單。全文共分為五章，各章的主要內(nèi)容如下： 第一章扼要地介紹了經(jīng)濟型數(shù)控螺紋車床特點、研究意義與相關(guān)研究背景； 第二章對控制對象進行了研究，結(jié)合設(shè)計要求，給出了總體設(shè)計方案； 第三章具體給出了經(jīng)濟型數(shù)控螺紋車床控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計過程，包括CPU 時鐘及復(fù)位電路設(shè)計、存儲器擴展電路設(shè)計、手動鍵盤和編輯鍵盤電路設(shè)計、 I/O 口擴展電路設(shè)計、顯示電路設(shè)計、步進電機控制信號輸出電路設(shè)計以及譯碼電路設(shè)計等； 第四章對繪制控 制系統(tǒng)的電路原理圖及 PCB 圖作簡單介紹； 第五章總結(jié)了全文的研究工作，給出了存在的問題和進一步研究的方向。 MCS51 系列單片機主要有三種型號的產(chǎn)品： 803 8051 和 8751。由此可見選用 8031 是符合數(shù)控螺紋車床電路設(shè)計的。 DRAM一般用于存儲容量較大的系統(tǒng)中，而且 DRAM 需要刷新邏輯電路以 保持數(shù)據(jù)信息的不丟失，電路設(shè)計較復(fù)雜。 89C2051 將多功能的 8 位 CPU 與FPEROM 結(jié)合在同一片芯片上，高度靈活且價格適宜。顯 示數(shù)字用 8 段數(shù)碼管，功能字是字母，所以顯示功能字需要用 16 段“米”字數(shù)碼管。 8255A 是一種通用的可編程并行接口電路，在單片機系