【正文】 同？編輯？ 自動(dòng)？進(jìn)入定時(shí)中斷程序
。沖床模具主要以下幾種類型：多工位回轉(zhuǎn)頭 模具 ： 此模設(shè)計(jì)經(jīng)典，工藝考究，選料上等（Cr12MoV），結(jié)構(gòu)類同數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖32 工位模庫，沖頭快速轉(zhuǎn)換，精確鎖緊定位，能無限接受單頭孔形模入庫，（沖裁時(shí)每次落料范圍≤52mm），特別適合在同一板面上多孔形加工。CONTROL 為高電平時(shí) , 對(duì) A、B、C、D 有控制作用。此時(shí) HALF/FULL 信號(hào)為高電。另外, L297 和 L298 都是獨(dú)立的芯片, 所以應(yīng)用是十分靈活的。功率放大器主要對(duì)環(huán)形分配器的較小輸出信號(hào)進(jìn)行放大, 以達(dá)到驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)目的。微電子學(xué)的迅速發(fā)展和微型計(jì)算機(jī)的普及與應(yīng)用, 為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用開辟了廣闊前景, 使得以往用硬件電路構(gòu)成的龐大復(fù)雜的控制器得以用軟件實(shí)現(xiàn), 既降低了硬件成本又提高了控制的靈活性, 可靠性及多功能性。 在工作臺(tái)進(jìn)給送料時(shí)或手動(dòng)調(diào)整時(shí)，主 CPU 控制 X 軸運(yùn)動(dòng)，從 CPU 控制 Y軸運(yùn)動(dòng)。 在上半周期, 擋當(dāng)光板離開光斷續(xù)器的槽隙, 因而光敏三極管輸出低電平。二極管，三極管，電阻等器件組成的放大電路來配合繼電器使用，達(dá)到電流放大，控制繼電器吸合的作用。CHMOS(互補(bǔ)金屬氧化物 HMOS)是 CMOS 和 HMOS(高密度溝道 MOS 工藝)的結(jié)合，除了保持 HMOS 高速度和高密度之外，還有 CMOS 的功能是完全兼容的，區(qū)別在 CHMOS 器件具有低功耗的特點(diǎn)。該電路除了具有上電復(fù)位電路功能，還可以使用中復(fù)位，只要按下圖中的 RESET 鍵，此時(shí)電源 Vcc 經(jīng)電阻 R1 、R2 分壓，在RESET 端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平。串行接口時(shí)序如下圖:圖 412 純指令沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 圖 413 帶數(shù)據(jù)指令圖 414 讀鍵盤指令 復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位電路是使 CPU 和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從該狀態(tài)開始工作，例如復(fù)位后 PC=0000H，使單片機(jī)從第一個(gè)單元取指令。此種方法唯一的缺點(diǎn)就是因?yàn)椴捎醚h(huán)掃描的方式，如果采用普通的數(shù)碼管，亮度可能不夠，所以對(duì)于數(shù)碼管的要求就比較高。在所要求顯示內(nèi)容不是太復(fù)雜的情況下易采用方案二。引腳為同步端,它可以連到另一組 L297的同步端?！≡撈骷奶匦允侵恍杞邮芊较?正/反轉(zhuǎn)) ,模式(半步/基本步距) ,時(shí)鐘(步進(jìn)脈沖) 3 個(gè)輸入信號(hào)。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的 A、B、C、D 信號(hào)狀態(tài)如圖 48。實(shí)際上它就是一個(gè)控制相序的部件，它的核心是一組譯碼器，能夠產(chǎn)生各種所需的相序，這一部分是由兩種輸入模式控制，方向控制（CW/CCW）和 HALF/FULL以及步進(jìn)式時(shí)鐘 CLOCK，它將譯碼從一階梯推進(jìn)至另一階梯。字形結(jié)構(gòu)排列而成，其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。（1）數(shù)碼管分類數(shù)碼管分為共陽極和共陰極兩種類型。 其他芯片的選擇1．AT24C01AT24C01 是一個(gè) 1K 位串行 CMOS E2 PROM 內(nèi)部含有 128 個(gè) 8 位字節(jié) CATALYST 公司的先進(jìn) CMOS 技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗。HD7279 具有片選信號(hào)，可以方便地實(shí)現(xiàn)多于 8 位的顯示或者多于 64 鍵的鍵盤接口。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須先被執(zhí)行。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 P3 口：P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè)TTL 門電流。在FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。GND：接地。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL 的 AT89S52 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 AT89S52 單 片 機(jī)HD7279 鍵盤顯示8LED 顯示AT24C01 存儲(chǔ)器光偶TL5214X2L2972L2982傳感器2 相步進(jìn)電機(jī)繼電器沖頭電磁鐵交流電 機(jī)55 鍵盤圖 31 瓶蓋沖床數(shù)控系統(tǒng)硬件系統(tǒng)總框圖沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 開始沖頭回應(yīng)步長(zhǎng)＝0點(diǎn)動(dòng)步數(shù)＝0正向判斷當(dāng)前位置執(zhí)行反向操作返回顯示刷新加工完？置回位標(biāo)志沖頭不工作置相應(yīng)標(biāo)志點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行判斷當(dāng)前位置正向操作加減速控制圖 32 步進(jìn)電機(jī) X 軸軟件流程圖Y 軸軟件流程圖與上圖類似故不贅述。 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 指紋識(shí)別模塊軟件結(jié)構(gòu)瓶蓋沖床數(shù)控系統(tǒng)的功能主要有步進(jìn)電機(jī) X－Y 軸軸向運(yùn)動(dòng)控制、電機(jī)的驅(qū)動(dòng)、電機(jī)的加減速控制；鍵盤、顯示控制；繼電器和傳感器信號(hào)的接受和控制，中斷模塊控制整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)過程，步進(jìn)電機(jī) X－Y 軸軸向運(yùn)動(dòng)流程如圖32 所示，電機(jī)的加減速控制流程如圖 33 所示。一般選用光電傳感器檢測(cè)沖頭狀態(tài)，檢測(cè)信號(hào)通過單片機(jī)發(fā)出信號(hào)協(xié)調(diào)步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)作。沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第 3 章 瓶蓋沖床數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 沖床數(shù)控系統(tǒng)功能概述數(shù)控沖床作為一種高精度的自動(dòng)化機(jī)床,綜合應(yīng)用了電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制和機(jī)床制造等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù),在我國工業(yè)生產(chǎn)中起著極其巨大的作用,它很好地解決了現(xiàn)代機(jī)械制造中加工對(duì)象精密、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、品種多、批量小等問題。因此,把普通沖床改造為數(shù)控機(jī)床是一條提高數(shù)控化率的有效途徑。 （2）控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向 ：如果給定工作方式正序換相通電，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，如果按反序通電換相，則電機(jī)就反轉(zhuǎn)。在近 30 年間，步進(jìn)電機(jī)迅速地發(fā)展并成熟起來。就傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)來說，步進(jìn)電機(jī)可以簡(jiǎn)單的定義為，根據(jù)輸入的脈沖信號(hào)，每改變一次勵(lì)磁狀態(tài)就前進(jìn)一定角度，若不改變勵(lì)磁狀態(tài)則保持一定的位置而靜止的電動(dòng)機(jī)。（2）系統(tǒng)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)便宜耐用、性能可靠，因而由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的瓶蓋沖床數(shù)控系統(tǒng)有著簡(jiǎn)單實(shí)用、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，比較適合于日常生產(chǎn)中的使用。 瓶蓋沖床數(shù)控設(shè)計(jì)的原則（1）性原則：要力求最大限度地滿足實(shí)際工作的需要，充分考慮硬件實(shí)現(xiàn)與軟件性能實(shí)現(xiàn)的實(shí)用性，把瓶蓋沖床數(shù)控系統(tǒng)的基本沖壓及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制功能實(shí)現(xiàn)作為首要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)來進(jìn)行考慮。無可否認(rèn)機(jī)械時(shí)代已經(jīng)過去，電子時(shí)代已經(jīng)到來。因此，專家們預(yù)言: 機(jī)械制造的競(jìng)爭(zhēng)，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。國內(nèi)由華中數(shù)控、航天數(shù)控等。加工中心最主要的功能是銑、鏜、鉆的功能。當(dāng)然，普通機(jī)床發(fā)展到數(shù)控機(jī)床不只是加裝系統(tǒng)這么簡(jiǎn)單，例如：從銑床發(fā)展到加工中心，機(jī)床結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，最主要的是加了刀庫，大幅度提高了精度。目前世界最大的三家廠商是：日本發(fā)那客、德國西門子、日本三菱；其余還有法國扭姆、西班牙凡高等。數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。數(shù)控沖床更具人性化，更能提高工業(yè)的生產(chǎn)品質(zhì)，更受生產(chǎn)廠家的歡迎[1][2]。這里我是用單片機(jī)來設(shè)計(jì)一個(gè)瓶蓋沖床數(shù)空系統(tǒng)，并通過該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使自己掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)綜合調(diào)試等知識(shí)。 瓶蓋沖床數(shù)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)本文則主要從單片機(jī) AT89S52 入手來設(shè)計(jì)一種瓶蓋沖床數(shù)控系統(tǒng)。（1）瓶蓋沖床數(shù)控系統(tǒng)總框圖。這是機(jī)電一體化的必然趨勢(shì)。20 世紀(jì) 60 年代后期，在步進(jìn)電機(jī)本體方面隨著永磁材料的發(fā)展，各種實(shí)用性步進(jìn)電機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，而半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展則推動(dòng)了步進(jìn)電機(jī)在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用。例如：三相步進(jìn)電機(jī)的三拍工作方式，其各相通電順序?yàn)?ABC－ D,通電控制脈沖必須嚴(yán)格按照這一順序分別控制 A,B,C，D 相的通斷。所有這些都是為了提高機(jī)床的價(jià)格性能比,即用較少的錢得到較高的機(jī)械性能和加工能力。如何驅(qū)動(dòng)和控制步進(jìn)電機(jī)、進(jìn)行沖壓瓶蓋、人工如何于數(shù)控系統(tǒng)通信是本論文的研究重點(diǎn)。（2）伺服控制機(jī)構(gòu)：采用開環(huán)控制，用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的 X－Y軸向運(yùn)動(dòng)控制，（3）傳感器檢測(cè)機(jī)構(gòu)：為了協(xié)調(diào)沖頭沖壓動(dòng)作和步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)給動(dòng)作，防止動(dòng)作失調(diào)。本次設(shè)計(jì)瓶蓋沖床數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖 31 所示 [3]。單片機(jī)與 IC 卡的通訊程序：主要模擬確認(rèn)信號(hào)、起始位、停止位，寫操作，讀操作等通訊規(guī)程。該器件采用 ATMEL 高密度非易丟失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳兼容。1．主要功能特性?與 MCS51 兼容?8K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 ?壽命：1000 寫/擦循環(huán)?數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10 年?全靜態(tài)工作：0Hz24Hz?三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定?128*8 位內(nèi)部 RAM?32 個(gè)可編程雙向 I/O 口?3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 圖 41 AT89S52 引腳分布圖?低功耗的閑置和掉電模式?片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 ? 1 個(gè)可編程 UARL 通道? 1 個(gè)串行中斷? 兩個(gè)外部中斷源? 8 個(gè)中斷源?全靜態(tài)操作：0HZ－24MHZ? 可直接驅(qū)動(dòng) LED （AT89C2051 ）? 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 2．管腳說明沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 VCC：供電電壓。 P1 口管腳寫入“1”后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。4．芯片擦除整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。HD7279A 內(nèi)部還有譯碼器，可以直接接受 BCD 碼或者 16 進(jìn)制碼，并同時(shí)具有 2 種譯碼方式，此外，還具有多種控制指令，如消隱、閃爍、左移、右移、段尋址等。電路中的二極管為數(shù)碼管中七段碼 ag所對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管。LED 七段顯示器由 8 個(gè)發(fā)光二極管（以下簡(jiǎn)稱字段）構(gòu)成，通過不同的組合可用來顯示數(shù)字 0～9，字符 A～F 、H、L、P、R、U、Y 等符號(hào)及小數(shù)點(diǎn)“.”。 8161。4．TLP5214 芯片簡(jiǎn)介TLP5214 是光電耦合芯片，其主要參數(shù)如下：輸入脈沖電壓最高可達(dá)：55V沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 電流轉(zhuǎn)換率 ：50％隔離電壓 ：2500Vrms管腳圖如下圖 47 TLP5214 管腳圖管腳功能如下：1,3,5,7:陽極輸入2,4,6,8:陰極輸入916:耦合輸出端5．L29L298 驅(qū)動(dòng)控制芯片L297 是步進(jìn)電機(jī)控制器（包括環(huán)形分配器） ，H 橋式驅(qū)動(dòng)器。輸出 A、B、C、D 驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別由9 引腳輸出送入雙 H 橋功率放大電路,經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)電機(jī)。反饋電壓來自功率放大電路由 114 引腳輸入,通過所反饋的電位的大小比較來確定是否進(jìn)行斬波控制,以達(dá)到控制電機(jī)繞組電流峰值,保護(hù)電機(jī)的目的。其工作方式輸出的波形如圖 49。數(shù)碼管體積小、亮度高、重量輕。此種方法可以最大限度的節(jié)省單片機(jī)的 I/O 口資源，只需要與單片機(jī)通過四跟連線連接就可以完成鍵盤先是需要的全部功能，并且最多可以接 8 位顯示和多達(dá)64 位的鍵盤。執(zhí)行此指令時(shí)，HD7279A 的 DATA 端在第 9 個(gè) CLK 脈沖的上升沿變?yōu)檩敵鰻顟B(tài)，并與第 16 個(gè)脈沖的下降沿恢復(fù)為輸入狀態(tài)，等待接受下一個(gè)指令。沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 右邊的為按鍵復(fù)位電路。2．外部時(shí)鐘方式此時(shí)鐘方式是利用外部振蕩脈沖信號(hào)從 XTAL1 或 XTAL2 引腳接入。 串行下載接口電路AT89S52 單片機(jī)支持在線編程下載，為了視系統(tǒng)設(shè)計(jì)更具有擴(kuò)展性和靈活性，本次設(shè)計(jì)采用了串行下載接口，其電路連接如下圖：沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 圖 418 串行下載接口電路 繼電器連接電路本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是典型的由弱電控制強(qiáng)電，在控制部分，只要單片機(jī)發(fā)出指令型號(hào)，通過設(shè)計(jì)的繼電器電路就可以實(shí)現(xiàn)繼電器吸合控制沖頭動(dòng)作的過程。所以,只要合理確定光斷續(xù)器的位置和擋光板的長(zhǎng)度, 就可以檢測(cè)到?jīng)_模上半周期和下半周期的分界點(diǎn), 在下半周期,擋光板擋住二極管發(fā)出的紅外光, 所以光斷續(xù)器輸出高電平。不運(yùn)行用戶程序的情況下，整個(gè)系統(tǒng)由主 CPU 來管理，主 CPU 負(fù)責(zé)鍵盤管理、用戶程序輸入、修改、增刪和顯示模塊的通訊。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的精密執(zhí)行元件, 由于步進(jìn)電機(jī)具有控制方便、體積小等特點(diǎn), 所以在數(shù)控系統(tǒng)、自動(dòng)生產(chǎn)線、自動(dòng)化儀表、繪圖機(jī)和計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。另一類是用硬件構(gòu)成的環(huán)形分配器, 通常稱為硬環(huán)形分配器。并且通過軟件開發(fā), 可以簡(jiǎn)化和減輕微型計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān)。脈沖分配器內(nèi)部是一個(gè) 3bit 可逆計(jì)數(shù)器, 加上一些組合邏輯, 產(chǎn)生每周期 8 步格雷碼時(shí)序信號(hào), 這也就是半步工作方式的時(shí)序信號(hào)。L297 的 CONTROL 端的輸入決定斬波器對(duì)相位線 A、B、C、D 或抑制線 INH1 和 INH2起作用。TLP5214光電耦合2 L297