【正文】 ...................................................8 數據存儲器擴展電路設計 ....................................................................10 手動鍵盤和編輯鍵盤電路設計 .....................................................................14 手動鍵盤電路設 計 ................................................................................14 工作方式選擇開關電路設計 ................................................................15 編輯鍵盤電路設計 ................................................................................16 I/O 接口擴展電路設計 ...................................................................................20 顯示電路設計 .................................................................................................24 數字動態(tài)顯示電路設計 ........................................................................24 功能顯示電路設計 ...............................................................................27 步進電機控制信號輸出電路設計 .................................................................31 譯碼電路設計 .................................................................................................32 擴展芯片選擇譯碼電路設計 ................................................................32 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） IV 顯示位選擇譯碼電路設計 ....................................................................34 第四章 控制系統(tǒng)原理圖及 PCB 圖的繪制 ........................................ 35 控制系統(tǒng)電路原理圖的繪制 方法及步驟 .....................................................35 控制系統(tǒng)電路 PCB 圖的繪制方法及步驟 ...................................................37 第五章 結論 ......................................................................................... 39 論文總結 .........................................................................................................39 感想 .................................................................................................................40 致謝 ........................................................................................................ 41 參考文獻 ................................................................................................. 42 附錄 A： 英文資料 ......................................................................................................43 附錄 B： 英文資料翻譯 ..............................................................................................58 附錄 C： 硬件設計原理圖與 PCB 圖 ........................................................................72 附件： 畢業(yè)論文光盤資料 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 5 第一章 緒 論 引言 隨著科學技術的發(fā)展，機電產品日趨精密復雜。該控制系統(tǒng)主要可分為六部分： CPU 時鐘及復位電路、存儲器擴展電路、手動鍵盤和編輯鍵盤電路、 I/O 擴展電路、顯示電路以及譯碼電路。 The chip of 8255 is chosen as I/O expander for receiving or transmitting information of onoff and related message. 892051 singlechip of the MCS51series is chosen to control the three rows of LED monitor to display, used for showing the size of coordinates of X axis and Z axis and the related number of function word。 6 年后，即在 1952 年，計算機技術應用到了機床上，從而一種新型的用數字程序控制的機床 （數控機床） 應運而生。 隨著社會的發(fā)展 ,現代制造工業(yè)也在急速的取代換新 ,而效率 ,經濟便是其中的主流之一 。數控裝置有較高的加工精度，加工出的產品尺寸一致性好、合格率高。 由于其獨特的優(yōu)點，數控螺紋車床被很多生產螺紋的中小企業(yè)看好。國內數控系統(tǒng)在高中、低擋領域均有涉及，且在國內制造業(yè)應用廣泛，并且正向納米級精度、高可靠性、進給高速的數控領域進軍。所以經濟型數控螺紋車床受到很多中小企業(yè)的親睞。 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 8 第二章 數控螺紋車床控制系統(tǒng)硬件電路設計方案的擬定 控制對象及要求 此次設計對象為數控螺紋車床控制系統(tǒng)硬件電路， 采用 8031單片機作為主CPU，外擴 32K程序存儲器和 8K數據存儲器；采用 89C2051作從 CPU，控制三排LED顯示；采用 8155擴展鍵盤； 需控制 X軸和 Z軸； 采用 8255擴展若干輸入輸出口，用于開關量及相關信息的輸入輸出。三種型號的引腳完全相同，僅在內部結構上有少數差異。南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 9 此次設計使用的是 8031 芯片。雖然 DRAM 芯片具有容量大、功率低、價格便宜等優(yōu)點，但它極易受干擾，對外界環(huán)境、工藝結構、控制邏輯和電源質量等的要求都很高。此次設計選用 89C2051作顯示 CPU，控制顯示器顯示。由于要實現數字的三排顯示，需要使用 74LS164移位寄存器來實現移位的功能，顯示功能字時，需要使用 74LS273 鎖存器來實現靜態(tài)顯示。同時它與 8031 單片機連接方式簡單，所以此次設計選用8255 擴展輸入輸出信號接口。電路中晶振 Y1 取典型值 10MHZ，相當于8031 單片機的心臟，控制著工作節(jié)奏。 圖 8031時鐘及復位電路原理圖 存儲器擴展電路設計 8031 芯片內部無程序存儲器，只有 256 字節(jié)的數據存儲器，地址為00H— FFH，因而再組成控制系統(tǒng)時可根據需要擴展外部程序存儲器和外部數據存儲器。 在此系統(tǒng)設計中選用的地址鎖存器芯片是74LS373，它是帶三態(tài)緩沖器輸出的 8D 觸發(fā)器，其引腳如圖 所示。 3．控制線的連接 8031 芯片的 PSEN 與 27256 芯片的 OE 端相連， OE 是輸出允許信號端，低電平有效，當 OE = 0 時，芯片中的數據可由 D0— D7 端輸出； 8031 芯片 EA 接地， CPU 執(zhí)行外部程序存儲器的指令； 8031 芯片 ALE 接地址鎖存器 74LS373的 G 端； 27256 的 CE 端是選片信號端，低電平有效，所以使它正常工作只要直接接地即可。一般來說，鍵盤有兩大類，除了手動鍵盤所采用的獨立式，還有一類為矩陣式，由于是要設計四十個鍵的鍵盤，按鍵個數較多，所以選擇矩陣式鍵盤設計。此次數控螺紋車床控制系統(tǒng)硬件電路設計中使用 PA 口作為波段開關的擴展，他們分別為空運行開關、自動開關、手動 I 開關、手動 II 開關、回零開關以及掃描鍵盤開關。 AD0— AD7為雙向地址 /數據總線，分時傳送單片機和 8155之間的地址、數據、命令、狀態(tài)信息。獨立式鍵盤雖然簡單，但只適用于鍵的個數較少的應用系統(tǒng)中，但像在數控螺紋車床控制系統(tǒng)中，編輯鍵盤需要四十個按鍵，所以采用的是方式是矩陣式，它不同與手動鍵盤所采用的獨立式，獨立式按鍵每個鍵相互獨立互不影響，而 矩陣式鍵盤的按鍵觸點接于由行、列母圖 8155芯片引腳圖 （ a） 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 20 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 :A 11A 12A 13A 14A 15D0D1D2D3D4D5D6D7A8P 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 10P 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 73A1B2C3G 2A4G 2B5G16GND8Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77V c c16U 17A8A9A 10D0D1D2D3D4D5D6D7A 13A 14A 15GND +5GND線構成的矩陣