【正文】 件設(shè)計及調(diào)試　軟件設(shè)計本系統(tǒng)的軟件主要包括主程序模塊、自動程序模塊、手動程序模塊、LED 顯示模塊、外部中斷模塊、按鍵查詢模塊、鍵值判斷模塊、按鍵設(shè)定模塊、磨刀進給電機的自動停止模塊?！“存I查詢模塊鍵盤掃描流程圖如圖 53 所示。最后 key 置初值 16，退出按鍵判斷程序。如果按鍵變量 key 等于 7，說明按下磨刀進給小車快進的啟動/停止按鍵。如果變量mjin 等于 1，則磨刀進給小車慢進。顯示的數(shù)據(jù)是當前數(shù)據(jù)加上變量 xiatiao ，所以每次數(shù)值加完后，需要將變量 xiatiao 清 0，不然數(shù)值就會重復(fù)累加出現(xiàn)錯誤。手動方式主要包括磨刀進給的總行程、磨刀進給低速時每次進刀量、磨刀進給低速時進刀次數(shù)的設(shè)定和各個電機的單獨啟動。當檢測到脈沖時，計滿預(yù)設(shè)值進入中斷，變量 t 自動加 1，根據(jù) s=(int)(t*mp*10),就可以檢測磨刀進給小車的位移，每次打開、關(guān)閉中斷時， t 清 0。Proteus 是一個基于 PROSPICE 混合模型仿真的、完全嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計仿真平臺。用數(shù)碼管顯示加工過程中磨進給的實際行程、每次的實際進刀量、當前進刀次數(shù)；用 LED 指示燈指示各電機工作狀態(tài)。最后對本文借鑒引用著作的作者，以及畢業(yè)論文設(shè)計期間關(guān)心支持我的老師和同學，表示衷心的感謝。其中每個芯片的引腳通過紅藍兩色的方點來表示此時的引腳電平的高低，紅色表示高電平，藍色表示低電平。一種 C 語言環(huán)境下所編寫的 C 程序，只需要將部分與硬件相關(guān)的地方進行適度修改，就可以方便的移植到另外的一種系列的單片機上；（5）便于項目維護管理。當檢測到左移設(shè)定鍵的按鍵脈沖時，左移變量 zuoyi 加 1。如果變量 ktui 等于 1 或者變量 mtui 等于 1，說明磨刀進給小車后退，然后檢測位移。進入手動方式時，當按下設(shè)定鍵，設(shè)定標志 set 置 1，succes 清 0，進入設(shè)定程序。如果按鍵變量 key 等于 11，說明按下磨刀進給小車慢進的啟動/停止按鍵。最后 key 置初值 16，退出按鍵判斷程序。這樣就可以避免多次讀入一個鍵值，實現(xiàn)了按鍵的去抖 [10]。對于磨刀進給的總行程、磨刀進給低速時每次進刀量的數(shù)據(jù)顯示帶小數(shù)位，只要讓查表所得的段碼值再‘與’上 0x7f，就可以點亮相應(yīng)的小數(shù)位。在輪流點亮的過程中，每個數(shù)碼管點亮的時間是極為短暫的（約1ms） ，但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各個數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)。工作時，鑒向盤不動，主光柵碼盤隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，光源經(jīng)透鏡平行射向主光柵碼盤，通過主光柵碼盤和鑒向盤后由光敏二極管接收相位差 90176?；魻柶且粔K矩形半導體單晶薄片，在長度上焊有兩根控制電流端引線 a 和 b。當MIO為 1 時，片內(nèi)端口及定時/計數(shù)器的地址由 AD0～AD2 編碼確定。等于EA1，則允許使用片外 ROM；等于 0，則只使用片外 ROM。由于在系統(tǒng)設(shè)計中按鍵比較多，因此采用行列矩陣式鍵盤，這樣就可以減少鍵盤與單片機接口時所占用的 I/O 口線的數(shù)目。用數(shù)碼管顯示設(shè)定的參數(shù)；用數(shù)碼管顯示加工過程中磨刀進給的實際行程、每次的實際進刀量、當前進刀次數(shù)；用 LED 指示燈指示各電機工作狀態(tài)：運行時綠燈亮，否則綠燈滅。1900 年前后，人造磨料的發(fā)展和液壓傳動的應(yīng)用，對磨床的發(fā)展有很大的推動作用。數(shù)碼管可以顯示設(shè)定的參數(shù)并且顯示加工過程中磨刀進給的實際行程、每次的實際進刀量和當前進刀次數(shù)。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1900 年前后，人造磨料的發(fā)展和液壓傳動的應(yīng)用，對磨床的發(fā)展有很大的推動作用。石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設(shè)計基于單片機的磨床控制系統(tǒng)設(shè)計The Design of Grinder Control System Based on MCU 2022 屆 電氣工程 系專　　業(yè) 電氣工程及其自動化 學　　號 20226275 學生姓名 安美霞 指導老師 馬　麗 完成日期　2022 年 5 月 25 日畢業(yè)設(shè)計成績單學生姓名 安美霞 學號 20226275 班級 07104 專業(yè) 電氣工程及其自動化畢業(yè)設(shè)計題目 基于單片機的磨床控制系統(tǒng)設(shè)計指導教師姓名 馬麗指導教師職稱 高級工程師評 定 成 績指導教師 得分評閱人 得分答辯小組組長 得分成績：院長(主任) 簽字：年 月 日畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書題　目 基于單片機的磨床控制系統(tǒng)設(shè)計學生姓名 安美霞 學號 20226275 班級 07104 專業(yè) 電氣工程及其自動化承擔指導任務(wù)單位 電氣工程系導師姓名 馬麗導師職稱 高級工程師一、主要內(nèi)容用單片機控制磨刀電機、磨刀進給電機和主軸電機的速度和位置，實現(xiàn)管道磨削的自動控制。到了 1920 年前后，無心磨床、雙端面磨床和超精加工機床等相繼制成使用；50 年代又出現(xiàn)了可作鏡面磨削的高精度外圓磨床；60 年代末又出現(xiàn)了砂輪線速度達 60～80m/s 的高速磨床和大切深、緩進給磨削平面磨床；70 年代，采用微處理機的數(shù)字控制和適應(yīng)控制等技術(shù)在磨床上得到了廣泛的應(yīng)用。指導教師簽字 時 間 年 月 日摘　要本課題是以單片機為控制芯片，設(shè)計了磨床控制系統(tǒng)。隨著近代工業(yè)特別是汽車工業(yè)的發(fā)展，各種不同類型的磨床相繼問世。（4）編寫程序并調(diào)試仿真通過。利用這種行列矩陣式需要 N 個行線和 M 個列線，即可組成 MN 個按鍵的鍵盤。：片外 ROM 選通線，在訪問片外 ROM 時，系統(tǒng)自動產(chǎn)生一個負脈沖，PSN作為片外 ROM 芯片的讀選通信號。當 為I/ MI/O0 時，選中片內(nèi) RAM 00H～FFH 256 個單元。它們在薄片上的焊點稱為激勵電極，在薄片的兩側(cè)端面的中央以點的形式對稱焊接 c 和 d 兩根引出線，RSTSTFSTRHRL正 轉(zhuǎn)反 轉(zhuǎn)高 速低 速 頻 率 設(shè) 定電 位 器MFRA540UVW三 相電 源CM石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文11它們在薄片上的焊點稱為霍爾電極。的近似正弦信號，再由邏輯電路形成轉(zhuǎn)向信號和計數(shù)脈沖信號。當顯示完一位后，開始顯示下一位時，需要將數(shù)碼管的位選關(guān)閉，不然同時選通幾個數(shù)碼管，就會出現(xiàn)亂碼顯示 [9]。磨刀進給低速時每次進刀量、磨刀進給低速時進刀次數(shù)之間使用間隔符‘’ ，共陽極的段碼為0xbf?！℃I值判斷模塊鍵值判斷程序包括清零鍵的鍵值判斷、自動方式的鍵值判斷、啟動鍵的鍵值判斷、設(shè)定鍵的鍵值判斷、磨刀電機的啟動/停止鍵的鍵值判斷、主軸電機正轉(zhuǎn)的啟動/停止鍵的鍵值判斷、主軸電機反轉(zhuǎn)的啟動/停止鍵的鍵值判斷、磨刀進給電機快進的啟動/停止鍵的鍵值判斷、磨刀進給電機快退的啟動/停止鍵的鍵值判斷、磨刀進給電機慢進的啟動/停止鍵的鍵值判斷、磨刀進給電機慢退的啟動/停止鍵的鍵值判斷。如果按鍵變量 key 等于 5，說明按下自動方式按鍵。如果快進標志 kjin 為 0，快退標志 ktui 為 0，慢退標志 mtui 為 0，則進入磨刀進給小車慢進的啟動/停止設(shè)定。進行數(shù)值的設(shè)定時為了方便觀察被設(shè)定數(shù)值的變化，所以在調(diào)用顯示函數(shù)時，需要將顯示程序中的閃爍標志 set1 置 1，即當前設(shè)定的數(shù)值閃爍。如果位移不在范圍內(nèi)，那么磨刀進給小車停止后退，并且定時/計數(shù)器 T0停止計數(shù)，變量 t 清 0，變量 ktui 和變量 mtui 清 0，位移變量 m 清 0。由于需要設(shè)定的數(shù)值總共是 8 位，所以左移變量 zuoyi范圍是 0～7，當變量 zuoyi 超出范圍時，即等于 8 時，變量 zuoyi 清零，開始從最右邊的一位設(shè)定。用 C 語言開發(fā)的代碼基本上可以避免因開發(fā)人員變化而給項目進度或后期維護、升級帶來的影響，從而保證了整個系統(tǒng)的高品質(zhì)、高可靠性及可升級性。仿真電路圖見附錄 C 系統(tǒng)原理圖。石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文32附　錄附錄 A　外文資料Design on Highspeed Precision GrinderKeyword: Grinder, electric spindle, linear motor, PMACAbstractAs one of the modern manufacture technology, highspeed grinding takes an important part in the modern manufacture field. With the development of the technology on highspindle unite, linear precision highspeed feed unit, manufacture of grinding wheel, measurement etc, a great deal of research achievements make it possible for highspeed precision grinding. In this paper, using PMAC (Programmable MultiAxis Controller)PC as the central controller, a new kind of highspeed precision grinder is designed and manufactured. The servo control technology of linear motor is investigated. The dynamic performances of the machine are analyzed according to results. Elliptical work pieces have been machined with this new highspeed precision grinder. Based on these research results, a very helpful approach ?；緦崿F(xiàn)了以下功能：（1）完成了不同工藝要求下的磨削厚度的設(shè)定。Proteus 軟件的功能齊全，它集電路設(shè)計、制版、及仿真等多種功能于一身，不僅能夠?qū)﹄姽?、電子技術(shù)學科涉及的電路進行設(shè)計與分析，還能夠?qū)ξ⑻幚砥鬟M行設(shè)計和仿真 [12]。磨刀進給脈沖的計數(shù)采用定時/計數(shù)器 T0，工作方式 2 即自動重裝載、邊沿觸發(fā)的計數(shù)方式?！∈謩映绦蚰K圖 57　手動方式流程圖手動方式流程圖如圖 57 所示。設(shè)定時，從最右邊的一位開始設(shè)定，當?shù)谝晃粩?shù)值設(shè)定完成后，開始進行下一位數(shù)值的設(shè)定，數(shù)值的移位設(shè)定由左移設(shè)定變量 zuoyi 決定，即按下左移設(shè)定鍵后，就可以進行下一位數(shù)值的設(shè)定。如果變量 mjin 等于 0，則磨刀進給小車慢進停止。最后 key 置初值 16，退出按鍵判斷程序。如果滿足各個電機停止轉(zhuǎn)動，并且磨刀進給小車的位移在清零的條件，則磨刀進給電機快速后退。在其他方式下，顯示的數(shù)據(jù)表示當前磨刀進給的總行程，當前的進刀次數(shù)和當前的進刀量。表 41　變頻器的外部接線繼電器常開觸點 變頻器的外部端子 功能KA1 STF（變頻器 1 正轉(zhuǎn)端子） 控制主軸電機的正轉(zhuǎn)KA2 STR（變頻器 1 反轉(zhuǎn)端子） 控制主軸電機的反轉(zhuǎn)KA3 STF（變頻器 2 正轉(zhuǎn)端子） 控制磨刀進給電機的正轉(zhuǎn)KA4 STR（變頻器 2 反轉(zhuǎn)端子） 控制磨刀進給電機的反轉(zhuǎn)KA5 RH （變頻器 2 高速端子） 控制磨刀進給電機的加速KA6 RL （變頻器 2 低速端子） 控制磨刀進給電機的減速　系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)原理圖見附錄 C，89C51 和 8155 的 I/O 分配說明如表 42 所示?！℃I盤鍵盤是單片機應(yīng)用系統(tǒng)最常用的輸入設(shè)備，操作人員可以通過鍵盤向單片機系統(tǒng)輸入指令、地址、數(shù)據(jù)，實現(xiàn)簡單的人機通訊。霍爾效應(yīng)的產(chǎn)生是由于運動電荷受磁場中洛侖茲力的作用。表 35　8155 地址分配I/OAD0 AD1 AD20 0 0 命令/狀態(tài)口0 0 1 PA 口0 1 0 PB 口0 1 1 PC 口1 0 0 TIME 低八位1（I/O 口）1 0 1 TIME 高八位0(存儲器)AD0~AD700H~FFH 內(nèi)部 RAM　8155 的命令控制字8155 的命令控制字包含對定時器/計數(shù)器、并行口和中斷控制，其命令控制字格式如表 36 所示。通常 89C51 有自動復(fù)位和人工按鍵復(fù)位兩種。石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)論文4第 3 章　系統(tǒng)設(shè)計　系統(tǒng)主要組成磨床控制系統(tǒng)主要由單片機、并行口擴展、磨刀電機、磨刀進給電機、主軸電機、變頻器、鍵盤、顯示、霍爾元件、編碼器幾部分組成。主軸旋轉(zhuǎn)的速度由電位器進行調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)無級變速。到了 1920 年前后，無心磨床、雙端面磨床、輥磨床、導軌磨床，研磨機和超精加工機床等相繼制成使用；50 年代又出現(xiàn)了可作鏡面磨削的高精度外圓磨床；60 年代末又出現(xiàn)了砂輪線速度達 60～80m/s 的高速磨床和大切深、緩進給磨削平面磨床；70 年代，采用微處理機的數(shù)字控制和適應(yīng)控制等技術(shù)在磨床上得到了廣泛的應(yīng)用。磨床控制系統(tǒng)分為手動方式和自動方式。三、研究方案1．主軸電機通過單片機控制繼電器，由繼電器的常開觸點分別控制變頻器的正反轉(zhuǎn)的外部輸入端子，從而實現(xiàn)對電機正反轉(zhuǎn)的控制，主軸旋轉(zhuǎn)的速度由電位器進行調(diào)節(jié)。2．要求系統(tǒng)具有手動和自動兩種工作