【文章內(nèi)容簡介】 制，接地電平時 8086 工作于最大模式（ BF6 為此接法）。 RD:讀控制（輸出）。 xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 10 WR:寫控制（輸出）。 DT/R:數(shù)據(jù)的發(fā)送 /接收控制（輸出）。用于控制雙向驅(qū)動器的數(shù)據(jù)傳輸方向。 DEN:數(shù)據(jù)信號的有效（輸出）。 ALE:地址信號的有效（輸出），允許鎖存。 （ 3） 8086 的工作模式 8086 允許用其組成單 CPU或多 CPU 系統(tǒng)。其信號端 MN/MAX 用于工作模式的選擇。當(dāng)該信號端接 + 5V 時，為單 CPU 應(yīng)用，工作于最小模式；當(dāng) MN/MAX接地時，可以和其他處理機共享總線，工作于最大模式（ BF6 即為此種模 式）。調(diào)機時，和工程師面板調(diào)試系統(tǒng)總線是由總線控制器 8288 產(chǎn)生的。也就是說最大工作模式時微處理器是由 8086 和 8288 組成的。 8284 在 8086CPU 內(nèi)部沒有有時時鐘發(fā)生器，當(dāng)組成微型機系統(tǒng)時，所需的時鐘信號由外部時鐘發(fā)生器提供。 8284 是專門為 8086 設(shè)計的時鐘發(fā)生器 /驅(qū)動器。在8284 中，不僅有時鐘信號發(fā)生器，還有復(fù)位信號 RESET 和 準(zhǔn)備好信號 READY產(chǎn)生電路，這些電路分別向 8086 系統(tǒng)提供時鐘信號 CLK，復(fù)位信號 RESET 和準(zhǔn)備好信號 READY ，還可向外界提供晶振 信號 OSC 以及外圍芯片所需的時鐘信號 PCLK。 BF3 系統(tǒng)中， READY 由專門的延時電路產(chǎn)生。對應(yīng)不同的元件，產(chǎn)生不同的等待周期。例如， CMOS RAM、 EROM、位置控制器， USART 等為 2 個等待周期， PC 的 EROM 為三個等待周期 圖 22 8284A 芯片 xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 11 8288 芯片用于 8086 的最大工作模式，目的是擴大 8086 控制總線的 功能。 8288接收由 8086 送來的三條總線周期狀態(tài)信號線， S0、 S S2，對其狀態(tài)進(jìn)行譯碼， 相應(yīng)地產(chǎn)生各種控制命令和時序，并提供雙極型的總線驅(qū)動能力。也就是說，與 CPU8086 的總線周期有關(guān)的總線控制信號，是由 8288 產(chǎn)生的。 CPU 通過它實現(xiàn)對存儲器和 I/O設(shè)備的訪問。 圖 23 8259A 芯片 8259A 中斷控制器是一個集成電路芯片，它將中斷接口與優(yōu)先級判斷等功能匯集于身，常用于微型機系統(tǒng)．其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如上圖 23 所示。 8 位中斷請求寄存器 (IR)接受 8 個外部設(shè)備送來的中斷請求，每一位對應(yīng)一個設(shè)備．中斷請求寄存器的各位送入優(yōu)先 權(quán)判斷器，根據(jù)中斷屏蔽寄存器 (IM)各位的狀態(tài)來決定最高優(yōu)先級的中斷請求，并將各位的狀態(tài)送入中斷狀態(tài)寄存器 (IS)。 IS 保存著判優(yōu)結(jié)果。由控制邏輯向 CPU 發(fā)出中斷請求信號 INT，并接受 CPU 的中斷響應(yīng)信號 INTA。 數(shù)據(jù)緩沖器用于保存 CPU 內(nèi)部總線與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線之間進(jìn)行傳送的數(shù)據(jù)．讀／寫邏輯決定數(shù)據(jù)傳送的方向，其中為讀控制，為寫控制，為設(shè)備選擇， A0 為 I/O端口識別單個的 8259A 能管理 8 級向量優(yōu)先級中斷。在不增加其他電路的情況下，最多可以級聯(lián)成 64 級的向量優(yōu)級 中斷系統(tǒng) 。 8259A 有多種工作方式，能用于各種系統(tǒng)。各種工作方式的設(shè)定是在初始化 時通過 軟件 進(jìn)行的。 在總線控xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 12 制器的控制下， 8259A 芯片可以處于 編程 狀態(tài)和操作狀態(tài)， 編程狀態(tài)是 CPU使用 IN 或 OUT 指令對 8259A 芯片進(jìn)行初始化編程的狀態(tài)。 8259A 主要功能：就是在有多個 中斷源 的系統(tǒng)中，接受外部的 中斷請求 ，并進(jìn)行判斷，選中當(dāng)前優(yōu)先級最高的中斷請求，再將此請求送到 cpu 的 INTR 端；當(dāng) cpu 響應(yīng)中斷并進(jìn)入中斷子程 序的處理過程后，中斷控制器仍負(fù)責(zé)對外部中斷請求的管理。 8259A 的主要功能如下： ①一片 8259A 可以接受并管理 8 級可屏蔽中斷請求，通過 9 片 8259A 級聯(lián)可擴展至 64 級可屏蔽中斷優(yōu)先控制。 ②對每一級中斷都可以通過程序來屏蔽或允許。③在中斷響應(yīng)周期， 8259A 可為CPU提供相應(yīng)的中斷類型碼。 ④具有多種工作方式，并可通過編程來加以選擇。 8253 表 8253 端口選擇 8253 具有 3 個獨立的計數(shù)通道，采用減 1 計數(shù)方 式。在門控信號有效時，每輸 入 1 個計數(shù)脈沖，通道作 1 次計數(shù)操作。當(dāng)計數(shù)脈沖是已知周期的 時鐘信號 時，計數(shù)就成為定時。 8253 芯片有 24 條引腳，封裝在雙列直插式陶瓷管殼內(nèi)。 緩沖器 數(shù)據(jù)總線 緩沖器與 系統(tǒng)總線 連接， 8 位雙向，與 CPU 交換信息的通道。這是xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 13 8253 與 CPU 之間的數(shù)據(jù)接口，它由 8 位雙向三態(tài) 緩沖存儲器 構(gòu)成，是 CPU 與8253 之間交換信息的必經(jīng)之 路 2 讀寫控制 讀 /寫控制分別連接系統(tǒng)的 IOR和 IOW， 由 CPU控制著訪問 8253 的內(nèi)部通道。接收 CPU 送入的讀 /寫 控制信號 ， 并完成對芯片內(nèi)部各功能部件的控制功能， 因此， 它實際上是 8253 芯片內(nèi)部的控制器。 A1A0：端口選擇信號，由CPU輸入。 8253 內(nèi)部有 3 個獨立的通道，加上控制字 寄存器 ，構(gòu)成 8253 芯片的 4 個端口， CPU可對 3 個通道進(jìn)行讀 /寫操作 3 對控制字寄存器進(jìn)行寫操作。 這4 個 端口地址 由最低 2 位 地址碼 A1 和 A0 來選擇。如表所示。 I/O 接口芯片 引腳功能： RESET:復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端處于高電平時，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有 I/O 口均被置成輸入方式。 CS:芯片選擇信號線，當(dāng)這個輸入 引腳 為低電平時 ,即 /CS=0 時 ,表示芯片被選中，允許 8255 與 CPU 進(jìn)行通訊 。/CS=1 時 ,8255 無 法與 CPU做數(shù)據(jù)傳輸 . RD:讀信號線，當(dāng)這個輸入 引腳 為低跳變沿時 ,即 /RD 產(chǎn)生一個低脈沖且 /CS=0 時 ,允許 8255 通過 數(shù)據(jù)總線 向 CPU發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即 CPU從 8255 讀取信息或數(shù)據(jù)。 WR:寫入信號，當(dāng)這個輸入引腳為低跳變沿時 ,即 /WR 產(chǎn) 生一個低脈沖且 /CS=0時 ,允許 CPU將數(shù)據(jù)或控制字寫入 8255。 D0～ D7:三態(tài)雙向 數(shù)據(jù)總線 ， 8255 與 CPU 數(shù)據(jù)傳送 的通道，當(dāng) CPU 執(zhí)行輸入輸出指令時，通過它實現(xiàn) 8 位數(shù)據(jù)的讀 /寫操作，控制字和狀態(tài)信息也通過數(shù)據(jù)總線傳送。 xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 14 圖 23 I/O 接口芯片 8255 具有 3 個相互獨立的輸入 /輸出通道端口，用 +5V單電源供電，能在以下三種方式下工作。 方式 0—— 基本輸入輸出方式；方式 1—— 選通輸入 /出方式；方式 2—— 雙向選通輸入 /輸出方式； PA0～ PA7:端口 A 輸入輸出線，一個 8 位的 數(shù)據(jù)輸出 鎖存器 /緩沖器， 一個 8 位的數(shù)據(jù)輸入 鎖存器 。 工作于三種方式中的任何一種； PB0～ PB7:端口 B 輸入輸出線，一個 8 位的 I/O 鎖存器 ， 一個 8 位的輸入輸出緩沖器。 不能工作于方式二； PC0～ PC7:端口 C 輸入輸出線，一個 8 位的 數(shù)據(jù)輸出 鎖存器 /緩沖器 ， 一個 8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。端口 C 可以通過工作方式設(shè)定而分成 2 個 4 位的端口， 每個 4 位的端口包含一個 4 位的 鎖存器 ，分別與端口 A 和端口 B 配合使用，可作為 控制信號 輸出或狀態(tài)信號輸入端口。 39。不能工作于方式一或二。 從 CPU 芯片 8086 輸出的地址與數(shù)據(jù)總線（ ADXX），送往地址鎖存器和數(shù)據(jù)總線 驅(qū)動器，分開為地址總線（ ABXX）和數(shù)據(jù)總線（ DBXX）。 地址總線的鎖存 xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 15 由 8086 輸出的 16 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用線和另外四條地址總線由三片 8D鎖存器鎖存后，輸出 20 位地址總線 AB00AB19。 8D 鎖存器的輸出門為三態(tài)驅(qū)動器，由信號 OE 控制器輸出狀態(tài)，在系統(tǒng)中該端總接地。 （ 2）數(shù)據(jù)總線的緩沖 BF6 系統(tǒng)中采用兩片 8 位雙向驅(qū)動器 74LS640 作為數(shù)據(jù)總線的緩沖。輸入信號 AD00AD15 經(jīng)總線緩沖器后，變?yōu)?16 位數(shù)據(jù)總線 DB00DB15。 BF6 系統(tǒng)所用各芯片的數(shù)據(jù)信號線，可與此鏈接 . 字符輸入 鍵盤 BF6 系統(tǒng)與 BF3 系統(tǒng)類似，使用字符輸入鍵盤輸入程序、參數(shù)、信息等，進(jìn)行 CNC 的操作與診斷。電路上排列成 8X8 的矩陣。為識別輸入的字符， CPU依次發(fā)出 8 個行掃面信號，對鍵盤進(jìn)行掃描。每次發(fā)出一個掃描信號，就依次讀入 8 列狀態(tài)。若有鍵按下，就可測知其矩陣代碼值，然后經(jīng)軟件查找即可知道字符的 ASCII 碼。 其他部分 （ 1）地址譯碼器：各芯片的選址信號，由地址總線 AB00AB19 經(jīng)譯碼器譯碼后得到。 BF6 系統(tǒng)中的譯碼器件有兩種，一種是雙二線一四譯碼器 74LS155，另外一種是三線一八線譯碼器 74LS138。譯碼方式是分級譯碼。 （ 2）存儲器： BF6 系統(tǒng)中采用 EROM、 NMOS、 RAM 和 CMOS RAM 三種存儲器芯片。 EROM 為只讀存儲器，用于存儲系統(tǒng)的控制軟件，共 32KX8 位。NMOSRAM 為隨機存儲器，用于計算機的中間計算，其響應(yīng)時間非常快。 CMOS RAM 是帶有后備電池的 RAM，當(dāng)交流電源切斷后仍可保持其內(nèi)部信息。這種存儲器用于存儲機床參數(shù)的系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)。 （ 3） CNCD 的輸出信號的鎖存： CNC 輸出的下述信號：到機床的接口信號（開關(guān)信號）、 S 功能代碼、 M 功能代碼，豆油鎖存器鎖存。鎖存器元件 為 8 位可尋址鎖存器 74LS244 為 3 態(tài) 8 位緩沖器，一般用作總線驅(qū)動器。 74LS244 沒有鎖存的功能。 地址鎖存器 就是一個 暫存器 ，它根據(jù) 控制信號 的狀態(tài)，將總線上地址代碼暫存起來。 （ 4）擴展總線：擴展總線用于 CNC 裝置與可編程序接口（ PG）和 CRT 的控制芯片鏈接。為了簡化機床的強電控制柜，多數(shù)機床使用可編程控制器作為CNC 裝置與機床強電控制部分的接口。機床順序控制邏輯由 PC 軟件實現(xiàn)。 BF6系統(tǒng)采用的是 FANUC 的 PCD。使用 PC 時，上述大部分輸入，輸出信號都由PC 與機床側(cè)聯(lián)系。 xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 16 3 XY 向工作臺裝配設(shè)計 設(shè)計參數(shù) 設(shè)計一套供立式數(shù)控銑床使用的 XY 數(shù)控工作臺，主要參數(shù)如下： 立銑刀最大直徑的 d=15mm，立銑刀齒數(shù) Z=3，最大銑削寬度 ca =15mm 最大背吃刀量 pa =8mm，加工材料為碳素鋼或有色金屬。 X、 Z 方向的定位精度均為177。 。 工作臺面尺寸為 1200mm179。 450mm，加工范圍為 300mm179。 120mm 工作臺空載進(jìn)給最快移動速度： Vxmax = Vymax =14m/min，工作臺進(jìn)給最快移動速度 : m a x y m a x 4 0 0 m m / m i nx f fVV??，加減速 。 最大鉆孔直徑 d=100mm，最大攻絲直徑 M24，銑削能力 100cm3 /min 主軸電機 機械部件的選擇 直流伺服電動機的選用 直流電動機有永磁式、它激式、串激式與并激式幾種。前兩種電機具有線性的機械特性，有良好的起、制動特性與調(diào)速特性，適用于伺服驅(qū)動。這里我選用的電機，是在永磁式電機的基礎(chǔ)上，為數(shù)控機床開發(fā)的力矩電機，它廣泛用于閉環(huán) (包括半閉環(huán)）伺服驅(qū)動系統(tǒng)。 下圖為直流伺服電動機的結(jié)構(gòu)，主要包括如下三部分 : xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 17 圖 31 直流伺服電動機基本結(jié)構(gòu) ○ 1 固定磁極 — 定子。磁場由定子的磁極產(chǎn)生。根據(jù)產(chǎn)生磁場的方式，直流電機可分為永磁式和它激式。永磁式磁極由永磁材料制成；它激式磁極由沖壓矽鋼片疊成，外繞線圈，通以直流電流即產(chǎn)生恒定磁場。 ○ 2 電樞 — 轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子由矽鋼片疊成，表面嵌有線圈，通以直流電時，在定子磁場作用下產(chǎn)生