【文章內(nèi)容簡介】 Vss引腳，兩者必須同時(shí)接地；Vpd：內(nèi)部RAM備用電源, +5V，正常運(yùn)行時(shí)Vpd必須與電源接通；Vref：A/D轉(zhuǎn)換器參考電源，+5V；ANGND：A/D轉(zhuǎn)換器的參考地，通常與Vss接通；Vpp：內(nèi)部EPROM型芯片的編程電源。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖() 8098內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖主要性能概括如下：(1) 片內(nèi)采用17位（16位加符號(hào)擴(kuò)展位）算術(shù)邏輯運(yùn)算單元，可進(jìn)行8位或16位算術(shù)邏輯運(yùn)算，片內(nèi)232字節(jié)存儲(chǔ)器均可用作累加器；(2) 外部8位數(shù)據(jù)總線，應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)較MSC96系列單片機(jī)簡單；(3) 內(nèi)部時(shí)鐘采用A、B、C三相，指令的執(zhí)行效率提高；(4) 主PC與從PC并行工作； 3 .3 存儲(chǔ)器的選用 內(nèi)部存儲(chǔ)器分為只讀存儲(chǔ)器（ROM）和隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）在這里我們選用2片6264作為隨機(jī)存儲(chǔ)器，2片2764作為只讀存儲(chǔ)器。2764和6264的相同點(diǎn)和不同點(diǎn) 相同點(diǎn)：（1）都屬于計(jì)算機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器（2）存儲(chǔ)空間都是8位x8K（3）地址線都是13根 （4）數(shù)據(jù)線都是8根 （5）40個(gè)引腳，都是雙列直插式 不同點(diǎn)：（1）CPU對它們的操作方式不同，對6264可讀可寫，對2764只讀不寫。 (2) 內(nèi)部存放的信息內(nèi)容不同，用戶的程序和數(shù)據(jù)放在6264, 系統(tǒng)程序放在2764。 （3）信息的保存方式不同，2764不能受紫外線照射，6264不能掉電。 （4） 操作指令不同，CPU訪問2764用MOVE指令，訪問6264外擴(kuò)芯片時(shí)用MOVX指令，訪問單片機(jī)內(nèi)用MOV指令。 （5） 硬件聯(lián)線不同，2764讀信號(hào)線OE與CPU的RD讀信號(hào)線連接， 6264讀信號(hào)線OE與CPU的RD讀信號(hào)線連接，寫信號(hào)線WE與CPU的寫信號(hào)線連接。 (6) 名稱不同，2764稱為系統(tǒng)存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器），6264稱為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，又可稱為隨機(jī)存儲(chǔ)器，可存放隨機(jī)數(shù)，又可稱為讀寫存儲(chǔ)器。 只讀存儲(chǔ)器() 2764引腳圖在2764引腳圖中Vpp是編程電壓端，ＰＧＷ是編程控制端，ＯＥ是輸出使能端，ＣＳ是片選端，它們均為低電平有效。2764的第26引腳空，（ＮＣ）未用。這是一塊８Ｋ８ｂｉｔ的ＥＰＲＯＭ芯片，它的引線與ＳＲＡＭ芯片6264兼容的。這給使用者帶來很大的方便。因?yàn)樵谲浖{(diào)式過程中，程序經(jīng)常需要修改，此時(shí)可將程序先放大6264中，讀寫修改都很方便，調(diào)式成功后，將程序固化在2764中，由于化于6264引腳兼容，所以可以把2764直接插在原6264的插座上。這樣，程序就不會(huì)由于斷電而丟失。2764各引腳的含義：A0～A12：根地址輸入線。用于尋址片內(nèi)的８Ｋ個(gè)存儲(chǔ)單元。D0～D7：8根雙向數(shù)據(jù)線，正常工作時(shí)為數(shù)據(jù)輸出線。編程時(shí)為數(shù)據(jù)輸入線。CS：選片信號(hào)。低電平有效。當(dāng)CS＝０時(shí)表示選中此芯片。OE：輸出允許信號(hào)。低電平有效。當(dāng)OE＝０時(shí)，芯片中的數(shù)據(jù)可由D0～D7端輸出。PGM:編程脈沖輸入端。對ＥＰＲＯＭ編程時(shí)，在該端加上編程脈沖。讀操作時(shí)PGM＝１。VPP：編程電壓輸入端。編程時(shí)應(yīng)在該端加上編程高電壓，不同的芯片對VPP的值要求不一樣。 讀寫存儲(chǔ)器() 6264引腳圖外部擴(kuò)展RAM6264是一種8K X 8位的高集成度的隨機(jī)存取貯存器，有28個(gè)引腳，芯片引腳圖如圖33所示，A12A0為13位地址信號(hào)線，尋址范圍為8K。D7D0為8位數(shù)據(jù)輸入/輸出線，可與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線連接。CE為片選信號(hào)，可由地址譯碼器產(chǎn)生。WE為寫允許信號(hào)線，可與單片機(jī)的寫命令信號(hào)WR聯(lián)接，用來控制存儲(chǔ)器的寫入操作。OE為讀允許信號(hào)線，與單片機(jī)的讀命令RD聯(lián)接，用來控制存儲(chǔ)器的讀出操作。在與單片機(jī)聯(lián)接時(shí)，主要要解決地址分配，數(shù)據(jù)線和控制信號(hào)線的連接。在進(jìn)行存儲(chǔ)器讀/寫操作時(shí)，數(shù)據(jù)由P3口輸入/輸出。由于8098最大尋址范圍為64K，因此6264最大使用8塊。 接口電路 接口的類型 所謂接口，就是微處理器與外部連接的部件，是CPU與外部設(shè)備進(jìn)行信息交換的中轉(zhuǎn)站?？煞譃椴⑿薪涌诤痛薪涌?。所謂串行接口，就是數(shù)據(jù)在一條傳輸線上一位一位地傳送的接口，在串行傳送下，外設(shè)通過串行接口與系統(tǒng)總線相連，如鍵盤、鼠標(biāo)、CRT顯示器、調(diào)制解調(diào)器等。所謂并行接口，就是同時(shí)在多條傳輸線上，數(shù)據(jù)以字節(jié)（字）為單位進(jìn)行傳送的接口。在并行傳送下，外設(shè)通過并行接口與系統(tǒng)總線相連接，如打印機(jī)等都通過并行接口與主機(jī)相連。 接口的作用 接口的作用，就是協(xié)調(diào)差異，使各部分協(xié)調(diào)配合，可靠有效地運(yùn)行，以提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體效率。 可編程并行接口芯片的選擇 并行接口芯片的作用是讓CPU可以通過它們與外圍設(shè)備進(jìn)行交換信息，常用的并行接口芯片有8155和8255。本論文選用8155作為并行接口。1. 8155和8255的不同點(diǎn)和相同點(diǎn) 相同點(diǎn)：(1) 都屬于可編程的并行接口芯片。 （2） 有A口、B口、C口和控制口。 (3) 都屬于信息交換的電路。 (4) 可通過編程訪問A口、B口、C口和控制口。 不同點(diǎn)：(1） 8255的C口的8位口，8155的C口是6位口。 （2） 8155有256個(gè)ROM，8255中沒有ROM。 （3） 8255有2個(gè)地址線，8個(gè)數(shù)據(jù)線。8155的8個(gè)數(shù)據(jù)線和8個(gè)地址線公用。(4) 8255只能作為I/O口用，沒有RAM。8155能數(shù)據(jù)寄存器來用，在這里是采用的是8155作為并行接口的芯片。2. 8155的引腳功能如下，： 8155引腳圖AD0～AD7：三態(tài)地址/數(shù)據(jù)引出線；/M：選擇信號(hào)輸入線，高電平選擇IO口，低電平選擇RAM；：片選信號(hào)輸入線，低電平有效；ALE：地址允許鎖存信號(hào)輸入線，高電平有效，其后沿將地址及片選信號(hào)鎖存到器件中；：讀選通信號(hào)輸入線，低電平有效；：寫選通信號(hào)輸入線，低電平有效；TIMER IN：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的輸入線；：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的輸出線；RESET：復(fù)位控制信號(hào)輸入線，高電平有效；PA0～PA7：8位并行I/O口線；PB0～PB7：8位并行I/O口線；PC0～PC7：6位并行I/O口線；Vcc：電源線，+5V；Vss：線路地3. 8155的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8155的PA和PB口可以通過編程來決定是作為輸出口還是輸入口使用。PA口和PB口在選通方式下工作時(shí)，PC口用作PA口和PB口的狀態(tài)線和控制線，在其它情況下，也可以作為基本的輸入輸出線。當(dāng)IO/M為低電平時(shí)，AD0—AD7輸入的是RAM地址，尋址范圍為00H—0FFH。當(dāng)IO/M為高電平時(shí)，AD0—AD7輸出的是I/O端口地址。4. 8155的工作方式 8155內(nèi)部沒有一個(gè)命令寄存器和一個(gè)狀態(tài)寄存器，這兩個(gè)寄存器使用同一個(gè)地址號(hào)，當(dāng)對該地址寫入時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入命令寄存器，讀出時(shí)，讀出的是狀態(tài)寄存器的內(nèi)容。 8155中沒有一個(gè)14位的減法計(jì)數(shù)器，同時(shí)TIN端輸入的脈沖進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，常用作定時(shí)器，分頻器或外部事件計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器的啟停操作由控制字的最高兩位確定，計(jì)數(shù)長度和計(jì)數(shù)方式存放在計(jì)數(shù)器的兩個(gè)8位寄存器中。 鍵盤顯示電路鍵盤顯示可通過使用8158258279三種芯片來實(shí)現(xiàn)，在本次車床改造中我選用了8279芯片 可編程鍵盤/顯示器接口8279 8279包括4X8鍵盤和8位數(shù)碼管顯示器，鍵盤掃描線由8279的SL0SL2輸出，經(jīng)38譯碼器聯(lián)接到8條列線上，4條行線聯(lián)接到RL0RL3。如果選用8X8鍵盤，8條行線聯(lián)接到RL0RL7即可。顯示器的顯示代碼由OUTA3A0和OUTB3B0輸出，經(jīng)反相驅(qū)動(dòng)器7406聯(lián)接到所有數(shù)碼管的陰極，位代碼由SL0SL2輸出，經(jīng)74LS138譯碼，再經(jīng)75452反相后聯(lián)接到各數(shù)碼管顯示器的陽極端。8279的CLK可直接與8098的ALE聯(lián)接，由8279設(shè)置適當(dāng)?shù)姆诸l系數(shù)，譬如分頻為100KHZ。中斷請求信號(hào)IRQ可與8098的某一HIS端聯(lián)接，通過HIS請求CPU處理。 1．引腳說明8279的引腳功能如下，：DB7～DB0:雙向數(shù)據(jù)輸入/輸出線，用來與系統(tǒng)總線聯(lián)接，傳送數(shù)據(jù)和控制命令；CLK:時(shí)鐘脈沖輸入端，用來輸入系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)；RESET:復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效，用來輸入復(fù)位信號(hào)；:片選信號(hào)輸入端，低電平有效；:讀信號(hào)，輸入，低電平有效，將緩沖器中的內(nèi)容讀出，送外部數(shù)據(jù)線；:寫信號(hào)，輸入，低電平有效，用來接受外部數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)；IRQ:中斷請求，輸出，低電平有效。在鍵盤工作方式下，當(dāng)FIFO/傳感器RAM中有數(shù)據(jù)時(shí)，IRQ再變?yōu)楦唠娖?，在傳感器工作方式下，每?dāng)探測到傳感器信號(hào)變化時(shí)，IRQ變?yōu)楦唠娖?；SL3～SL0:掃描線，用來掃描按鍵開關(guān)或傳感器矩陣以及顯示器的 各位數(shù)字；RL7～RL0:回送線，通過按鍵或傳感器開關(guān)與掃描線聯(lián)接。這些輸入端內(nèi)部設(shè)有上拉電路，使之保持高電平。只有當(dāng)某一按鍵閉合時(shí)，其中一條變低。在選通輸入方式下這些輸入端也可以用作8條輸入線；SHIFT:換位，在鍵盤掃描方式中，按鍵一閉合，按鍵位置就和換位輸入狀態(tài)一起被存貯起來。SHIFT端內(nèi)部設(shè)置上來電路，使之保持為高電平，當(dāng)按鍵按下閉合變?yōu)榈碗娖?；CNTL/STB:控制/選擇輸入，在鍵盤工作方式下，該輸入端用作控制輸入，有鍵按下閉合時(shí)，輸入“狀態(tài)”被貯存。在選通輸入方式中，該輸入端作為將數(shù)據(jù)送入FIFO的選通線。該輸入設(shè)置上拉電路，使之保持高電平，當(dāng)按鍵按下閉合時(shí)變?yōu)榈碗娖?；OUT A3～OUT A0,OUT B3～OUT B0:這兩個(gè)端口是164顯示器更新寄存器的輸出端。這兩個(gè)端口的數(shù)據(jù)與掃描線同步，以供多路轉(zhuǎn)換數(shù)字顯示器使用。這兩個(gè)端口可合并為一個(gè)8位端口使用；:空格顯示，輸出，低電平有效。用來在 數(shù)字切換過程中使顯示器熄滅，或者顯示熄滅命令使顯示器熄滅；Vcc:+5V 電源；Vss:接地。 圖3 3 8279的引腳圖 系統(tǒng)保護(hù)及報(bào)警電路 在此論文中，采用了行程開關(guān)來保護(hù)系統(tǒng)的安全，以免發(fā)生超程現(xiàn)象。（） 行程開關(guān) 報(bào)警電路： 報(bào)警電路 ,當(dāng)從8089的HSO3口輸出高電平時(shí)，此時(shí)下路不通，電流通過反相器變?yōu)榈碗娖?，上路?dǎo)通，紅燈亮，系統(tǒng)報(bào)警；反之亦然，紅燈不亮，系統(tǒng)不報(bào)警。 第四章 檢測4．1 概述 數(shù)控系統(tǒng)為反饋控制的隨動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的輸出量是機(jī)械位移、速度或加速度，利用這些量的反饋實(shí)現(xiàn)精確的位移、速度控制目的。數(shù)控系統(tǒng)的檢測裝置（即傳感器）起著測量和反饋兩個(gè)作用，它發(fā)出的信號(hào)傳送給數(shù)控裝置或?qū)Ｓ每刂破?，?gòu)成閉環(huán)控制。從一定意義上看，數(shù)控機(jī)床的加工精度主要取決檢測裝置的精度。傳感器能分辯出的最小測量值稱為分辯率。分辨率不僅取決于傳感器本身，也取決于測量線路。因此，研究和選用性能優(yōu)良的檢測裝置是非常重要的。4．2 檢測元件的分類4．2．1 以檢測物理量不同分1．光柵位置檢測裝置光柵是由許多等節(jié)距的透光縫隙和不透光的刻線均勻相間排列而構(gòu)成的光感器件。按工作原理分，有物理光柵和計(jì)量光柵，前者的刻度不后者細(xì)蜜。物理光柵主要利用光的衍射現(xiàn)象，通常用于光譜分析和光波測定等方面；計(jì)量光柵主要利用光柵的莫爾條紋現(xiàn)象，廣泛應(yīng)用于位移的精密測量與控制中。 按應(yīng)用需要，計(jì)量光柵又有透射和反射之分。據(jù)用途不同，可制成用于測量線位移的長光柵和測量角位移的圓光柵。(1) 光柵位置檢測裝置的結(jié)構(gòu) 所示，光柵檢測裝置主要由光源、透鏡、標(biāo)尺光柵（長光柵）、指示光柵（短光柵）和光敏元件等組成。 光柵位置檢測裝置光柵是在一塊長條形的光學(xué)玻璃上或金屬鏡面上均勻地刻上許多 與運(yùn)動(dòng)方向垂直的線條。線條之間的距離（即柵距）可以根據(jù)測量精度確定。常用的光柵每毫米刻有50、100、或200條線。標(biāo)尺光柵裝在機(jī)床的移動(dòng)部件上，指示光柵裝在機(jī)床的固定部件上。(2) 光柵位置檢測裝置的工作原理如圖4—2 所示，當(dāng)指示光柵上的線紋和標(biāo)尺光柵的線紋成個(gè)小角度θ兩個(gè)光柵尺上線紋相互交叉。在光源的照射下，交叉點(diǎn)附近的小區(qū)域內(nèi)黑線重疊，透明區(qū)域變大，擋光面積最小，擋光效應(yīng)最弱，透光的累積使這個(gè)區(qū)域出現(xiàn)亮帶。相反，距交叉點(diǎn)越遠(yuǎn)的區(qū)域，兩光柵不透明黑線的重疊部分越少，黑線占據(jù)的空間增大。因而擋光效應(yīng)增強(qiáng)，只有較少的光線透過光柵而使這個(gè)區(qū)域出現(xiàn)暗帶。這種明暗鄉(xiāng)間的條紋稱為“莫爾條紋”莫爾條紋與光柵線紋幾乎成垂直方向排列。2．感應(yīng)同步器 感應(yīng)同步器是利用電磁耦合原理，將位移或轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的測量裝置。實(shí)質(zhì)上，它是多極旋轉(zhuǎn)變壓器的展開形式。感應(yīng)同步器按其運(yùn)動(dòng)方式和結(jié)構(gòu)形式的不同，旋轉(zhuǎn)式（或稱圓盤式）和直線式兩種。前者用來檢測轉(zhuǎn)角位移，常用于精密轉(zhuǎn)臺(tái)、各種回轉(zhuǎn)伺服系統(tǒng)，后者用來檢測直線位移，多用于大型和精密機(jī)床的自動(dòng)定位、位移數(shù)字顯示和數(shù)控系統(tǒng)中。兩者工作原理相同。 感應(yīng)同步器一般由1000Hz~10000Hz，幾伏到幾十伏的交流電壓勵(lì)磁，輸出電壓一般不超過幾毫伏。 (1) 感應(yīng)同步器的工作原理 以直線式感應(yīng)同步器為例，感應(yīng)同步器由定尺和滑尺兩部分組成。定尺與滑尺平行安裝，且保持一定間隙。定尺表面制有連續(xù)平面繞組，滑尺上制有兩組分段繞組，分別稱為正弦繞