【正文】 制線和地址鎖存器，故可直接將地址、數(shù)據(jù)線 AD0～ AD7 直接與 8031口線對(duì)應(yīng)的相連， 8155 的 ALE 與 8031 的 ALE 直接相連，高 8 位地址的 ～ 74LS138提供 8155的片選信號(hào) CE,IO/M控制端接 ，其它讀寫信號(hào) WR、 RD也都對(duì)應(yīng)相連。 8155的地址與 8031統(tǒng)一編址。 （ 2） 鍵盤、顯示器接口電路 鍵盤、顯示器是數(shù)控系統(tǒng)常用的人機(jī)交互的外部設(shè)備，可以完成數(shù)據(jù)的輸入和計(jì)算機(jī)狀態(tài)的動(dòng)態(tài)顯示。通常，數(shù)控系統(tǒng)都采用行列式鍵盤，按鍵設(shè)置在行列的交點(diǎn)上。 本系統(tǒng)中所設(shè)計(jì)的是由 46鍵和 6位 LED顯示器組成。為了簡化電路，鍵盤的列線及 LED 顯示器的段碼共用一個(gè)口，即 8155 的 PB口，鍵盤的行線由 8155河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 的 PA 口提供， LED的字位控制則由 PC口經(jīng) 74154后提供。 8155各引腳功能說明如下： RST：復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。復(fù)位后， 3個(gè)端口均為輸入方式。 AD0～ AD7：三態(tài)的地址 /數(shù)據(jù)總線。與單片機(jī)的低 8位地址 /數(shù)據(jù)總線（ P0口）相連。單片機(jī)與 8155之間的地址、數(shù)據(jù)、命令與狀態(tài)信息都是通過這個(gè)總線口傳送的。 RD ：讀選通信號(hào)，低電平有效。 WR：寫選通信號(hào)，低電平有效。 CE ：片選信號(hào)線，低電平有效。 IO/ M ： 8155的 RAM存儲(chǔ)器和 I/O口選擇。當(dāng) IO/ M ＝ 0時(shí)，則選擇 8155的片內(nèi) RAM， AD0～ AD7上地址為 8155中 RAM單元的地址（ 00H～ FFH）；當(dāng) IO/ M＝ 1時(shí)，選擇 8155的 I/O口，定時(shí) /計(jì)數(shù)器，命令 /狀態(tài)寄存器 ALE：地址鎖存信號(hào)。 8155內(nèi)部設(shè)有地址鎖存器，在 ALE的下降沿將單 片機(jī)P0 口輸出的低 8 位地址信息及 CE ， IO/M 的狀態(tài)都鎖存到 8155 內(nèi)部鎖存器。因此， P0口輸出的低 8位地址信號(hào)不需外接鎖存器。 PA0～ PA7： 8位通用 I/O口，其輸入、輸出的流向可由程序控制。 PB0～ PB7： 8位通用 I/O口，功能同 A口。 PC0～ PC5：有兩個(gè)作用，既可作為通用的 I/O口，也可作為 PA 口和 PB口的控制信號(hào)線，這些可通過程序控制。 TIMERIN： 8155內(nèi)部定時(shí) /計(jì)數(shù)器信號(hào)輸入端。 TIMEROUT： 8155內(nèi)部定時(shí) /計(jì)數(shù)器信號(hào)輸出端。 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 VCC：＋ 5V電源 8155集成芯片引腳圖 4 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 步進(jìn)電機(jī)是一種用脈沖信號(hào)控制的電動(dòng)機(jī)。在負(fù)載能力及動(dòng)態(tài)特性范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)的角位移僅與控制脈沖成正比。在多數(shù)情況下，用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件的數(shù)控系統(tǒng)不需要 A/D或 D/A轉(zhuǎn)換，可采用較為簡單的開環(huán)控制，因而成為經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床最主要的一種伺服驅(qū)動(dòng)元件。 （ 1） 計(jì)算機(jī)接口 在控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的接口電路至關(guān)重要，沒有它將無法實(shí)現(xiàn)微機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。如 前所述， 8031 系列單片機(jī)含有 4 個(gè)并行輸入 /輸出口，其中 P1口可以提供給用戶使用，作為步進(jìn)電機(jī)及其它控制對(duì)象的接口。也可采用 8155或8255A 等可編程并行輸入、輸出接口芯片設(shè)計(jì)擴(kuò)展接口電路，來控制步進(jìn)電機(jī)即其它外部設(shè)備。本系統(tǒng)即采用 8155的 PA 口作為步進(jìn)電機(jī)的控制端口。 （ 2） 脈沖分配器 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 脈沖分配器又叫做環(huán)形分配器，是驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)必不可少的環(huán)節(jié)。步進(jìn)電機(jī)的控制方式由環(huán)形分配器實(shí)現(xiàn)，其作用是將數(shù)控裝置送來的一系列脈沖指令按一定的分配方式和順序輸送給步進(jìn)電機(jī)的各項(xiàng)繞組，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正或反轉(zhuǎn)。在數(shù)控系統(tǒng)中使用 較多的是集成脈沖分配器和軟件脈沖分配器。而在本系統(tǒng)中使用的是軟件脈沖分配，通過編程來達(dá)到脈沖分配的目的，從而控制步進(jìn)電機(jī)的各項(xiàng)繞組。 （ 3） 隔離電路 在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中，脈沖分配器輸出的信號(hào)經(jīng)放大后控制步進(jìn)電機(jī)的勵(lì)磁繞組。由于步進(jìn)電機(jī)需要的驅(qū)動(dòng)電壓較高（幾十伏），電流也較大，如果將輸出信號(hào)直接與功率放大器相聯(lián)，將會(huì)引起強(qiáng)電器干擾，輕則影響計(jì)算機(jī)程序的正常進(jìn)行，重則導(dǎo)致計(jì)算機(jī)和接口電路的損壞。所以一般在接口電路與功率放大器之間都要加上隔離電路，實(shí)現(xiàn)電氣隔離，通常使用最多的是光電耦合器。圖為光電耦合器與步進(jìn) 電機(jī)的接口電路。 222 光電隔離與步進(jìn)電機(jī)接口電路圖 5 其它輔助電路設(shè)計(jì) （ 1） 8031的時(shí)鐘電路 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 40 單片機(jī)的時(shí)鐘可以有兩種方式產(chǎn)生：內(nèi)部方式和外部方式。 內(nèi)部方式利用芯片內(nèi)部振蕩電路，在 XTAL XTAL2引腳上外接定時(shí)元件，如圖 ()所示。晶體可在 ～ 12MHz之間任選，耦合電容在 5～ 30Pf之間，對(duì)時(shí)鐘有微調(diào)作用。采用外部時(shí)鐘方式，可把 XTAL1直接接地， XTAL2接外部時(shí)鐘源。 （ 2） 8031的復(fù)位電路 單片機(jī)的復(fù)位都是靠外部電路實(shí)現(xiàn)，在時(shí)鐘電路工作后，只要在 RESET引腳上保持 10ms 以上的高電平，單片機(jī)便實(shí)現(xiàn)狀態(tài)復(fù)位，之后 CPU便從 0000H單元開始執(zhí)行程序。一般數(shù)控系統(tǒng)都采用上電與按鈕復(fù)位組合。 　　μμΩ石英晶體（A）時(shí)鐘電路 （B）復(fù)位電路 圖 223時(shí)鐘電路和復(fù)位電路 程序部分 ORG 2021 KZCH: PUSH AH ；保護(hù) 。現(xiàn)場(chǎng) PUSH BC MOV R2,NH ；送步數(shù)給 R2 LOOP0: MOV R3,00H 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 41 MOV DPTR,POINT ；送控制碼指針 JNB 00H,LOOP2 LOOP1: MOV A,R3 ；取控制碼 MOVC A, A+DPTR JZ LOOP0 ；控制碼為 00H轉(zhuǎn) LOOP0 MOV P1, A ；輸出控制碼 CALL YANS ；調(diào)延時(shí)子程序 INC R3 ；指針指向下一個(gè)控制碼 JNZ R2,LOOP1 ；步數(shù)未完，繼續(xù) POP BC ；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) POP AF RET LOOP2: MOV A, R3 ；取反向控制碼 ADD A, 7H MOV R3, A AJMP LOOP1 POINT: DB 01H ；正向轉(zhuǎn)動(dòng)控制碼 DB 03H DB 02H DB 06H DB 04H DB 05H DB 00H 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 42 DB 01H ；反向轉(zhuǎn)動(dòng)控制碼 DB 05H DB 04H DB 06H DB 02H DB 03H DB 00H POINT: EQU 150H N0 EQU 20H NLL EQU 21H N1H EQU 22H N2 EQU 23H NL EQU 24H NH EQU 25H DS EQU 26H 。 地址指針偏移量 FEED EQU 0E80H ORG 0E00H START: MOV SP , 60H 。 程序開始 MOV TMOD , 01H 。 設(shè)計(jì)數(shù)器為工作方式 1,16定時(shí)器 MOV N0 , 1BH 。 設(shè) N0 初值為 27 MOV NZ , 1BH 。 設(shè) NZ初值為 27 MOV A , N0 RL A 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 43 MOV RO , A CLR C MOV A , NL SUBB A , N0 MOV NLL , A MOV A , NH SUBB A , 00H MOV NIH , A MOV DPTR , 1000H 。 設(shè)時(shí)間常數(shù)地址指針初值為 1000H MOV DS , 00H 。 設(shè)地址偏移量初值為 00H MOV A , @A+DPTR 。 從 EPROM中讀時(shí)間常數(shù) MOV TLO , A 。 送時(shí)間常數(shù)至定時(shí)器 0中 INC DS MOV A , DS MOVC A , @A+DPTR MOV THO , A INC DS SETB EA 。 開中斷允許 SETB ETO 。允許定時(shí)器 0中斷 SETB TRO 。 啟動(dòng)定時(shí)器 0開始算 WAIT: JB EA , WAIT 。 中斷允許范圍 RET ORG 000EH 。 定時(shí)器 0中斷入口地址 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 44 JMP 0F00H ORG 0F00H INT: MOV A , DS 。 送時(shí)間常數(shù)到定時(shí)器 0中 MOVC A , @A+DPTR MOV TLO , A INC DS MOV A , DS MOVC A , @A+DPTR MOV THO , A INC DS 。 修改地址偏移量指針 CALL FEED 。 調(diào) FEED子程序 ,使電機(jī)進(jìn)給步 MOV A , N0 。 判斷 N0 是否為 0,為 0則轉(zhuǎn)恒速 JNE A , 00H , LOOP1 MOV A , N1 。 判斷 N1 是否為 0,為 0則轉(zhuǎn)入減速 JNE A , 00H , LOOP2 MOV A , NIH JNE A , 00H , LOOP2 MOV A , N2 。 判斷 N2 是否為 0 JNE A , 00H , LOOP3 CLR EA 。 N2 為 0,減速結(jié)束 ,關(guān)中斷 RET 。 中斷返回 LOOP1: DEC N0 。 N0 不為 0,則 N0←N0 1 RET 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 45 LOOP2: MOV A , NIL 。 N1 不為 0,則 N1←N1 1 CLR C SUBB A , 01H MOV NIL , A MOV A , NIH SUBB A , 00H MOV NIH , A RET LOOP3: DEC N2 RET 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 46 結(jié) 論 由于數(shù)控機(jī)床的精密要求，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候不得不考慮它的剛度要求及抗振性要求，這使得在設(shè)計(jì)床身的時(shí) 候就要考慮到它所承受的各種外力的情況，在這方面，我針對(duì)床身的材料、厚度及其機(jī)構(gòu)幾方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在傳動(dòng)方面為適應(yīng)其加工范圍、工藝要求、加工精度及自動(dòng)化要求等方面，對(duì)主軸進(jìn)行了設(shè)計(jì)使其具有較高的熱穩(wěn)定性，并能保證配合精度，并且還對(duì) X、 Y、 Z軸及其它相關(guān)零件進(jìn)行了計(jì)算。在進(jìn)給伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，因其要求定位精度高、跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)快、系統(tǒng)的穩(wěn)定好等，首先對(duì)其進(jìn)行了分析并根據(jù)其要求完成這方面的設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)微機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)，在選取主控制器及存儲(chǔ)器時(shí)通過對(duì)本系統(tǒng)的考慮，在從性能價(jià)格比上選取了合適的硬件結(jié)構(gòu)，在電路設(shè)計(jì) 方面以達(dá)到簡潔明了實(shí)用為目的，做出了設(shè)計(jì)。在選取電機(jī)時(shí)，以絲杠的最大負(fù)載及不影響電路的正常工作。最后根據(jù)所加工的工件形狀針對(duì)刀具及工作平臺(tái)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的工作程序。 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 47 參考文獻(xiàn) [1]戴曙 .金屬切削機(jī)床 [M].北京 :機(jī)