機電專業(yè)課程設(shè)計說明書-二坐標(biāo)數(shù)控工作臺設(shè)計-資料下載頁
2025-06-03 19:21本頁面
【正文】 部程序存儲器的擴展 MCS51的程序存儲器空間為 64K 字節(jié)。對于片內(nèi)無 ROM 的單片機（如 8031），或當(dāng)單片機內(nèi)部程序存儲器容量不夠時，進行程序存儲器的擴展是必 不可缺的。半導(dǎo)體存儲器 EPROM、 EEPROM、 ROM 等在原理上都可用作單片機的外部程序存儲器。由于 EPROM 價格低廉，性能可靠，所以單片機外部擴展的程序存儲器一般為EPROM 芯片（紫外線可擦除、電可編程的只讀存儲器），掉電后信息不會丟失。在選擇外部程序存儲器電路時，應(yīng)注意電路的讀取時間能否與 MCS51 的 PESN 13 信號匹配。其片選端接地。 由于本設(shè)計程序容量不大，因而選用 2764 作為外部程序存儲器。 、外部數(shù)據(jù)存儲器的擴展 對大多數(shù)控制性應(yīng)用場合， MCS51 系列單片機內(nèi)部 RAM 已能滿 足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)存儲的要求。對需要較大容量數(shù)據(jù)緩沖器的應(yīng)用系統(tǒng)，就需要在單片機的外部擴展數(shù)據(jù)存儲器。 在電氣原理圖中根據(jù)設(shè)計功能要求選用一片 6264 作為外部數(shù)據(jù)存儲器。圖中其高 5 位地址線 A8～ A12 由 8031 的 ~ 口線提供，低 8 位地址線 A0~A7接地址鎖存器 74LS373 輸出端。讀、寫控制信號分別接 8031 的 RD、 WE。其片選信號通過地址譯碼法進行選通。 、 I/O 口擴展電路 本課程設(shè)計因采用步進電機作為驅(qū)動裝置。為了降低成本，特采用可編程外圍并行接口芯片 8255。使其不僅完成 驅(qū)動步進電機的功能，同時完成與鍵盤 /顯示器的接口操作功能。 、顯示器接口設(shè)計 電氣原理圖中，由 10片共陽極 LED 顯示塊拼成 10 位 LED 顯示器。為了簡化硬件電路，采用動態(tài)顯示方式。即所有位的段選線相應(yīng)地并聯(lián)在一起，由 8031的 ~ 口來控制 LED 顯示器的段碼，而各位的位選線分別由相應(yīng)的 I/O口線控制。即 PC0~PC PB6~PB7 共 10個 I/O 口線控制，實現(xiàn)各位的分時選通。為了保證各位 LED 能夠顯示出本位相應(yīng)的顯示字符，而不出現(xiàn)閃爍，導(dǎo)致人眼看不清，必須根據(jù)人眼視覺暫留現(xiàn)象，選擇一 個合適的掃描頻率。圖中選用 74LS07進行同相驅(qū)動。 、鍵盤接口電路設(shè)計 鍵盤實質(zhì)上是一組按鍵開關(guān)的集合。電氣原理圖中采用矩陣式鍵盤接口，鍵盤接口電路通過 8255（ U5）的 PA0~PA3 和 PC0~PC PB6~PB7 構(gòu)成行、列線。按照逐行逐列地檢查鍵盤狀態(tài)（即掃描）來確定閉合鍵的位置。 、步進電機的接口電路設(shè)計 對于本課程設(shè)計中選用的步進電機，為五相，無論它工作在什么方式，都需要五路控制電路，并且每一路對應(yīng)于步進電機的一相。而每一路控制電路的結(jié)構(gòu)是一樣的。 CPU 接口部分包括傳感器部分、傳動驅(qū)動部分、人機交互界面三部分。示意圖如下所示： 14 圖 51 CPU 外部接口示意圖 8031 要完成的任務(wù)： （ 1）將行程開關(guān)的狀態(tài)讀入 CPU，通過中斷進行處理，它的優(yōu)先級別最高。 （ 2）通過程序?qū)崟r控制電機的運行。 （ 3）接受鍵盤中斷指令，并響應(yīng)指令，將當(dāng)前行程開關(guān)狀態(tài)和鍵盤狀態(tài)反應(yīng)到 LED 上，實現(xiàn)人機交互作用。 由于 8031 只有 P1口和 P3 口是準(zhǔn)雙向 口，但 P3 口主要以第二功能為主，并且在系統(tǒng)中要用到第二功能的中斷口，因此要進行 I/O 擴展?？紤]到電路的簡便性和可實現(xiàn)性，實際中采用內(nèi)部自帶鎖存器的 8155。 電氣原理圖中通過 8255（ U5）的 PB0~PB4 分別控制 X方向步進電機的五相。對于 Y軸步進電機通過 8255（ U6）的 PC0~PC4 分別控制 Y方向步進電機的五相。 、其他 1）電源 提供整個系統(tǒng)的供電部分。 2）限位開關(guān)及其反饋信號檢測 選擇限位開關(guān)時可根據(jù)額定電壓、額定電流、開啟頻率、觸點數(shù)等參數(shù)進行。選擇行程開關(guān)，安裝于導(dǎo)軌的 兩端。其作用是控制信號的通斷，然后由單片機系統(tǒng)檢測該信號的有無，實現(xiàn)控制電機的換向與否的目的。 原理圖中通過 8255（ U5）的 PA4~PA7 口檢測步進電機是否到位，從而采取相應(yīng)的控制措施。 六、參考文獻： [1] 濮良貴主編 . 機械設(shè)計 . 第七版 . 北京： 高等教育出版社 ， 2021 [2] 吳宗澤主編 . 機械設(shè)計課程設(shè)計手冊 .第二版 .北京 .高等教育出版社 . 1999 [3] 樓應(yīng)侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國、胡利永等編 . 機械電子工程專業(yè)課程設(shè)計指導(dǎo)書 （行程開關(guān)） 前向通道 傳動驅(qū)動 （步進電機） 人機界面 傳感 器 8031 （鍵盤、 LED） 后向通道 15
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