【正文】 節(jié)單元時(shí)，還要進(jìn)行片內(nèi)地址選則。 由于外圍芯片與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址，因此，單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與外圍芯片的地址譯碼較為復(fù)雜?？刹捎镁€(xiàn)選法和全地址譯碼方法。 I/O 口擴(kuò)展電路設(shè)計(jì) : 8031 單片機(jī)共有四個(gè) 8 位并行 I/O 口，但可提供給用戶(hù)使用的只有 P1口及部分 P3口線(xiàn)。因此在大部分應(yīng)用系統(tǒng)中都不可避免的要進(jìn)行 I/O 口擴(kuò)展。 其中通用可編程接口芯片 8155 與微機(jī)的接口較為簡(jiǎn)單，是微機(jī)系統(tǒng)中廣泛使用的接口芯片。 鍵盤(pán)、顯示接口電路 : 鍵盤(pán)、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)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示。通常，數(shù)控系統(tǒng)都用行列式鍵盤(pán)，即用 I/O 口線(xiàn)組成行、列接構(gòu)，按鍵設(shè)置在行列的交點(diǎn)上。 數(shù)控系統(tǒng)中使用的顯示器主要有 LED（發(fā)光二極管顯示器）和 LCD（液晶顯示器），為了方便顯示圖形，也有用 CRT接口顯示方式的系統(tǒng)。 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數(shù)成正比，轉(zhuǎn)速僅與控制脈沖頻率成正比。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)中不需要 A/D或 D/A轉(zhuǎn)換，可采用較為簡(jiǎn)單的開(kāi)環(huán)控制，因而成為經(jīng) 濟(jì)型數(shù)控機(jī)床最主要的一種的 伺服驅(qū)動(dòng)單元。 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路由圖 5 所示四部分組成。 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 XXIX 頁(yè) 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 1）、 計(jì)算機(jī)接口 在數(shù)控系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)接口電路至關(guān)重要。沒(méi)有它將無(wú)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，提供 32 根 I/O 線(xiàn)。其中P1口可供用戶(hù)使用，作為步進(jìn)電機(jī)及其他控制對(duì)象的接口。也可以采用 8155或 8255（ 8255功能與 8155 相似，可參看有關(guān)資料）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(lái)控制步進(jìn)電 機(jī)與其它外部設(shè)備。 2）、 脈沖 環(huán)形 分配器 脈沖分配器又叫環(huán)形分配器，是驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)比不可少的環(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(lái)的一系列指令按一定的分配方式和順序輸送給步進(jìn)電機(jī)的各相繞組，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。在數(shù)控系統(tǒng)中通常使用較多的是集成脈沖分配器和軟件脈沖分配器。 環(huán)形分配器 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)控制與計(jì)算 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)流程 計(jì)算機(jī)接口 脈沖分配器 光電隔離器 功率放大器 步進(jìn)電機(jī) 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 XXX 頁(yè) 進(jìn)給系統(tǒng)的控制原理如下圖 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 步 進(jìn)電機(jī)的速度控制比較容易實(shí)現(xiàn)，而且不需要反饋電路。設(shè)計(jì)時(shí)的脈沖當(dāng)量為，步進(jìn)電機(jī)每走一步，工作臺(tái)直線(xiàn)行進(jìn)給 。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中采用了光電偶合器，它具有較強(qiáng)的抗干擾性，而且具有保護(hù) CPU 的作用，當(dāng)功放電路出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)將大的電壓加在 CPU 上使其燒壞。 脈沖分配器的輸出功率很小，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足步進(jìn)電機(jī)的需要，必須將其輸出的信號(hào)放大產(chǎn)生足夠大的功率，才能驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 功率放大器按其結(jié)構(gòu)不同分為單電源型和雙電源型。前者電路設(shè)計(jì) 為單電壓供電，僅在步進(jìn)電機(jī)的繞組回路串聯(lián)一個(gè)小于 10 歐的電阻，以增大功率放大器負(fù)載回路的電阻，使步進(jìn)電機(jī)繞組中電流上升的時(shí)間常數(shù)減小，提高上升沿的陡度。（τ =L/R） 雙電源型采用高低壓供電電路，在功率放大器導(dǎo)通初始時(shí)，加上比額定電壓高幾倍的電源供電，使電動(dòng)機(jī)繞組電流從零很快增大，當(dāng)電流升到接近額定值時(shí)切斷高電壓電源而由額定電壓為繞組提供正常工作電流。 單電源功率放大器線(xiàn)路簡(jiǎn)單，但效率不高，只適用小功率的步進(jìn)電機(jī)。目前我國(guó)步進(jìn)電機(jī)的功率放大器以由生產(chǎn)廠(chǎng)家生產(chǎn)出系列化產(chǎn)品，所以在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床控制電路時(shí)不必考慮 其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)，只需要根據(jù)選用的步進(jìn)電機(jī)容量選擇功率放大器。 復(fù)位電路 晶振電路 EPRDM 芯片W27C512 SPAM 芯片6264 鍵盤(pán)與顯示接口芯片 8279 串行口 芯片MAX233 CPU AT89C52 單片機(jī) 并行接口芯片8255 隔離放大器 X 向步進(jìn)電機(jī) 隔離放大器 Y 向步進(jìn)電機(jī) 隔離放大器 限位開(kāi)關(guān)信號(hào) 控制面板開(kāi)關(guān) /按鈕信號(hào) 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 XXXI 頁(yè) 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖 該電路中的功放電路是一個(gè)單電壓功率放大電路，當(dāng) A相得電時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一步。電路中與繞組并聯(lián)的二極管 D起到續(xù)流作用，即在功放管截止是，使儲(chǔ)存在繞組中的能量通過(guò)二極管形成續(xù)流回路泄放，從而保護(hù)功放管。與繞組 W串聯(lián)的電阻為限流電阻，限制通過(guò)繞組的電流不至超過(guò)額定值，以免電動(dòng)機(jī)發(fā)熱厲害被燒壞。 由于步進(jìn)電機(jī)采用的是五相十拍的工作方式（五個(gè)線(xiàn)圈 A、 B、 C、 D、 E），其正轉(zhuǎn)時(shí)通電順序?yàn)椋?ABABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB??? . 驅(qū)動(dòng)電源的選用，及驅(qū)動(dòng)電源與控制器的接線(xiàn)方式 設(shè)計(jì)中 X、 Y向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)均為 90BYG5502 型，生產(chǎn)廠(chǎng)家為常州寶馬前楊電機(jī)電器有限公司。查步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的資料，選擇與之匹配的驅(qū)動(dòng)電源為 BD28Nb 型，輸入電壓為50V AC，相電流為 3A，分配方式為五相十拍。該驅(qū)動(dòng)電源與控制器的接線(xiàn)方式如 下 圖所示： 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 XXXII 頁(yè) 相關(guān)軟件流程設(shè)計(jì) 逐點(diǎn)比較法，就是每走一步控制系統(tǒng)都要將加工點(diǎn)與給定的圖形軌跡想比較，以決定下一步要進(jìn)給的方向，使之逼近加工軌 跡。逐點(diǎn)比較法以折點(diǎn)來(lái)逼近直線(xiàn)或者圓弧，其最大的偏差不超過(guò)一個(gè)最小的設(shè)定單位。下圖分別為逐點(diǎn)比較法的直線(xiàn)插補(bǔ)和逆圓弧插補(bǔ)程序框圖 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 XXXIII 頁(yè) 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 XXXIV 頁(yè) 零件加工程序 毛坯為 120 ㎜179。 60㎜179。 10 ㎜板材， 5㎜深的外輪廓已粗加工過(guò)，周邊留 2㎜余量，要求加工出如圖 224所示的外輪廓及φ 20 ㎜的孔。工件材料為鋁。 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 XXXV 頁(yè) 銑輪廓程序 清單如下： N0010 G92 X5 Y5 Z50 N0020 G90 G41 G00 X20 Y10 Z5 D01 N0030 G01 X5 Y10 F150 N0040 G01 Y35 F150 N0050 G91 N0060 G01 X10 Y10 F150 N0070 G01 Y0 N0080 G02 Y5 R20 N0090 G03 Y10 R20 N0100 G01 Y0 N0110 G03 X0 Y25 N0120 G01 X90 Y0 N0130 G90 G00 X5 Y5 Z10 N0140 G40 N0150 M05 N0160 M30 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 XXXVI 頁(yè) 第 五 章 機(jī)械部分裝配圖的繪制 裝配圖見(jiàn)附件 CAD A0 圖紙 步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)流程圖見(jiàn) CAD A4 圖紙 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 XXXVII 頁(yè) 第六章 總 結(jié) 我覺(jué)得這次專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)是對(duì)過(guò)去所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的一個(gè)全面的綜合的運(yùn)用。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我全面地溫習(xí)了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，包括機(jī)械專(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ)知識(shí)，經(jīng)過(guò)復(fù)習(xí)整理所學(xué)得專(zhuān)業(yè)知識(shí)使得設(shè)計(jì)思路清晰系統(tǒng)。通過(guò)設(shè)計(jì)使我更加接近生產(chǎn)實(shí)際，鍛煉了將理論運(yùn)用于實(shí)際的分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，鞏固、加深了有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。 還有很重要的一點(diǎn)是讓我體會(huì)到了一個(gè)設(shè)計(jì)者的精神。在設(shè)計(jì)過(guò)程中既要自己不斷思考、創(chuàng)造，又要注意借用現(xiàn)有的資料，掌握了查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)、及相關(guān)技術(shù)資料的基本技能以 及計(jì)算、繪圖、數(shù)據(jù)處理等方面的能力。 通過(guò)對(duì)通用機(jī)械零件、常用機(jī)械傳動(dòng)或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)，掌握了一般機(jī)械設(shè)計(jì)的程序和方法，有助于樹(shù)立正確的工程設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)能力。 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 38 頁(yè) 參考文獻(xiàn) 【 1】、文懷興、夏田 .《數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 北京：北京化工出版社， 2021. 【 2】、韓榮第 .《金屬切削原理與刀具》 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2021. 【 3】、李洪 .《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》北京：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社， 1999. 【 4】、陳家芳 .《金屬切削工藝手冊(cè)》 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 , 2021. 【 5】、楊建明 . 《數(shù)控加工工藝與編程》北京：北京理工大學(xué)出版社， 2021. 【 6】、張新義 .《經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 【 7】、尹志強(qiáng) .《機(jī)電一體化系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. 【 8】王蘭美 . 《機(jī)械制圖》高等教育出版社， 2021 【 9】濮良貴、紀(jì)名剛 . 《機(jī)械設(shè)計(jì)》， 2021 【 10】戴曙 . 《金屬切削機(jī)床》機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 【 11】孫恒、陳作模、葛文杰 . 《機(jī)械 原理 》高等教育出版社， 2021 【 12 】 文懷興、夏田 《 數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)》實(shí)踐指南 化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 【 13】 文懷興、夏田 《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 39 頁(yè) 貴州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表 專(zhuān)業(yè) 機(jī)械電子工程 姓名 李加華 學(xué)號(hào) 0908030270 課程設(shè)計(jì)題目 XY250 數(shù)控工作臺(tái)課程設(shè)計(jì) 項(xiàng)目 項(xiàng)目?jī)?nèi)容 權(quán)重 成績(jī) 得分 100~90 (優(yōu) ) 89~80 (良 ) 79~70 (中 ) 69~60 (及格 ) 60 （不及格） 出勤 出勤與紀(jì)律 10% 工作量 完成設(shè)計(jì) 任務(wù)的比例 10% 設(shè)計(jì)能力 綜合運(yùn)用理論知識(shí)、計(jì)算機(jī)技能和外語(yǔ)的能力；處理工程實(shí)際問(wèn)題的能力 40% 回答問(wèn)題 回答指導(dǎo)教師提出的問(wèn)題的正確性、全面性 20% 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和圖紙 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和圖紙的質(zhì)量 20% 綜合得分、等級(jí) 填表人： 年 月 日 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 40 頁(yè) 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 41 頁(yè) 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 42 頁(yè) 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 43 頁(yè) 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 44 頁(yè) 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 45 頁(yè) 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 46 頁(yè)