設(shè)計(jì)一臺(tái)微機(jī)控制xy兩坐標(biāo)工作臺(tái)綜合課程設(shè)計(jì)說明-資料下載頁
2025-01-13 18:41本頁面
【正文】 系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）微處理器的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)控制的主要功能是對(duì)步進(jìn)電機(jī)的脈沖頻率及其分配的控制。同時(shí)在實(shí)現(xiàn)這一主功能的基礎(chǔ)上，附帶若干協(xié)助功能，如顯示、預(yù)置、時(shí)間、鍵盤等。結(jié)論： 系統(tǒng)對(duì)內(nèi)存要求不高。 系統(tǒng)處理的運(yùn)算不是很復(fù)雜，對(duì)CPU的計(jì)算速度要求不高。 為擴(kuò)展鍵盤、顯示、掉電保護(hù)等功能，要求系統(tǒng)提供較多的口線盒完善的中斷系統(tǒng)?？紤]到上面的原因，這里可以采用市面供應(yīng)充分，性能價(jià)格比較好的AT89C52作為系統(tǒng)的微處理器。其參數(shù)見下表： AT89C52參數(shù)表型號(hào) ROM串行口晶振頻率封裝RAM 說明AT89C52 8KUARK12MHz40DIP256與intel80C32兼存（二） 系統(tǒng)擴(kuò)展系統(tǒng)中采用鍵盤實(shí)現(xiàn)輸入，并采用LED顯示器，它們均需要占用較多芯片口線，所以該系統(tǒng)是需要進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展的?？删幊滩⑿薪涌?255A是一種應(yīng)用廣泛的并行接口擴(kuò)展器件。它具有三個(gè)8位并行口PA、PB、PC由此提供了24條口線。CPUWRRDD0D7csA1 WRA2 RDP00 39 AD0P07AD7P27 32P26P25 圖31擴(kuò)展連接（三） 鍵盤連接VCC鍵盤采用機(jī)械式按鈕組成。它屬于常開類型，按圖（32）的接線，當(dāng)鍵K按下時(shí)P口電位拉低。相反，K未按時(shí)，P口一直保持高電位。其中電路中電阻起限流作用，避免CPU被過大的電流燒毀。鍵盤采用軟件消抖。圖32單鍵接線圖400Ω8255（四） 時(shí)鐘芯片的選擇P為實(shí)現(xiàn)時(shí)間的顯示，這里引入了時(shí)鐘芯片DS12C887。KGnd（五） 可靠性設(shè)計(jì)為提高系統(tǒng)的可靠性，在這里采用了MAX813L。這是因?yàn)锳T89C52芯片內(nèi)部未帶WATCHDOG（系統(tǒng)正常工作監(jiān)視器），因此若不加外部WATCHDOG，便會(huì)造成在工作電壓過低時(shí)，系統(tǒng)出現(xiàn)不正常運(yùn)行，產(chǎn)生不良的現(xiàn)實(shí)后果。（六） 掉電保護(hù)設(shè)計(jì)VCC掉電保護(hù)設(shè)計(jì)的目的是在斷電或復(fù)位后，待系統(tǒng)恢復(fù)正常時(shí)，系統(tǒng)能夠恢復(fù)到原先狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的功能。這樣就要求將運(yùn)行時(shí)的重要參數(shù)得到保存。保存的數(shù)據(jù)包括，預(yù)置時(shí)的“位移值”、“速度值”、“運(yùn)行過程中已經(jīng)走過的位移量”。為實(shí)現(xiàn)這一目的，需要在系統(tǒng)中引入芯片AT24C01(E2PROM)。P（七） 報(bào)警設(shè)計(jì)9012CPU報(bào)警裝置可以是“報(bào)警燈”、“聲音報(bào)警”、“聲音和1K燈光共用”等形式，在實(shí)驗(yàn)室等安靜的環(huán)境中，聲音報(bào)SPK警是比較理想的方法。因此，根據(jù)實(shí)際情況，在該系統(tǒng)GND中采用“聲音”報(bào)警。（八） 顯示模塊設(shè)計(jì)系統(tǒng)所需顯示任務(wù)是數(shù)字顯示，且顯示數(shù)據(jù)量不大， 圖34顯示模塊88TD/P因此在系統(tǒng)中采用數(shù)碼管作為顯示器是能夠TD/P滿足任務(wù)的。系統(tǒng)中采用靜態(tài)顯示較為合理。74LS16474LS1642在靜態(tài)顯示方式中，采用4LS164作為顯示接口是比較通用的方法，而且這種接口價(jià)格133便宜，使用方便，CPU只要提供兩條口線便400Ω可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、高度的顯示。400Ω2 LED（九） 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)主要涉及脈沖分配器的選擇問題和驅(qū)動(dòng)電路的選則問題。時(shí)下脈沖分配器主要有兩種：一種是硬件脈沖分配器（國內(nèi)主要有YB系列），另一種是軟件脈沖分配器。軟件脈沖分配器不需要額外的電路，相應(yīng)的降低了系統(tǒng)的成本，雖然這種方法占用了一定的計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)間，但是在該設(shè)備中計(jì)算機(jī)有足夠的資源來擔(dān)當(dāng)脈沖分配任務(wù)。該系統(tǒng)采用軟件來進(jìn)行脈沖分配更為合理。單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的接口電路見圖35步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路采用斬波限流驅(qū)動(dòng)方式，這種電路采用單一高壓電源供電，以加快電流的上升速度，并通過對(duì)繞組電流的檢測，控制功放管的開和關(guān)，使電流在控制脈沖持續(xù)期間始終保持在規(guī)定值上下，這種電路出力大，功耗小，效率高，目前應(yīng)用較廣。CPU8255PC0PC1PC2GNDR2R115V5V 圖35 單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的接口電路四、 設(shè)計(jì)總結(jié) 經(jīng)過這么長時(shí)間的課程設(shè)計(jì)，完成了這個(gè)銑床XY工作臺(tái)的設(shè)計(jì)，它具有直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)等數(shù)控系統(tǒng)所使用的常用功能，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，控制方便，控制精度相對(duì)較高。在整個(gè)設(shè)計(jì)中比較重點(diǎn)的是選用步進(jìn)電機(jī)，滾珠絲杠，滾動(dòng)導(dǎo)軌，聯(lián)軸器等。在設(shè)計(jì)中遇到了，一些困難在同學(xué)的幫助下一一得到了很好的解決，這次設(shè)計(jì)使我對(duì)數(shù)控控制機(jī)構(gòu)有了更近一步的了解，也是我懂得了用工具書來解決問題。在畫圖過程中，使用CAD讓我更進(jìn)一步的操作畫圖軟件。相信通過這次課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，對(duì)以后的工作有很大的幫助，同時(shí)在這次課程設(shè)計(jì)中我也意識(shí)到自己對(duì)課本知識(shí)的不足。雖然課程設(shè)計(jì)老是重復(fù)以前的題目，更本沒有多大的創(chuàng)新和變動(dòng)，但我們從中體會(huì)到學(xué)習(xí)的價(jià)值，工作的艱辛。在下一次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我將更加努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，專業(yè)軟件，加強(qiáng)自己的動(dòng)手能力，感謝老師的教導(dǎo)。 由于我還是在校學(xué)生，能力不足，所以這個(gè)設(shè)計(jì)還有很多的不足。懇請指正。 （五）參考文獻(xiàn)（1）文懷興、夏田 編著；數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)；化學(xué)工業(yè)出版社2005（2）楊繼昌、李金伴 主編；數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)；化學(xué)工業(yè)出版社2005（3）鄭堤、唐可洪 主編；機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；機(jī)械工業(yè)出版社1996（4）王昆、何小柏、汪信遠(yuǎn) 主編；機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)；高等教育出版社（5）高大偉 主編；數(shù)控系統(tǒng)；化學(xué)工業(yè)出版社2005（6）黃英 主編；畫法幾何及機(jī)械制圖；高等教育出版社 20
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