【正文】 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，IO/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。VCC：＋5V電源8155集成芯片引腳圖 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(jiǎn)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。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。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。 光電隔離與步進(jìn)電機(jī)接口電路 其它輔助電路設(shè)計(jì)1. 8031的時(shí)鐘電路單片機(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XTALXTAL2引腳上外接定時(shí)元件，如圖()所示。～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。 程序部分 ORG 2000KZCH: PUSH AH ；保護(hù)?，F(xiàn)場(chǎng)PUSH BCMOV R2,NH ；送步數(shù)給R2LOOP0: MOV R3,00HMOV DPTR,POINT ；送控制碼指針JNB 00H,LOOP2LOOP1: MOV A,R3 ；取控制碼MOVC A, A+DPTRJZ LOOP0 ；控制碼為00H轉(zhuǎn)LOOP0MOV 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 AFRETLOOP2: MOV A, R3 ；取反向控制碼ADD A, 7HMOV R3, AAJMP LOOP1POINT: DB 01H ；正向轉(zhuǎn)動(dòng)控制碼DB 03HDB 02HDB 06HDB 04HDB 05HDB 00HDB 01H ；反向轉(zhuǎn)動(dòng)控制碼DB 05HDB 04HDB 06HDB 02HDB 03HDB 00HPOINT: EQU 150HN0 EQU 20HNLL EQU 21HN1H EQU 22HN2 EQU 23HNL EQU 24HNH EQU 25HDS EQU 26H 。 地址指針偏移量FEED EQU 0E80HORG 0E00HSTART: 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27MOV NZ , 1BH 。 設(shè)NZ初值為27MOV A , N0RL AMOV RO , ACLR C MOV A , NLSUBB A , N0MOV NLL , AMOV A , NHSUBB A , 00HMOV NIH , AMOV DPTR , 1000H 。 設(shè)時(shí)間常數(shù)地址指針初值為1000HMOV DS , 00H 。 設(shè)地址偏移量初值為00HMOV 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 DSMOV A , DSMOVC A , @A+DPTRMOV THO , AINC DSSETB 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RETORG 000EH 。 定時(shí)器0中斷入口地址JMP 0F00HORG 0F00HINT: MOV A , DS 。 送時(shí)間常數(shù)到定時(shí)器0中MOVC A , @A+DPTRMOV TLO , AINC DSMOV A , DSMOVC A , @A+DPTRMOV THO , AINC 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 , LOOP1MOV A , N1 。 判斷N1是否為0,為0則轉(zhuǎn)入減速JNE A , 00H , LOOP2MOV A , NIHJNE A , 00H , LOOP2MOV A , N2 。 判斷N2是否為0JNE A , 00H , LOOP3CLR 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←N01RETLOOP2: MOV A , NIL 。 N1不為0,則N1←N11CLR CSUBB A , 01HMOV NIL , AMOV A , NIHSUBB A , 00HMOV NIH , ARETLOOP3: DEC N2RET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(jiǎn)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。 參考文獻(xiàn)[1] 《實(shí)用數(shù)控機(jī)床技術(shù)手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社[2] 《數(shù)控機(jī)床》上海交通大學(xué)教研，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社[3] 《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》范云漲 陳兆年主編，機(jī)械工業(yè)出版社[4] 《機(jī)床改造的思路與使用技術(shù)》劉庶民編著，機(jī)械工業(yè)出版社[5] 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)1～5》徐灝主編，機(jī)械工業(yè)出版社[6] 《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》唐可洪主編，機(jī)械工業(yè)出版社[7] 《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》張建民等編，北京理工出版社[8] 《機(jī)床計(jì)算機(jī)數(shù)控及應(yīng)用》畢承思等編，機(jī)械工業(yè)出版社[9] 《機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè)》，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社[10]《金屬切削機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》,機(jī)械工業(yè)出版社[11]《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》馮辛安編，機(jī)械工業(yè)出版社[12]《機(jī)電傳動(dòng)控制》鄧星鐘編，華中理工大學(xué)出版社[13]《金屬切學(xué)原理》陶乾編著，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社[14]《畫法幾何及機(jī)械制圖》,吉林科學(xué)技術(shù)出版社[15]《數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)》,國(guó)際工業(yè)出版社[16]《微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，西南交通大學(xué)出版社[17]《機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，甘永力，陳小華主編，吉林人民出版社[18]《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》，機(jī)械工業(yè)出版社[19]《機(jī)械設(shè)計(jì)大典1～6》，機(jī)械工業(yè)出版社[20] G..ChsiehA Study on PositionServo Control SystemIEEE Vol IE39,1989, [21] Nakazawa H, Tomishi YStudy on Height Speed Feed Drive System for Machine Tool Japan Society of Precision Engineering,1991,3(57)致 謝 緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了。回首這幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)生活，雖然辛苦，但看到自己能順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)還時(shí)感到由衷的高興。要想自己的設(shè)計(jì)從頭至尾，每一個(gè)細(xì)節(jié)，每一步計(jì)算都明明白白，做到心中有數(shù)。并不是一件簡(jiǎn)單的事情。不下一番苦功夫，不花大力氣是不可能做到這一點(diǎn)的。但只要你用心做了，成功總是伴隨你左右的。 通過這次設(shè)計(jì)，我不敢說獲得了豐富的知識(shí)，但起碼也小有收獲。這使我在拿到一個(gè)題目時(shí)不再擔(dān)心害怕，因?yàn)樵谖业哪X中已形成了一種思考問題解決問題的思路。當(dāng)然，今后我們工作在一個(gè)集體中做的只是一個(gè)工作中的某一部分，所以我們要學(xué)會(huì)配合，學(xué)會(huì)虛心聽取別人意見等。這都是在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我所學(xué)到的。 最后，我要感謝指導(dǎo)我的邵老師，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，不辭辛勞的為我找資料，為我細(xì)心的指導(dǎo)、講解各種問題。在此，我要再次衷心的感謝每一位幫助我的老師。47