【正文】 ～,IO/，其它讀寫信號WR、RD也都對應(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)常用的人機交互的外部設(shè)備，可以完成數(shù)據(jù)的輸入和計算機狀態(tài)的動態(tài)顯示。通常，數(shù)控系統(tǒng)都采用行列式鍵盤，按鍵設(shè)置在行列的交點上。本系統(tǒng)中所設(shè)計的是由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口，即8155的PB口，鍵盤的行線由8155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)位信號輸入端，高電平有效。復(fù)位后，3個端口均為輸入方式。AD0～AD7：三態(tài)的地址/數(shù)據(jù)總線。與單片機的低8位地址/數(shù)據(jù)總線（P0口）相連。單片機與8155之間的地址、數(shù)據(jù)、命令與狀態(tài)信息都是通過這個總線口傳送的。：讀選通信號，低電平有效。：寫選通信號，低電平有效。：片選信號線，低電平有效。IO/：8155的RAM存儲器和I/O口選擇。當(dāng)IO/＝0時，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/＝1時，選擇 8155的I/O口，定時/計數(shù)器，命令/狀態(tài)寄存器ALE：地址鎖存信號。8155內(nèi)部設(shè)有地址鎖存器，在ALE的下降沿將單片機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口的控制信號線，這些可通過程序控制。TIMERIN：8155內(nèi)部定時/計數(shù)器信號輸入端。TIMEROUT：8155內(nèi)部定時/計數(shù)器信號輸出端。VCC：＋5V電源8155集成芯片引腳圖 步進電機驅(qū)動電路 步進電機是一種用脈沖信號控制的電動機。在負(fù)載能力及動態(tài)特性范圍內(nèi)，電動機的角位移僅與控制脈沖成正比。在多數(shù)情況下，用步進電機作為執(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)濟性數(shù)控機床最主要的一種伺服驅(qū)動元件。在控制系統(tǒng)中，步進電機的接口電路至關(guān)重要，沒有它將無法實現(xiàn)微機對步進電機的控制。如前所述，8031系列單片機含有4個并行輸入/輸出口，其中P1口可以提供給用戶使用，作為步進電機及其它控制對象的接口。也可采用8155或8255A等可編程并行輸入、輸出接口芯片設(shè)計擴展接口電路，來控制步進電機即其它外部設(shè)備。本系統(tǒng)即采用8155的PA口作為步進電機的控制端口。脈沖分配器又叫做環(huán)形分配器，是驅(qū)動步進電機必不可少的環(huán)節(jié)。步進電機的控制方式由環(huán)形分配器實現(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電機的各項繞組，實現(xiàn)電機的正或反轉(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，通過編程來達到脈沖分配的目的，從而控制步進電機的各項繞組。 3．隔離電路在步進電機驅(qū)動電路中，脈沖分配器輸出的信號經(jīng)放大后控制步進電機的勵磁繞組。由于步進電機需要的驅(qū)動電壓較高（幾十伏），電流也較大，如果將輸出信號直接與功率放大器相聯(lián)，將會引起強電器干擾，輕則影響計算機程序的正常進行，重則導(dǎo)致計算機和接口電路的損壞。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電機的接口電路。 光電隔離與步進電機接口電路 其它輔助電路設(shè)計1. 8031的時鐘電路單片機的時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引腳上外接定時元件，如圖()所示。～12MHz之間任選，耦合電容在5～30Pf之間，對時鐘有微調(diào)作用。采用外部時鐘方式，可把XTAL1直接接地，XTAL2接外部時鐘源。2．8031的復(fù)位電路單片機的復(fù)位都是靠外部電路實現(xiàn)，在時鐘電路工作后，只要在RESET引腳上保持10ms以上的高電平，單片機便實現(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?，F(xiàn)場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)延時子程序INC R3 ；指針指向下一個控制碼JNZ R2,LOOP1 ；步數(shù)未完，繼續(xù)POP BC ；恢復(fù)現(xiàn)場POP AFRETLOOP2: MOV A, R3 ；取反向控制碼ADD A, 7HMOV R3, AAJMP LOOP1POINT: DB 01H ；正向轉(zhuǎn)動控制碼DB 03HDB 02HDB 06HDB 04HDB 05HDB 00HDB 01H ；反向轉(zhuǎn)動控制碼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)計數(shù)器為工作方式1,16定時器 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中讀時間常數(shù)MOV TLO , A 。 送時間常數(shù)至定時器0中INC DSMOV A , DSMOVC A , @A+DPTRMOV THO , AINC DSSETB EA 。 開中斷允許SETB ETO 。允許定時器0中斷SETB TRO 。 啟動定時器0開始算WAIT: JB EA , WAIT 。 中斷允許范圍RETORG 000EH 。 定時器0中斷入口地址JMP 0F00HORG 0F00HINT: MOV A , DS 。 送時間常數(shù)到定時器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,使電機進給步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)控機床的精密要求，所以在設(shè)計的時候不得不考慮它的剛度要求及抗振性要求，這使得在設(shè)計床身的時候就要考慮到它所承受的各種外力的情況，在這方面，我針對床身的材料、厚度及其機構(gòu)幾方面進行了設(shè)計。在傳動方面為適應(yīng)其加工范圍、工藝要求、加工精度及自動化要求等方面，對主軸進行了設(shè)計使其具有較高的熱穩(wěn)定性，并能保證配合精度，并且還對X、Y、Z軸及其它相關(guān)零件進行了計算。在進給伺服系統(tǒng)的設(shè)計中，因其要求定位精度高、跟蹤指令信號的響應(yīng)快、系統(tǒng)的穩(wěn)定好等，首先對其進行了分析并根據(jù)其要求完成這方面的設(shè)計。在設(shè)計微機控制系統(tǒng)時，在選取主控制器及存儲器時通過對本系統(tǒng)的考慮，在從性能價格比上選取了合適的硬件結(jié)構(gòu)，在電路設(shè)計方面以達到簡潔明了實用為目的，做出了設(shè)計。在選取電機時，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刀具及工作平臺設(shè)計了相應(yīng)的工作程序。 參考文獻[1] 《實用數(shù)控機床技術(shù)手冊》，機械工業(yè)出版社[2] 《數(shù)控機床》上海交通大學(xué)教研，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社[3] 《金屬切削機床設(shè)計簡明手冊》范云漲 陳兆年主編，機械工業(yè)出版社[4] 《機床改造的思路與使用技術(shù)》劉庶民編著，機械工業(yè)出版社[5] 《機械設(shè)計手冊1～5》徐灝主編，機械工業(yè)出版社[6] 《機電一體化設(shè)計基礎(chǔ)》唐可洪主編，機械工業(yè)出版社[7] 《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》張建民等編，北京理工出版社[8] 《機床計算機數(shù)控及應(yīng)用》畢承思等編，機械工業(yè)出版社[9] 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