小型數(shù)控鉆床旋轉(zhuǎn)平移工作臺控制系統(tǒng)設計概述-資料下載頁
2025-06-26 05:46本頁面
【正文】 6位8段LED顯示器AT89C558279VccVcc74LS13875451X4譯碼器位驅(qū)動 I/O接口擴展電路圖其中，8279的CS接 ，8279的時鐘端CLK連接到周期輸出信號ALE,INTL接8279的中端請求線IRQ,WR,RD分別和8279的WR,RD相連。8279外接28鍵盤和6位8段LED，8279的回程輸入線接鍵盤列線選用外部譯碼方式，掃描線SL0SL2為3位計數(shù)器輸出信號，由74LS138譯碼器譯出8位選擇線Y0Y7，接上4個75451位驅(qū)動，再接上鍵盤的行線，和LED的公共極。OUTB0OUTB3，OUTA0OUTA3相當于8段數(shù)據(jù)輸出口。微機數(shù)控系統(tǒng)除了各種主要功能芯片外，還必須包括一些必要的輔助電路。這輔助電路包括：鍵盤顯示電路，步進電機控制電路，復位電路，越界報警電路，掉電保護電路等。下列介紹各輔助電路： 常用的顯示器有：LED顯示器，LCD顯示器和CRT顯示器三種?？紤]到經(jīng)濟成本此設計采用LCD1602顯示器。如下圖： 步進電動機開環(huán)伺服系統(tǒng)由脈沖信號源，脈沖分配器，功率放大器和步進電動機組成。其輪廓如下圖：脈沖信號源 脈沖分配器YB013脈沖信號 功率放大分配后的脈沖信號ABC 步進電機控制電路總圖將控制脈沖按規(guī)定通電方式分配到各相是脈沖分配器主要功能，該分配控制數(shù)據(jù)表如下圖： 表1 四相八拍脈沖分配控制數(shù)據(jù)表節(jié)拍序號Y向電動機X向電動機旋轉(zhuǎn)方向電動機通電相控制數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)方向DCBADCBADCBA1111011101110AEEH正反向2110011001100ABCCH3110111011101BDDH4100110011001BC99H5101110111011CBBH6001100110010CD33H7001100110010D77H8011001100110DA66H 驅(qū)動電路 由微機根據(jù)控制要求發(fā)出的脈沖，并依次將脈沖分配給各相繞組，其功率較小，電壓幅度一般低于5v，電流為mA級，必須經(jīng)過驅(qū)動器將信號電流放大到若干安培，才能驅(qū)動電機。 本設計選用的是高低壓驅(qū)動電路，其電路圖如下： 其中，無脈沖時，T1,T2和T3,T4均截止，電機繞組La中無電流通過，電機不轉(zhuǎn)。有脈沖時，T1，T2，T4飽和導通，在T2由截止到飽和期間，其集電極電流急速增加，在變壓器次級感生一個電壓，使T3導通，80V高壓經(jīng)高壓管T3加入La上，使電流速度上升，T2進入穩(wěn)壓狀態(tài)，TP初級電流暫時恒定，次級的感應電壓降到0，T3截止，12V低壓電流經(jīng)D2加到繞組La上，維持La中的電流為恒定值，輸入脈沖結束后，T1,T2，T3，T4又均截止，存儲在La中的能量通過18 Ω的電阻和二極管泄放。 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，電流也較大。如果I/O口輸出信號直接與功率放大器相連，將會引起強電干擾，輕則影響計算機的程序正常運行，重則導致極端及接口電路的損壞。所以一般要在接口電路與功率放大器間加上隔離電路，實現(xiàn)電氣隔離。本次設計所選用的光隔離輸出電路如下：輸入74LS05輸出5V12V 光隔離輸出電路上圖為同向輸出電路，控制信號經(jīng)74LS05集電極開路門反向后驅(qū)動光耦合器的輸入發(fā)光二極管。當控制信號為低電平時，74LS05不吸收電路，發(fā)光二極管不導通，導致輸出的光敏晶體管截止，輸入電壓為0。反之輸入電壓為高電平。 脈沖分配器的輸出的功率一般非常小，遠不滿足步進電機對功率方面的要求，必須將它放大，本設計所用的使用橫流供電電路。單片機的始終一般有內(nèi)部和外部兩種產(chǎn)生方式，本次設計采用的是內(nèi)部方式。 單片機的復位都是基本都是靠外部電路實現(xiàn)，在時鐘電路正常工作后，在RESET引腳出現(xiàn)比10ms大的高電平，單片機便可以實現(xiàn)狀態(tài)復位，以后單片機便從0000H單元開始執(zhí)行程序。下圖為上電與按鈕復位組合。在上電瞬間，RC電路充電，RESET引腳端出現(xiàn)正脈沖，只要REDET端保持10ms以上高電平，就能使單片機有效復位。RESRT8031C+5V 復位電路 為了防止工作臺越界，可分別在極限位子安裝限位開關。本次設計采用中斷方式，利用單片機外部中斷INT0,只要有任何一個行程開關閉合，如果工作臺在某一個方向越界，均能產(chǎn)生中斷信號INT0,為了報警，設置紅綠燈指示，綠燈亮時表示正常工作，紅燈亮是越界報警的標志。紅綠亮燈均由一個I/O口輸出。下圖（a）為報警信號的產(chǎn)生電路圖。（b）為報警指示+5VINT02K ΩX6+xx+zyz+y(a)1+5v500 Ω Ω (b) 越界報警電路 掉電保護電路，能使在加工過程中，一些重要的現(xiàn)場參數(shù)，在掉電后仍能妥善保存，以減少損失，恢復供電后又能馬上工作。其電路圖如下：VccRAMRV+VD1VD2VB 掉電保護電路圖中V+為電源電壓，VB為備用電池電壓并且V+VB,VCC為存儲器RAM電源端，正常通電時，二極管CD1導通，VD2截止，RAM的工作，電壓由V+提供，同時V+還通過電阻R對電池充電。斷電后，VD1截止，VD2導通，此時RAM的工作電壓由電池VB經(jīng)二極管VD2和R供給。5致謝本次設計首先應該感謝指導老師，在設計中遇到很多問題，都是老師對我的設計細致地為我分析并且不厭其煩的指點，使我才有對此設計有了清晰的思路，確立了設計的框架，真心的感謝老師對我的所有的付出。回顧整個設計過程是很艱辛的，但結果卻是收獲很大。因為在這次畢業(yè)設計中我學到了不少課本上沒有的知識，培養(yǎng)了我嚴謹?shù)淖黠L，這些對我以后的工作有很大幫助，在這畢業(yè)前的最重要的環(huán)節(jié)，又一次學習了很多知識。通過這次課程設計，從中我也發(fā)現(xiàn)了自己很多的不足之處，因此我還需要加強學習，掌握專業(yè)方面的理論知識，提高實踐能力。由于我的經(jīng)驗不足，專業(yè)水平有限，所以設計中必然有不足之處，懇請老師批評指正。6參考文獻（1） 李照青 單片機原理及接口技術，北京航空航天大學出版社，2008（2） 張柱銀 數(shù)控技術和數(shù)控原理，化學工業(yè)出版社，2003（3） 王蘭美 機械制圖，高等教育出版社。（4） 濮良貴 機械設計，高等教育出版社，2009（5） 易紅 數(shù)控技術，東南大學，2008（6） 王振臣 機床電氣控制技術，機械工業(yè)出版社，2008（7） 黃小龍 段大高 計算機輔助設計（proe）,中國水利水電出版社（8） 孫江紅 AutoCAD2008,高等教育出版社，2008（9） 周祖德 機電一體化控制技術與系統(tǒng)，華中可以大學出版社（10） 何小艇 電子系統(tǒng)設計，杭州，浙江大學出版社，2000（11） 寇寶泉 交流伺服電機及其控制，北京，機械工業(yè)出版社，2008（12） 魏勛 LED圖文信息顯示系統(tǒng)的研制 山東師范大學碩士論文（13） 徐莉振 熱量表溫度傳感器配對系統(tǒng)的研究與設計 浙江理工大學碩士論文附錄
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