小型數(shù)控鉆床旋轉(zhuǎn)平移工作臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(dòng) I/O接口擴(kuò)展電路圖其中，8279的CS接 ，8279的時(shí)鐘端CLK連接到周期輸出信號(hào)ALE,INTL接8279的中端請(qǐng)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(jì)數(shù)器輸出信號(hào)，由74LS138譯碼器譯出8位選擇線Y0Y7，接上4個(gè)75451位驅(qū)動(dòng)，再接上鍵盤的行線，和LED的公共極。OUTB0OUTB3，OUTA0OUTA3相當(dāng)于8段數(shù)據(jù)輸出口。微機(jī)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(jìn)電機(jī)控制電路，復(fù)位電路，越界報(bào)警電路，掉電保護(hù)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(jì)成本此設(shè)計(jì)采用LCD1602顯示器。如下圖： 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)開環(huán)伺服系統(tǒng)由脈沖信號(hào)源，脈沖分配器，功率放大器和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)組成。其輪廓如下圖：脈沖信號(hào)源 脈沖分配器YB013脈沖信號(hào) 功率放大分配后的脈沖信號(hào)ABC 步進(jìn)電機(jī)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(hào)Y向電動(dòng)機(jī)X向電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向電動(dòng)機(jī)通電相控制數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)方向DCBADCBADCBA1111011101110AEEH正反向2110011001100ABCCH3110111011101BDDH4100110011001BC99H5101110111011CBBH6001100110010CD33H7001100110010D77H8011001100110DA66H 驅(qū)動(dòng)電路 由微機(jī)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(jí)，必須經(jīng)過驅(qū)動(dòng)器將信號(hào)電流放大到若干安培，才能驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 本設(shè)計(jì)選用的是高低壓驅(qū)動(dòng)電路，其電路圖如下： 其中，無脈沖時(shí)，T1,T2和T3,T4均截止，電機(jī)繞組La中無電流通過，電機(jī)不轉(zhuǎn)。有脈沖時(shí)，T1，T2，T4飽和導(dǎo)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(jí)感生一個(gè)電壓，使T3導(dǎo)通，80V高壓經(jīng)高壓管T3加入La上，使電流速度上升，T2進(jìn)入穩(wěn)壓狀態(tài)，TP初級(jí)電流暫時(shí)恒定，次級(jí)的感應(yīng)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(jié)束后，T1,T2，T3，T4又均截止，存儲(chǔ)在La中的能量通過18 Ω的電阻和二極管泄放。 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，電流也較大。如果I/O口輸出信號(hào)直接與功率放大器相連，將會(huì)引起強(qiáng)電干擾，輕則影響計(jì)算機(jī)的程序正常運(yùn)行，重則導(dǎo)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(shí)現(xiàn)電氣隔離。本次設(shè)計(jì)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(hào)經(jīng)74LS05集電極開路門反向后驅(qū)動(dòng)光耦合器的輸入發(fā)光二極管。當(dāng)控制信號(hào)為低電平時(shí)，74LS05不吸收電路，發(fā)光二極管不導(dǎo)通，導(dǎo)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(yuǎn)不滿足步進(jìn)電機(jī)對(duì)功率方面的要求，必須將它放大，本設(shè)計(jì)所用的使用橫流供電電路。單片機(jī)的始終一般有內(nèi)部和外部兩種產(chǎn)生方式，本次設(shè)計(jì)采用的是內(nèi)部方式。 單片機(jī)的復(fù)位都是基本都是靠外部電路實(shí)現(xiàn)，在時(shí)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(jī)便可以實(shí)現(xiàn)狀態(tài)復(fù)位，以后單片機(jī)便從0000H單元開始執(zhí)行程序。下圖為上電與按鈕復(fù)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(jī)有效復(fù)位。RESRT8031C+5V 復(fù)位電路 為了防止工作臺(tái)越界，可分別在極限位子安裝限位開關(guān)。本次設(shè)計(jì)采用中斷方式，利用單片機(jī)外部中斷INT0,只要有任何一個(gè)行程開關(guān)閉合，如果工作臺(tái)在某一個(gè)方向越界，均能產(chǎn)生中斷信號(hào)INT0,為了報(bào)警，設(shè)置紅綠燈指示，綠燈亮?xí)r表示正常工作，紅燈亮是越界報(bào)警的標(biāo)志。紅綠亮燈均由一個(gè)I/O口輸出。下圖（a）為報(bào)警信號(hào)的產(chǎn)生電路圖。（b）為報(bào)警指示+5VINT02K ΩX6+xx+zyz+y(a)1+5v500 Ω Ω (b) 越界報(bào)警電路 掉電保護(hù)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(fù)供電后又能馬上工作。其電路圖如下：VccRAMRV+VD1VD2VB 掉電保護(hù)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(chǔ)器RAM電源端，正常通電時(shí)，二極管CD1導(dǎo)通，VD2截止，RAM的工作，電壓由V+提供，同時(shí)V+還通過電阻R對(duì)電池充電。斷電后，VD1截止，VD2導(dǎo)通，此時(shí)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(shè)計(jì)首先應(yīng)該感謝指導(dǎo)老師，在設(shè)計(jì)中遇到很多問題，都是老師對(duì)我的設(shè)計(jì)細(xì)致地為我分析并且不厭其煩的指點(diǎn)，使我才有對(duì)此設(shè)計(jì)有了清晰的思路，確立了設(shè)計(jì)的框架，真心的感謝老師對(duì)我的所有的付出?；仡櫿麄€(gè)設(shè)計(jì)過程是很艱辛的，但結(jié)果卻是收獲很大。因?yàn)樵谶@次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我學(xué)到了不少課本上沒有的知識(shí)，培養(yǎng)了我嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，這些對(duì)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(xué)習(xí)了很多知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)，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(qiáng)學(xué)習(xí)，掌握專業(yè)方面的理論知識(shí)，提高實(shí)踐能力。由于我的經(jīng)驗(yàn)不足，專業(yè)水平有限，所以設(shè)計(jì)中必然有不足之處，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。6參考文獻(xiàn)（1） 李照青 單片機(jī)原理及接口技術(shù)，北京航空航天大學(xué)出版社，2008（2） 張柱銀 數(shù)控技術(shù)和數(shù)控原理，化學(xué)工業(yè)出版社，2003（3） 王蘭美 機(jī)械制圖，高等教育出版社。（4） 濮良貴 機(jī)械設(shè)計(jì)，高等教育出版社，2009（5） 易紅 數(shù)控技術(shù)，東南大學(xué)，2008（6） 王振臣 機(jī)床電氣控制技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，2008（7） 黃小龍 段大高 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（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(jī)電一體化控制技術(shù)與系統(tǒng)，華中可以大學(xué)出版社（10） 何小艇 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，杭州，浙江大學(xué)出版社，2000（11） 寇寶泉 交流伺服電機(jī)及其控制，北京，機(jī)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(xué)碩士論文（13） 徐莉振 熱量表溫度傳感器配對(duì)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 浙江理工大學(xué)碩士論文附錄
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