【正文】 14位計(jì)數(shù)器從計(jì)滿回零時(shí)就可以在該引線上輸出脈沖或方波，輸出信號(hào)的形狀和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。 ④電源線（2條）：Vcc為+5V電源輸入線，Vss為接地線。 8155I/O擴(kuò)展的接口電路 電路中138的、分別與兩片8155的口連接，8031的P0口與8155的AD口連接。 各芯片對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間為： IC3：程序存儲(chǔ)器空間 6000H～6FFFH（） IC4：程序存儲(chǔ)器空間 7000H～7FFFH（） 其外設(shè)I/O口、顯示器、鍵盤等接口電路詳見（附圖2）。8155還有一個(gè)狀態(tài)寄存器，用于鎖存I/O口和定時(shí)器的當(dāng)前狀態(tài)，供CPU查詢用。：狀態(tài)寄存器和命令寄存器共用一個(gè)地址，命令寄存器只能寫入不能讀出，而狀態(tài)寄存器只能讀出不能寫入。所以可以認(rèn)為，CPU讀該地址時(shí)，作為狀態(tài)寄存器，讀出的是當(dāng)前I/O口和定時(shí)器的狀態(tài)，而寫該地址時(shí)，則作為命令寄存器對(duì)I/O口工作方式的選擇。 8155定時(shí)功能8155芯片內(nèi)有一個(gè)14位減法計(jì)數(shù)器，可對(duì)輸入脈沖進(jìn)行減法計(jì)數(shù)。外部有兩個(gè)定時(shí)器引腳TINEIN 和TIMEOUT。TINEIN為定時(shí)器時(shí)鐘輸入，有外部輸入時(shí)鐘脈沖，TIMEOUT為定時(shí)器輸出，輸出各種信號(hào)脈沖波形。定時(shí)器的格式、。由上圖可見，定時(shí)器的低8位和高6位計(jì)數(shù)器定時(shí)是出方式由04H、05H寄存器確定。對(duì)定時(shí)器編程時(shí)，首先將計(jì)數(shù)器及定時(shí)器方式送入定時(shí)器口，（定時(shí)器的低8位和高6位，定時(shí)器方式M）04H，05H。計(jì)數(shù)常數(shù)在002H~3FFF之間。計(jì)數(shù)器的起動(dòng)和停止由命令寄存器的最高兩位TM2和TM1決定。但何時(shí)讀都可以置定時(shí)器的長(zhǎng)度和工作方式，然后必須將起動(dòng)命令寫入命令寄存器。既使計(jì)數(shù)器已經(jīng)計(jì)數(shù)，在寫入起動(dòng)命令后，仍可改變定時(shí)器的工作方式。 狀態(tài)寄存器格式 M2 M1方 式定時(shí)器輸出波形0 ?0單方波0 1連續(xù)方波1 0單脈沖1 1連續(xù)脈沖 8155定時(shí)器方式及輸出波形軟件是硬件的補(bǔ)充，確定硬件電路后，根據(jù)系統(tǒng)功能要求設(shè)計(jì)軟件。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床軟件設(shè)計(jì)一般可分為以下幾個(gè)典型的模塊： （1）軟件脈沖分配器 （2）插補(bǔ)模塊 （3）步進(jìn)電機(jī)升降速模塊 根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的工作原理，改變其繞組的通電狀態(tài)，步進(jìn)電機(jī)按規(guī)定的方向運(yùn)轉(zhuǎn)。軟件分配器采用查表法，在微機(jī)處理器中專門安排一個(gè)輸出寄存器作為步進(jìn)電機(jī)的控制寄存器，步進(jìn)電機(jī)的第一像繞組都與這個(gè)寄存器中的某一指定位對(duì)應(yīng)，寄存器中這位為“1”，對(duì)應(yīng)相應(yīng)繞組的通電狀態(tài)為“0”，表示斷電，否則通電。循環(huán)向寄存器寫入控制信號(hào)從而使步進(jìn)電機(jī)繞組按照規(guī)定的運(yùn)行方式運(yùn)行。 本設(shè)計(jì)中所用步進(jìn)電機(jī)為三相六拍方式工作，其通電規(guī)律為： A—AB—B—BC—C—CA—A 假設(shè)脈沖分配表放在程序存儲(chǔ)器的0701H開始的單元中，因?yàn)樾盘?hào)輸出口與步進(jìn)電機(jī)之間接反向器，所以其對(duì)應(yīng)控制信號(hào)字及地址如（）所示。 脈沖分配表地址通電方式ABC代碼0701H011FBH0702H001F9H0703H101FDH0704H100FCH0705H110FEH0706H010FAHX方向的脈沖分配的子程序 源程序：PULSE：CJNE R6，07H，LOOP1 MOV R6，01H SJMP LOOP2 LOOP1： CJNE R6，00H，LOOP2 MOV R6，06 LOOP2： MOV DPTR，0700H MOV A，R6 MOVC A，@A+DPTR SWAP A MOV B，A MOV A，R7 MOVC A，@A+DPTR ADD A，B MOV P1，A RETZ方向脈沖分配子程序類似于X方向的。 X方向脈沖分配子程序框圖 根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行頻率大于允許的起停突跳頻率時(shí)，若直接起動(dòng)，會(huì)使電機(jī)失步或不能起動(dòng)，因此電機(jī)在起動(dòng)或停止時(shí)自動(dòng)升降速。步進(jìn)電機(jī)每更換一個(gè)控制字，就轉(zhuǎn)過一個(gè)固定的步距角，更換控制字的快慢就決定了步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。通過軟件延時(shí)的辦法就可以實(shí)現(xiàn)此控制。即CPU送一個(gè)輸出字后，執(zhí)行延時(shí)程序。延時(shí)結(jié)束，再送第二個(gè)輸出字。延時(shí)長(zhǎng)，轉(zhuǎn)速慢，延時(shí)短，轉(zhuǎn)速快。源程序： MOV NP1，80H MOV NPH，01H MOV DPTR，0000H MOV B，00HMOV DN，00H MOV R0，0EBH MOV A，80H MOVX @R0，A LP： MOV R4，06H LP1： MOV R2，10H LP2： MOV R3，0FFH DJNZ R3，$ DJNZ R2， LP2 ACALL DNADD ；調(diào)DNADD子程序 DJNZ R4， LP1 MOV A，DP1 CJNE A，NP1，NXT MOV A，DPH CJNE A，NPH，NXT SJMP LP NXT： CP1 MOV A，P1 MOV R0，0E9H MOVX @R0，A MOV A，80H MOV R0，0EBH INC DN INC DPTR SJMP LP DNADD： CLR C MOV A，DN ADD A，B MOV B，A JC OUTP RET OUTP ： CP1 MOV A，P1 MOV R0，0E9H MOVX @R0，A DEC DN INC B RET外圍設(shè)備主要是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床中，大多數(shù)采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制。步進(jìn)電機(jī)是一種用電脈沖信號(hào)進(jìn)行控制，并將電脈沖信號(hào)變成相應(yīng)的角位移的電動(dòng)機(jī)。其角位移量與電脈沖數(shù)成正比，其轉(zhuǎn)速與電脈沖頻率成正比，通過改變電脈沖頻率就可以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。脈沖環(huán)形分配器就是實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)各相通電順序的。但單片機(jī)的I/O驅(qū)動(dòng)能力有限，為了使不進(jìn)電機(jī)正常運(yùn)行并輸出一定功率，就需要功率放大環(huán)節(jié)；為了避免強(qiáng)電干擾，因此需采用光電隔離電路。其控制框圖如（）所示。 (1)脈沖分配器 其中脈沖分配器采用軟件控制，之前已作說(shuō)明，在此不再?gòu)?fù)述。 (2)光電隔離電路 單片機(jī)系統(tǒng)要控制高電壓、強(qiáng)電流信號(hào)，必須采用電氣上的光電隔離并抑制干擾，光電耦合器接是利用光傳遞信息的器件，使電路的輸入和輸出之間在電氣上完全隔離，大大提高了系統(tǒng)的安全可靠性，并可以實(shí)現(xiàn)共模噪聲的抑制的電源的變換等。光電隔離輸入、輸出 電路如（）所示 (3)功率放大 脈沖分配器的輸出功率很小，不能滿足電機(jī)運(yùn)行的要求，必須將它放大已產(chǎn)生足夠的大的功率，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)正常運(yùn)行。 從步進(jìn)電機(jī)的起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性可以看出，隨著運(yùn)行頻率的增高，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)負(fù)載的能力就相應(yīng)的下降。產(chǎn)生的主要原因是：作為功率放大器負(fù)載的步進(jìn)電機(jī)是電感負(fù)載，當(dāng)改變通電狀態(tài)時(shí)，通電繞組的電流將從零逐漸增大，該繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)使電流按指數(shù)規(guī)律上升，并將電源一部分能量存在繞組（電感）中，電流常數(shù)為：式中：Lm—步進(jìn)電機(jī)一相繞組的平均電感量。 R—通電回路的電阻，包括繞組電阻、功率放大器輸出級(jí)的內(nèi)阻及串聯(lián)電阻。 而斷電繞組電流是下降的，這時(shí)存儲(chǔ)在繞組中的電勢(shì)能以電流的方式釋放出來(lái)，使電流按指數(shù)下降，其時(shí)間常數(shù)為：式中： RD—放電電路，包括繞組電阻，續(xù)流二極管正向電阻等。 這樣就使繞組中電流緩慢增加和下降，步進(jìn)電機(jī)各相繞組電流幾乎同時(shí)存在，從而導(dǎo)致 步進(jìn)電機(jī)的負(fù)載能力下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使電機(jī)脫步。 為了提高步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性可以采用雙電源供電。即：開始時(shí)先接通高電壓，以保證電機(jī)繞組中有較大的沖擊電流流過，但步進(jìn)電機(jī)額定相電壓是規(guī)定的，不允許長(zhǎng)期工作在高電壓下。當(dāng)電流上升到接近額定值時(shí)，再截?cái)喔唠妷?，同時(shí)接通低電壓，由低電壓供電，以保證電機(jī)繞組中穩(wěn)態(tài)電流等于額定值。雙電源供電原理如（）所示；（）所示電路為一種雙電源實(shí)用電路。第四章 數(shù)控機(jī)床零件加工程序：（1）夾一端，伸出80mm左右（2）先粗加工外輪廓SRR圓錐、M30及338的外圓?。?）精加工第（2）步（4）切外圓為26的槽（5）加工M30的外圓（6）切斷：O0001G0 X100 Z100M3 S500 T0101(90外圓刀)G0 X40 Z3G71 U2 G71 P1 Q2 F80N1 G0 X0G1 Z0G3 X18 Z9 R9 F60G2 X22 Z13 R5 F60G1 X26 Z23 Z25 Z56X31 Z66 X37X38 N2 Z76G0 X100 Z100 M5M00M3 S1000 T0101(90外圓刀)G0 X40 Z3G70 P1 Q2 F60G0 X100 Z100 M5 M00M3 S500 T0202（5mm切斷刀）G0 X35 Z56G1 X26G0 X34 Z51G1 X26G0 X100Z100 M5M0 M3 S500 T0303(60螺紋刀)G0 X30 Z8G76 P010060 Q100 G76 Z29 P800 Q400 G0 X100 Z100 M5 M00M3 S500 T0202G0 X40 Z76G75 G75 X1 P2000 F20G0 X100Z100 M5M30結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)做了以下內(nèi)容：簡(jiǎn)單說(shuō)明了本課題的內(nèi)容簡(jiǎn)介和選題意義，數(shù)控切割機(jī)的發(fā)展背景及設(shè)計(jì)要求。初步確定設(shè)計(jì)方案及安排設(shè)計(jì)時(shí)間。根據(jù)題目要求，設(shè)計(jì)出了一個(gè)結(jié)構(gòu)合理的XY軸工作臺(tái)，同時(shí)對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行了受力分析、設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)效率、強(qiáng)度等也進(jìn)行了相應(yīng)的計(jì)算，對(duì)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌如何選型進(jìn)行了深度分析，確定步進(jìn)電機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)并進(jìn)行了慣性負(fù)載計(jì)算、剛度討論等，分別來(lái)驗(yàn)證了其合理性。利用單片機(jī)設(shè)計(jì)出了一個(gè)比較合理的數(shù)控硬件電路與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)相匹配的數(shù)控軟件連接，由單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)XYZ方向的運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)軸類零件的加工路線及編程。參 考 文 獻(xiàn)[1] 王文斌．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007[2] 濮良貴 紀(jì)名剛． 機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）．北京：高等教育出版社，2006[3] 王先逵．機(jī)械制造工藝學(xué)(第二版)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007[4] . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006[5] . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社版，2006[6]魏思亮 張克義．機(jī)床數(shù)控技術(shù)．大連：大連理工大學(xué)出版社，2011[7]張毅坤 陳善久 裘雪紅. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1998[8]吳宗澤．機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)．北京．機(jī)械工業(yè)出版社，2002[9]尹志強(qiáng)．機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書．北京．機(jī)械工業(yè)出版社，2007[10] 劉治平 章青．機(jī)電傳動(dòng)控制． 天津：天津大學(xué)出版社，2007[11]李誠(chéng)人．現(xiàn)代機(jī)電控制系統(tǒng) ．西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1999[12]閆華明 楊善迎．?dāng)?shù)控加工工藝與編程．天津：天津大學(xué)出版社，2009[13] 趙曉安．計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)教程:MCS 51單片機(jī)原理及應(yīng)用．天津：天津大學(xué)出版社,2006[14] 戴曙 金屬切屑機(jī)床. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993[15] 唐剛．計(jì)算機(jī)繪圖．江西：江西高校出版社,1995[16] 尹志強(qiáng) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2