【正文】 施調(diào)度管理 ，其管理的功能主要通過(guò)各級(jí)中斷服務(wù)程序之間的相互通信來(lái)解決。整個(gè)軟件就是一個(gè)大的中斷管理系統(tǒng)。四四 . CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)模式系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)模式2023/3/9 星期二星期二 82現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)中斷型軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 初始化中斷管理系統(tǒng)（硬件 + 軟件）0級(jí)中斷服務(wù)程序 級(jí)中斷服務(wù)程序 級(jí)中斷服務(wù)程序 級(jí)中斷服務(wù)程序………………1 n2四四 . CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)模式系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)模式2023/3/9 星期二星期二 83現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)中斷型 結(jié)構(gòu)模式的特點(diǎn)任務(wù)調(diào)度機(jī)制：搶占式優(yōu)先調(diào)度。信息交換：緩沖區(qū)。實(shí)時(shí)性好。由于中斷級(jí)別較多（最多可達(dá) 8級(jí)），強(qiáng)實(shí)時(shí)性任務(wù)可安排在優(yōu)先級(jí)較高的中斷服務(wù)程序中。模塊間的關(guān)系復(fù)雜，耦合度大，不利于對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)和擴(kuò)充。 80～ 90年代初的 CNC系統(tǒng)大多采用這種結(jié)構(gòu)。四四 . CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)模式系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)模式2023/3/9 星期二星期二 84現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)3. 基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（ Real Time Operating System RTOS） 是操作系統(tǒng)的一個(gè)重要分支，它除了具有通用操作系統(tǒng)的功能外， 還具有任務(wù)管理、多種實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度機(jī)制（如優(yōu)先級(jí)搶占調(diào)度、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度等）、任務(wù)間的通信機(jī)制（如郵箱、消息隊(duì)列、信號(hào)燈等）等功能 。由此可知，CNC系統(tǒng)軟件完全可以在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)。四四 . CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)模式系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)模式2023/3/9 星期二星期二 85現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 軟件結(jié)構(gòu)圖 RTOS模塊（任務(wù)）1模塊（任務(wù)）2模塊（任務(wù)）?……四四 . CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)模式系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)模式2023/3/9 星期二星期二 86現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式的優(yōu)點(diǎn)（ 1）弱化功能模塊間的耦合關(guān)系在本模式中，設(shè)計(jì)者只須考慮模塊自身功能的實(shí)現(xiàn)，然后按規(guī)則掛到實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)上，而模塊間的調(diào)用關(guān)系、信息交換方式等功能都由實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。從而弱化了模塊間的耦合關(guān)系。四四 . CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)模式系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)模式2023/3/9 星期二星期二 87現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù) （ 2）系統(tǒng)的開(kāi)放性和可維護(hù)性好從本質(zhì)上講，前述結(jié)構(gòu)模式采用的是單一流程加中斷控制的機(jī)制，一旦開(kāi)發(fā)完畢，系統(tǒng)將使得完全封閉（對(duì)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)者也是如此），若想對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能擴(kuò)充和修改將是困難的。在本模式中，系統(tǒng)功能的擴(kuò)充或修改，只須將編寫(xiě)好的任務(wù)模塊（模塊程序加上任務(wù)控制塊（ TCB））， 掛到實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)上（按要求進(jìn)行編譯）即可。因而，采用該模式開(kāi)發(fā)的 CNC系統(tǒng)具有良好的開(kāi)放性和可維護(hù)性。四四 . CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)模式系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)模式2023/3/9 星期二星期二 88現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)（ 3）減少系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的工作量 在 CNC系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)中，系統(tǒng)內(nèi)核（任務(wù)管理、調(diào)度、通信機(jī)制）的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的往往是很復(fù)雜的，而且工作量也相當(dāng)大。當(dāng)以現(xiàn)有的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為內(nèi)核時(shí)，即可大大減少系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工作量和開(kāi)發(fā)周期。四四 . CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)模式系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)模式2023/3/9 星期二星期二 89現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第四節(jié) STD80數(shù)控系統(tǒng)的硬件 STD80系統(tǒng)是通用微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，既可以組成開(kāi)環(huán)的也可以組成閉環(huán)的數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用 STD總線結(jié)構(gòu) 該系統(tǒng)的硬件以 Z80A CPU為核心，采用高集成度的存儲(chǔ)器，控制程序固化在 ROM中，在實(shí)際加工過(guò)程中，最高切削速度和最高進(jìn)給速度均由用戶(hù)根據(jù)機(jī)床性能和加工需要自行設(shè)定。系統(tǒng)選用 CMOS RAM作為 “ 零件加工程序存儲(chǔ)器 ” 、有刀具長(zhǎng)度、刀具半徑補(bǔ)償和位置偏移等多種補(bǔ)償功能，系統(tǒng)可以設(shè)置若干參數(shù)。 一、 CPU板 CPU模板由 Z80A CPU 微處理器、 32KB字節(jié)存儲(chǔ)器（控制程序占 24KB 加工程序占 8KB）定時(shí)計(jì)數(shù)器 CTC(具有定時(shí)計(jì)數(shù)功能外還具有中斷功能）、并行和串行接口（主要完成 CPU和外部間的數(shù)據(jù)傳送、交換和處理以及 8位并行輸入和輸出）2023/3/9 星期二星期二 90現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第四節(jié)第四節(jié) STD數(shù)控系統(tǒng)的硬件數(shù)控系統(tǒng)的硬件二、二、 64KB帶備用電池存儲(chǔ)器板帶備用電池存儲(chǔ)器板該板是該板是 STD總線總線 64KB字節(jié)的字節(jié)的 RAM/ROM板，板上有板，板上有 8個(gè)個(gè)用于擴(kuò)展存儲(chǔ)器的芯片插座，每個(gè)插座可插用于擴(kuò)展存儲(chǔ)器的芯片插座，每個(gè)插座可插 8KB的存儲(chǔ)的存儲(chǔ)器芯片，當(dāng)選擇器芯片，當(dāng)選擇 COMS的的 HM6264LP芯片時(shí)芯片時(shí) ， 具有斷具有斷電后保護(hù)隨機(jī)存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)的功能。當(dāng)斷電時(shí)鋰電池電后保護(hù)隨機(jī)存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)的功能。當(dāng)斷電時(shí)鋰電池 E向低功耗的向低功耗的 6264芯片提供維持電壓芯片提供維持電壓 。2023/3/9 星期二星期二 91現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第四節(jié) STD數(shù)控系統(tǒng)的硬件三、步進(jìn)電機(jī)接口板該接口板為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源提供可變的脈沖振蕩源，六相或五相脈沖分配器和正負(fù)相控制功能。 8253的 0通道用作進(jìn)給振蕩器，改變 0通道的計(jì)數(shù)值，就可以改變輸出方波脈沖頻率，就能改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng) G0端為高電平時(shí)，通道 0正常工作， G0為 0時(shí)，通道 0停止工作，通過(guò)編程就能控制通道 0的工作狀態(tài)，從而控制步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)給狀態(tài)。四、操作面板接口操作面板是由按鍵、顯示器和指示燈組成。他是操作人員與數(shù)控系統(tǒng)交換信息的主要接口。操作人員通過(guò)操作面板干預(yù)控制流程，修改零件程序，設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)，操縱數(shù)控系統(tǒng)完成各種運(yùn)動(dòng)，也可通過(guò)操作面板了解數(shù)控系統(tǒng)中的有關(guān)數(shù)據(jù)和運(yùn)行情況。 2023/3/9 星期二星期二 92現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第四節(jié) STD數(shù)控系統(tǒng)的硬件五、開(kāi)關(guān)量輸入輸出接口開(kāi)關(guān)量輸入接口 電路必須完成電平轉(zhuǎn)換任務(wù)，就是將開(kāi)關(guān)通或斷的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成微型機(jī)能接受的高或低電平，為了保證數(shù)控系統(tǒng)安全可靠，還必須考慮對(duì)開(kāi)關(guān)信號(hào)濾波和隔離 。 光電隔離使微型機(jī)與機(jī)床側(cè)沒(méi)有電的聯(lián)系，另外采用 R R2和 C1組成的濾波電路，可以濾掉由長(zhǎng)線引入的干擾脈沖。開(kāi)關(guān)量輸出接口電路 由輸出信號(hào)鎖存、輸出隔離、放大電路組成。為了保證微型機(jī)的可靠工作，輸出接口也要加光電隔離電路。如圖， TLP5214是光電隔離器， ULN2023是一種集成度較高的電流驅(qū)動(dòng)器。2023/3/9 星期二星期二 93現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第四節(jié)第四節(jié) STD數(shù)控系統(tǒng)的硬件數(shù)控系統(tǒng)的硬件六、六、 CRT顯示器接口顯示器接口該接口板由該接口板由 MC6847芯片、刷新存儲(chǔ)器芯片、刷新存儲(chǔ)器 8KBRAM、方式寄存器、方式寄存器74273和一些緩沖器、門(mén)電路組成。和一些緩沖器、門(mén)電路組成。CRT顯示器采用光柵掃描。顯示器采用光柵掃描。 STD總線送來(lái)的數(shù)據(jù)總線信號(hào)總線送來(lái)的數(shù)據(jù)總線信號(hào) D0D7，地址總線，地址總線 A0A12經(jīng)過(guò)緩沖放大器經(jīng)過(guò)緩沖放大器 7425后引入板內(nèi)，刷新后引入板內(nèi)，刷新 RAM的存儲(chǔ)單元地址與熒光屏上的顯示位置一一對(duì)應(yīng)，刷新的存儲(chǔ)單元地址與熒光屏上的顯示位置一一對(duì)應(yīng)，刷新 RAM中中的每個(gè)單元數(shù)據(jù)代表著熒光屏上的相應(yīng)位置的字符代碼或圖形信的每個(gè)單元數(shù)據(jù)代表著熒光屏上的相應(yīng)位置的字符代碼或圖形信息。要求在熒光屏上顯示一個(gè)字符或圖形時(shí)，只需向熒光屏相對(duì)息。要求在熒光屏上顯示一個(gè)字符或圖形時(shí)，只需向熒光屏相對(duì)應(yīng)的應(yīng)的 RAM單元存儲(chǔ)一個(gè)代碼。單元存儲(chǔ)一個(gè)代碼。2023/3/9 星期二星期二 94現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第五節(jié)第五節(jié) STD80數(shù)控系統(tǒng)的軟件數(shù)控系統(tǒng)的軟件一、系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的控制程序是系統(tǒng)的軟件，它是一個(gè)多重中斷結(jié)構(gòu)。中斷級(jí)分四級(jí)， 0級(jí)為最高級(jí)中斷， 3級(jí)為最低級(jí)中斷。 0級(jí)中斷采用 8ms定時(shí)中斷， 13級(jí)中斷采用 16ms定時(shí)中斷。 0級(jí)中斷由定時(shí)計(jì)數(shù)器 CTC0通道產(chǎn)生，而 3級(jí)中斷由 CTC的 3通道產(chǎn)生，每過(guò) 16msCTC的四個(gè)通道都產(chǎn)生中斷請(qǐng)求， CPU按中斷優(yōu)先權(quán)決定，中斷優(yōu)先權(quán)由 CTC內(nèi)部鏈形電路決定。各個(gè)控制程序根據(jù)它們的實(shí)時(shí)性要求及重要性分別屬于不同等級(jí)的中斷服務(wù)程序二、控制程序的組成初始化程序初始化程序的主要任務(wù)是為整個(gè)系統(tǒng)正常工作做準(zhǔn)備。開(kāi)機(jī)或安 “復(fù)位 ”鍵后執(zhí)行初始化程序。主要完成： EPROM區(qū)的檢查、系統(tǒng)工作區(qū)和緩沖區(qū)的檢查、 CTC進(jìn)行初始化等2023/3/9 星期二星期二 95現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第五節(jié)第五節(jié) STD80數(shù)控系統(tǒng)的軟件數(shù)控系統(tǒng)的軟件 0級(jí)中斷服務(wù)程序0級(jí)中斷服務(wù)程序主要完成位置控制、伺服系統(tǒng)狀態(tài)檢查和處理、4ms定時(shí)計(jì)時(shí)等工作。 1級(jí)中斷服務(wù)程序1級(jí)中斷服務(wù)程序主要的功能是完成插補(bǔ)運(yùn)算 2級(jí)中斷服務(wù)程序2級(jí)中斷服務(wù)程序主要的功能是對(duì) NC鍵盤(pán)的開(kāi)關(guān)和按鍵信號(hào)，操作臺(tái)的按鍵和開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控處理，以及 M、 S、 T強(qiáng)電信號(hào)處理和輸出信號(hào)處理 3級(jí)中斷服務(wù)程序3級(jí)中斷服務(wù)程序的主要任務(wù)為插補(bǔ)正常進(jìn)行做準(zhǔn)備工作。2023/3/9 星期二星期二 96現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)？ CNC裝置主要由哪幾部分組成？ CNC裝置的工作過(guò)程。 CNC裝置與多微處理器結(jié)構(gòu)的 CNC裝置有何區(qū)別？多微處理器結(jié)構(gòu)的 CNC裝置有哪些基本功能模塊？ CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)？ CPU有哪幾類(lèi)？其特點(diǎn)如何？？其特點(diǎn)如何？幾類(lèi)？各傳送什么信息？簡(jiǎn)述數(shù)控裝置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程過(guò)程思考題2023/3/9 星期二星期二 97現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù) I/O接口電路中常用哪些抗干擾技術(shù)？？各有何特點(diǎn)？，各中斷服務(wù)程序的優(yōu)先級(jí)是如何安排的？？？各有什么特點(diǎn)？ CNC裝置的診斷技術(shù)有哪些發(fā)展方向 ? CNC裝置的功能和特點(diǎn)？2023/3/9 星期二星期二 98現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)謝謝觀看 /歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH