【導(dǎo)讀】工質(zhì)量，大幅度地提高生產(chǎn)效率。但從目前企業(yè)面臨的情況看，因數(shù)控機(jī)床價格較貴，一。次性投資較大使企業(yè)心有余而力不足。我國作為機(jī)床大國，對普通機(jī)床數(shù)控化改造不失為。成本僅為全功能數(shù)控機(jī)場的1/3～1/4。以取代原有的硬件數(shù)控柜或用于改造普通機(jī)床。首先闡明了數(shù)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計同時給

　　

【正文】 4 3 VccD0D3D2D1Q3Q2Q1Q020 2 5 6 91619121580C51GND1G 8 1Vcc1A1B74HC1391Y 01Y 21Y 1 5 4 6 3 2 16PB3 22 24 25 23PB6PB7PB4PB5 19 20 21 18PB1PB2PB0RESET 9 A0 A1 8 7GND 35 26Vcc 3PA1D1 338255PC0 14PC5 12 10 11PC7PC6 17 13 15 16PC2PC3PC4PC1D6 28 27D7 30 29 31 32D3D5D4D2 38PA6 37PA7 39 40 1 2PA5PA4PA3PA2 346D0 CS PA0 4536WR RD證時，要外接上拉電阻）。 ~（ 1~8 腳）： P1是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。在 EPROM 編程和驗證程序時，它輸入低 8 位地址。 ~（ 21~28 腳）： P2是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。在訪問片外存儲器時，它輸出高 8 位地址，即 A8~A15。在對 EPROM 編程和驗證程序時，它輸入高 8 位地址。 ~（ 10~17 腳）： P3是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。在整個系統(tǒng)中，這 8 個引腳還具有專門的第二功能，如表（ 3）所示。 表 P3 口各位的第二功能 P3 口的各位 第二功能 RXD（串行口輸入） TXD（串行口輸出） INT0（外部中斷 0 輸入） INT1（外部中斷 1 輸入） T0（定時器 /計數(shù)器 0 的外部輸入） T1（定時器 /計數(shù)器 1 的外部輸入） WR（片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通控制輸出） RD（片外數(shù)據(jù)存儲器讀選通控制輸出） （二） 單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展概述 80C51 片內(nèi)只有 4KB 程序存儲器地址空間、 256B 的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器的地址空間（用 8位地址，其中 128B 的專用寄存器地址空間僅有 21 個字節(jié)有實際意義）。所以需擴(kuò) 展。 1． 擴(kuò)展概述 80C51 的片外總線結(jié)構(gòu)：所有的外部芯片都通過三組總線進(jìn)行擴(kuò)展。（ 1）數(shù)據(jù)總線（ DB）：由 P0口提供，數(shù)據(jù)總線要連到連接的所有外圍芯片上，但在同一時間只能夠有一個是有效的數(shù)據(jù)傳送通道。（ 2）地址總線（ AB）： 16 位，可尋址范圍為 64K 字節(jié)， AB 由P0口提供低 8 位地址，與數(shù)據(jù)分時傳送，傳送數(shù)據(jù)時將低 8 位地址鎖存；高 8 位地址由 P2口提供。（ 3）控制總線（ CB）：系統(tǒng)擴(kuò)展用控制總線有 WR、 RD、 PSEN、 ALE、 EA。 2． 系統(tǒng)擴(kuò)展能力 片外數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器的操作使用不同的指令和控制信號，允許 兩者的地址重復(fù)。故據(jù)地址的寬度，片外可擴(kuò)展的存儲器與程序存儲器分別為 64KB。此處擴(kuò)展了 16K 的程序存儲器和 16K 的地址存儲器，且沒有使用片內(nèi)存儲器。 擴(kuò)展的 I/O 口與片外數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址，不再另外提供地址線。 3． 地址鎖存器 因為 P0口是分時提供低 8 位地址和數(shù)據(jù)信息的，所以必須用鎖存器把地址鎖存住。本次設(shè)計使用帶三態(tài)緩沖輸出的 8D 鎖存器74HC373。其引腳見圖（ 7）。 10 1GND OEG11181714138743D0D1D2D3D4D5D6D7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Vcc2025691215161974LS373圖（ 7）、 74HC373 引腳圖 D0~D7 信號輸入端 Q0~Q7 信號輸出端 G：下降沿時，將 D1~D8 鎖存于內(nèi)部 E： 使能端， E=0 時，三態(tài)門處于導(dǎo)通狀態(tài)，輸出端 Q0~Q7 與輸入端 D0~D7 連通，當(dāng)E=1 時，輸出三態(tài)門斷開，輸入數(shù)據(jù)鎖存。 4． 地址譯碼器 80C51 擴(kuò)展電路中，都牽涉到外部地址空間的分配問題，即當(dāng) 80C51 數(shù)據(jù)總線分時與多個外圍芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時，首選要進(jìn)行片選，然后再進(jìn)行片內(nèi)地址選擇。 地址譯碼實現(xiàn)片選的方法目前常用的有兩種：線選法和譯碼法。此處采用 74HC139 譯碼器組成的譯碼電路對系統(tǒng)的高位地址進(jìn)行譯碼。 74HC139 是雙“ 24”譯碼器，每個譯碼器僅有 1 個使能端 G， 0 電平選通。有 2 個選擇輸入端， 4 個譯碼 輸出端，輸出 0 電平有效。2 個輸入信號 A、 B 譯碼后有 4 個輸出狀態(tài)，其引腳與真值表如下所示。 表（ 4）、 74HC139 真值表 輸入 輸出 使能 選 擇 Y0 Y1 Y2 Y3 /G B A 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 （三） 存儲器擴(kuò)展 此處 采用兩片 EPROM 芯片6264（ 8K 8）擴(kuò)展程序存儲器，數(shù)據(jù)存儲器選用靜態(tài) RAM62648（ 8K 8）。其引腳見左圖（ 8）。 圖（ 8）、 2764引腳圖 80C51芯片與存儲器的連接 存儲器擴(kuò)展實質(zhì)是三總線的連接。 （ 1） 據(jù)芯片存儲容量的大小確定數(shù)據(jù)、地址線的根數(shù)。此處為 13 根。 （ 2） 數(shù)據(jù)線的連接 將 80C51的芯片的 ~ 按位與 RAM 數(shù)據(jù)線 D0~D7 直連。 （ 3） 地址總線的連接 據(jù)確定的地址線根數(shù)，將相應(yīng)低地址線相連，剩余高位地址線作為片選。 （ 4） 控制總線的連接 對應(yīng)控制線相連。 （四） I/O 口的擴(kuò)展 MCS51 單片機(jī)共有四個 8 位并行 I/O 口，可提供給用戶使用的只有 P1 口和部分 P3 口線，因此不可避免地要進(jìn)行 I/O 口的擴(kuò)展。這里采用 8255（可編程的 RAM/IO 擴(kuò)展接口電路）。 16 6 4 3 527 64A7A6A5A4 18D7D6 19D5D4 17 10 8 7 9CSVcc 11A0 A2 A3A1 13D3D2 15D1D0 122120 25 24 21 23 2A8 A9 A10 A11 A12PGM Vpp 27 1OE 22 I/O 口擴(kuò)展采用總線擴(kuò)展方法，數(shù)據(jù)輸入線取自 80C51 的 P0口。這種擴(kuò)展方法分時占用 P0 口，不影響 P0 口與其它擴(kuò)展芯片的連接操作。 8255 具有 3 個 8 位的并行的 I/O 口，分別為 PA、 PB、 PC 口，其中 PC 口又分為高 4位（ PC7~PC4）和低 4 位（ PC3~PC0）。 （五）、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路 采用細(xì)分驅(qū)動電路，根據(jù)所選電機(jī)說明， 選取合適的驅(qū)動器，縱向驅(qū)動器和橫向驅(qū)動器均為 SH20806N。其接線圖如下： 圖（ 8）、電動機(jī)驅(qū)動器連線圖 （六）、液晶顯示控制器 ： 使用由上海朗睿電子科技有限公司研制生產(chǎn)的工業(yè)彩色液晶（ VRAM 型）顯示器，型號為 LR104VRAM。 簡介： 彩色液晶顯示器采用超大規(guī)模集成電路，以數(shù)字方式驅(qū)動，可以從根本上消除傳統(tǒng) CRT顯示器的屏幕閃爍現(xiàn)象。具有高亮度、高對比度、高可靠性、抗惡劣環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)；并且體積小、厚度小、功耗低、無輻射、抗干擾能力強(qiáng)。隨著彩色液 晶技術(shù)的日趨成熟，正在逐步取代 CRT顯示器，成為許多高要求行業(yè)的首選，被越來越多地應(yīng)用到電力、醫(yī)療、儀表、電梯、工業(yè)控制等領(lǐng)域。 基本原理： LR104VRAM真彩色液晶顯示器，采用 VRAM顯示方式。 VRAM（ Video RandomAccess Memory）視頻存儲技術(shù)是近年來比較流行的專門用于圖形處理的雙端口存儲技術(shù)，常用于中、高檔顯示卡。采用緩存、邏輯仲裁、存儲陣列，實現(xiàn)兩個設(shè)備同時對同一存儲陣列訪問而不需要等待，且互不干擾。 該顯示器接口采用并行總線方式（數(shù)據(jù)總線、地址總線以及選、讀 、寫等信號），可以很方便地連接到單片機(jī)或微處理器的總線上，用戶可以象使用普通存儲器一樣使用它?；蛘呖梢园扬@示器看成是自己設(shè)備外掛的一個 RAM。 LR104VRAM存儲器地址單元同液晶屏幕上的像素點(diǎn)一一對應(yīng)，用戶可以把這個存儲器理解為 “顯示映像 ”存儲器。如果希望在液晶屏幕上某一位置顯示文字或圖形，只需要向存儲器內(nèi)對應(yīng)區(qū)域?qū)懭胂鄳?yīng)的數(shù)據(jù)即可。 VRAM存儲器的一個字節(jié)由 8位構(gòu)成，顯示器屏幕上的一個 “像素 ”點(diǎn)由 R、 G、 B三個 “點(diǎn) ”來組成。 原理框圖： LR104VRAM 顯示器的基本原理框圖如圖（ 9） 所示， DC/DC 電壓變換器產(chǎn)生液晶所用各種驅(qū)動電壓 DC/AC 逆變器則用來點(diǎn)亮冷陰極背光燈（ CCFL）。分時技術(shù)讓顯示與寫入數(shù)據(jù)同時進(jìn)行，實現(xiàn)了畫面的高速更新，且互不干擾。 圖（ 9）、 LR104VRAM 顯示器的基本原理框圖 性能指標(biāo) ： 視域?qū)蔷€ 外型尺寸 38mm 視域尺寸 (H)(V)mm 圖像點(diǎn)陣 640RGB480行 像素點(diǎn)尺寸 (H) (V)mm 像素結(jié)構(gòu) 垂直條紋 接口方式 總線方式 VRAM容量 128K8位 顯示顏色 TFT 64色 / 256色 視野角度 左 75度，右 75度 ,上 60度，下 50度 工作電壓 DC 8V ～ 15V 消耗功率 小于 8W 工作環(huán)境溫度 10℃ ～ +65℃ 保存溫度 30℃ ～ +70℃ 亮度 400cd/㎡ 液晶屏壽命 大于 5萬小時（連續(xù)工作） 背光燈壽命 大于 25000小時（連續(xù)工作） 凈重 克 毛重 克 包裝數(shù)量 只 /箱 內(nèi)包裝尺寸 mm 外包裝尺寸 mm 接口方法 ： LR104VRAM 的接口方式為總線方式。外部引線包括有地址總線、數(shù)據(jù)總線和片選讀寫輸入，可以直接掛接到單片機(jī)、計算機(jī)的總線上，通過譯碼分配作為主機(jī)的某部分內(nèi)存來使用。如果主機(jī)無法分配較大的空間而直接使用時，也可以采用分頁操作技術(shù)，高位地址用來頁面切換，低位地址則可直接操作。內(nèi)存的數(shù)據(jù)位與屏幕顯示的色點(diǎn)一一對應(yīng)，只要把適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)寫入內(nèi)存中去，屏幕上即可顯示出相應(yīng)的文字圖形。 接口采用 34針雙列防反插插座（間距為標(biāo)準(zhǔn) ） ,引腳定義如下表所示： 引腳號 引腳定義 引腳號 引腳定義 引腳號 引腳定義 1 D0 13 GND 25 A5 2 D1 14 GND 26 A6 3 D2 15 RDCS 27 A7 4 D3 16 A15 28 A8 5 D4 17 +12V 29 A9 6 D5 18 +12V 30 A10 7 D6 19 保留 31 A11 8 D7 20 保留 32 A12 9 WCS 21 A1 33 A13 10 CLOSE 22 A2 34 A14 11 A0 23 A3 12 保留 24 A4 應(yīng)用程序： ，