【正文】 此次設(shè)計(jì)， 8155 的PA 口和 PC 口已用作編輯鍵盤(pán)信號(hào)的輸入輸出端； PB 口可作為直接的信號(hào)輸入端用于收信。此次設(shè)計(jì)， 8255A 的 PA 口已為工作方式選擇端口； PB 口作為直接信號(hào)輸入端口； PC 口作為直接信號(hào)輸出端。8255 的復(fù)位控制端 RESET 與外部復(fù)位電路相連，當(dāng) RESET=1 時(shí)， 8255 復(fù)位，復(fù)位狀態(tài)是控制寄存器被清除，所以接口（ A、 B、 C）被置入輸入方式。CS 端為 8255A 的片選引腳端，接 74LS138 譯碼器的 Y4 ， 74LS138 譯碼器的三個(gè)輸入端 A、 B、 C 分別接 8031 的 、 、 。此次數(shù)控螺紋車床控制系統(tǒng)硬件電路 I/O接口就是采用 8255A芯片和 8155芯片， 8255A具有三個(gè)相互獨(dú)立的輸入 /輸出通道：通道 A、通道 B、通道 C。根據(jù)按下鍵的不同，產(chǎn)生的鍵值也不同，一個(gè)鍵只對(duì)應(yīng)于一個(gè)鍵值。 8155 對(duì)編輯鍵盤(pán)的擴(kuò)展圖如圖 所示。 IO/M為 RAM/IO口選擇， IO/M=0，單片機(jī)選擇 8155中的 RAM讀 /寫(xiě)， AD0— AD7上地址為 RAM單元地址； IO/M=1，選擇 8155的寄存器或端口，地址分配見(jiàn)表 。 8155芯片的引腳圖如圖 。具體工作方式選擇開(kāi)關(guān)連接圖如圖 所示。 112233445566D DC CB BA AT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eA2D a t e : 2021 6 3 S he e t of F i l e : D : \ pr ot e l dxp 正式版 \ ..\ 手動(dòng)鍵盤(pán) .S C H D O C D r a w n B y :15KR530ΩR115KR31N 4148D21N 4148D1312U31μC51μC210μC1S9GNDGND+5GNDGNDR8+5GND+5S1S2S3S4S5S6GND10KR 1610KR 1510KR 1010KR910KR710KR6+530pFC430pFC31210M H ZY1P 1P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 8I N T 1,P 13I N T 0,P 12T 1,P 15T 0,P 14/ E A31R E S E T15X T A L 218X T A L 119/ R D17/ W R16P 39P 38P 37P 36P 35P 34P 33P 32P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P 28V c c40V s s20R X D ,P 10T X D ,P 11/ A L E30/ P E S N29U 10 104μC612J P 1S 53GNDGND南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 工作方式選擇開(kāi)關(guān)電路設(shè)計(jì) 操作面板上除手動(dòng)按鍵以外，還有一些工作方式選擇開(kāi)關(guān)，這些波段開(kāi)關(guān)可通過(guò) 8255 擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)， 8255 的三個(gè)并行端口 PA、 PB、 PC 這都是 8 位，都可被編程為輸入或輸出。通過(guò)按下不同的按鈕，使得輸入為“ 0”，從而實(shí)現(xiàn)相關(guān)的操作。此次設(shè)計(jì)采用四十個(gè)鍵，因?yàn)閷?duì)于數(shù)控螺紋車床來(lái)說(shuō)四十個(gè)鍵已經(jīng)綽綽有余了。即手動(dòng)鍵盤(pán)采用獨(dú)立式鍵盤(pán)方式，手動(dòng)鍵盤(pán)按鍵按鍵的每個(gè)鍵都有一根信號(hào)線與8031 單片機(jī)電路相連，所有按鍵有一個(gè)公共地或公共正端，每個(gè)鍵相互獨(dú)立互不影響。它與 8031芯片的 P0 口 — 直接相連，單片機(jī)規(guī)定指令碼和數(shù)據(jù)都是由 P0 口讀入，數(shù)據(jù)線對(duì)應(yīng)腳相連即可。單片機(jī)的 P2 口用作高地址線及片選地址線，由于 P2 口輸出具有鎖存功能，因 此不必外加鎖存器 [4]。由于 8031 的 P0 口是分時(shí)輸出低 8 位地址 和數(shù)據(jù)，因此要外接地址鎖存器，并與 CPU 發(fā)出的地址允許鎖存信號(hào) ALE 的下降沿將地址信息鎖存入地址鎖存器中。選用的 27256 芯片為 圖 27256引腳圖 112233445566D DC CB BA AT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eA2D a t e : 2021 6 3 S he e t of F i l e : D : \ pr ot e l dxp 正式版 \ ..\ 時(shí)鐘以及復(fù)位 .S C H D O C D r a w n B y :15KR530ΩR115KR31N 4148D21N 4148D1312U31μC51μC210μC1S9GNDGND+5GNDGNDR8+5GND+530pFC430pFC31210M H ZY1P 1P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 8I N T 1,P 13I N T 0,P 12T 1,P 15T 0,P 14/ E A31R E S E T15X T A L 218X T A L 119/ R D17/ W R16P 39P 38P 37P 36P 35P 34P 33P 32P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P 28V c c40V s s20R X D ,P 10T X D ,P 11/ A L E30/ P E S N29U 10S 53GND南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 28 腳雙列直插式扁平封裝芯片，其引腳如圖 所示。復(fù)位電路設(shè)計(jì)如圖 所示。 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 該控制系統(tǒng)采用按鈕復(fù)位。數(shù)控螺紋車床控制系統(tǒng)硬件電路采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，在 XTAL XTAL2引腳上外接晶振 Y1 以及電容 C3 和 C4 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，使內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生自激振蕩，如圖 所示。 8031 芯片集成度高、功能強(qiáng)，只需增加少量外圍器件就可以構(gòu)成一個(gè)完整的微機(jī)系統(tǒng)。 8255A 是一種通用的可編程并行接口電路，在單片機(jī)系統(tǒng)中被廣泛用作可編程外部 I/O 擴(kuò)展接口。 在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，按鍵開(kāi)關(guān)、波段開(kāi)關(guān)和鍵盤(pán)作為人機(jī)聯(lián)系的手段不可缺少。顯 示數(shù)字用 8 段數(shù)碼管，功能字是字母，所以顯示功能字需要用 16 段“米”字?jǐn)?shù)碼管。現(xiàn)在比較流行的是 LCD 顯示器，它雖然優(yōu)點(diǎn)很多，但它多用于大信息量、高密度、快速變換、長(zhǎng)時(shí)間觀察的地方，如果用在數(shù)控螺紋車床控制系統(tǒng)硬件電路中，會(huì)造成資源浪費(fèi)。 89C2051 將多功能的 8 位 CPU 與FPEROM 結(jié)合在同一片芯片上，高度靈活且價(jià)格適宜。在 8031 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，最常用的靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM 芯片有 6116（ 2K8）和 6264（ 8K8）兩種。 DRAM一般用于存儲(chǔ)容量較大的系統(tǒng)中，而且 DRAM 需要刷新邏輯電路以 保持?jǐn)?shù)據(jù)信息的不丟失，電路設(shè)計(jì)較復(fù)雜。 在選擇程序存儲(chǔ)器芯片時(shí)，有三種 ROM 可供選擇，一種是掩膜 ROM，一種是可編程 ROM（ PROM），還有一種是紫外線可擦除 ROM（ EPROM），現(xiàn)在多用的是 EPROM，在選擇 EPROM 時(shí)要考慮 CPU 和 EPROM 時(shí)序的匹配，還應(yīng)考慮最大讀出速度、工作溫度及存儲(chǔ)器的容量等問(wèn)題。由此可見(jiàn)選用 8031 是符合數(shù)控螺紋車床電路設(shè)計(jì)的。由于 MCS51 系列單片機(jī)的特點(diǎn)之一是硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 緊湊。 MCS51 系列單片機(jī)主要有三種型號(hào)的產(chǎn)品： 803 8051 和 8751。硬件電路可靠性直接影響數(shù)控系統(tǒng)性能指標(biāo)。全文共分為五章，各章的主要內(nèi)容如下： 第一章扼要地介紹了經(jīng)濟(jì)型數(shù)控螺紋車床特點(diǎn)、研究意義與相關(guān)研究背景； 第二章對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行了研究，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，給出了總體設(shè)計(jì)方案； 第三章具體給出了經(jīng)濟(jì)型數(shù)控螺紋車床控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)過(guò)程，包括CPU 時(shí)鐘及復(fù)位電路設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)、手動(dòng)鍵盤(pán)和編輯鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)、 I/O 口擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)、顯示電路設(shè)計(jì)、步進(jìn)電機(jī)控制信號(hào)輸出電路設(shè)計(jì)以及譯碼電路設(shè)計(jì)等； 第四章對(duì)繪制控 制系統(tǒng)的電路原理圖及 PCB 圖作簡(jiǎn)單介紹； 第五章總結(jié)了全文的研究工作，給出了存在的問(wèn)題和進(jìn)一步研究的方向。在這樣的大環(huán)境下，生產(chǎn)數(shù)控車床的企業(yè)適時(shí)增加經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的功能，降低價(jià)格，使得性價(jià)比更高，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力 ?，F(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床大多數(shù)是以單片機(jī)為控制核心，以步進(jìn)電機(jī)為驅(qū)動(dòng)，以開(kāi)環(huán)控制方式為基礎(chǔ)，比起中高檔數(shù)控車床來(lái)說(shuō)雖然定位精度相對(duì)較低，加工精度較低，有一定的使用局限性，但是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控螺紋車床基本上能滿足一般精度的加工要求，成本較低，控制簡(jiǎn)單。從產(chǎn)品水平上看，我國(guó)已能自行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)各種低中高檔數(shù)控車床。 隨著國(guó)內(nèi)數(shù)控廠家的增加，眾多的應(yīng)用廣泛的數(shù) 控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)在某種意義上可以裝備這個(gè)檔次的設(shè)備，作為中高檔數(shù)控螺紋車床的替補(bǔ)和填充，因此它仍有存在的空間和時(shí)間，有它在一定時(shí)期存在的必要性。企業(yè)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造后，提高了加工精度和批量生產(chǎn)的能力，同時(shí)又保持“萬(wàn)能加工”和“專用高效”這兩種屬性，提高設(shè)備自身對(duì)螺紋產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的應(yīng)變能力，增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。手工操作需要大量不同類型的靠模和成形刀具，用數(shù)控螺紋車床加工可以少用工裝，不僅節(jié)約了工裝費(fèi)用，還減輕了工具制造部門(mén)的壓力。 3）提高螺紋的質(zhì)量，降低廢品損失。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控螺紋車床，價(jià)格低廉，設(shè)備費(fèi)用投入較少，經(jīng)濟(jì)效益較高，可以廣泛地滿足企業(yè)發(fā)展初期的需要，特別是受到民營(yíng)經(jīng)濟(jì)企業(yè)的歡迎，數(shù)控螺紋南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 車床主要特點(diǎn)有： 1）價(jià)格低廉，性價(jià)比適中，大約是同等配置帶伺服電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的 1/4 或更低。隨著制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的大量需求以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。數(shù)控加工具有如下特點(diǎn)：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提高。它與人類在農(nóng)業(yè)、工業(yè)社會(huì)中創(chuàng)造的那些只是增強(qiáng)體力勞動(dòng)的工具相比，起了質(zhì)的飛躍，為人類進(jìn)入信息社會(huì)奠定了基礎(chǔ)。 Circuit Design 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 第一章 緒論 ........................................................................................... 1 引言 ...................................................................................................................1 選題背景與意義 ...............................................................................................1 研究現(xiàn)狀 ...........................................................................................................2 本文的結(jié)構(gòu) .......................................................................................................3 第二章 數(shù)控螺紋車床控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)方案的擬定 ................. 4 控制對(duì)象及要求 ...............................................................................................4 總體控制方案的擬定 .......................................................................................4 主 CPU的選用 ...............................