【正文】 參 考 文 獻(xiàn)[1]經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.[2]機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)2零件設(shè)計(jì)（上冊(cè)）[M]．《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組編．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1980.[3]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本聯(lián)接與緊固［J］．成大先主編．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，．[4]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版第三卷[M].：機(jī)械工業(yè)出版社,[5]機(jī)電一體化數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].趙松年、：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.[6]機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].趙松年、：同濟(jì)大學(xué)出版社，1990.[7][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，.[8][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，[9]國(guó)家教委高等教育司、（論文）指導(dǎo)手冊(cè)[M].北京：高等教育出版社，1998.[10][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，.[11]王宗榮主編、左曉名、[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， .[12]甘永立主編．幾何量公差與檢測(cè)第五版[M]．上海，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，．[13]成大先主編．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本機(jī)械傳動(dòng)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，．[14][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,[15]陳秀寧、[M].，.[16]李國(guó)農(nóng)．普通車床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造實(shí)例[J]．水利電力機(jī)械：20018，23（4）：4347.[17][J].機(jī)電一體化：1998，（5）：5153.[18][J].中國(guó)鉬業(yè)：200010，24（5）：3840.[19][J].貴州農(nóng)機(jī)化：2001，（5）：4243.[20]胡柳,[J].山東機(jī)械：2000，（6）：3436.[21][J].電訊技術(shù)：2002，（4）：4244.[22]李耀光,路春光,[J].改裝與維修：1998，（1）：53.[23]王玉興,曹金海,[J].機(jī)械制造：1996，（3）：3839.。做完了后，有一種豁然開朗的感覺(jué)，內(nèi)心激動(dòng)無(wú)比，經(jīng)過(guò)了這次設(shè)計(jì)以后，我有信心，我也堅(jiān)信只要努力、堅(jiān)持，我們就能走好人生的每一步。接下來(lái)篩選出了一系列有價(jià)值的資料，與同組同學(xué)不斷的討論、向許老師請(qǐng)教，終于完成了設(shè)計(jì)。微機(jī)用定時(shí)器中斷方式來(lái)控制電動(dòng)機(jī)變速時(shí)，實(shí)際上就是不斷改變定時(shí)器裝載值的大小，一般用離散辦法來(lái)逼近理想的升降速曲線，為了減少每步計(jì)算裝載值的時(shí)間，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就把各離散點(diǎn)的速度所需的裝載值固化在系統(tǒng)的ROM中，系統(tǒng)運(yùn)行中用查表方法查出所需的裝載值。如按指數(shù)規(guī)律升速，加速度是逐漸下降的，接近電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。按直線規(guī)律升速時(shí)加速度為恒定．但實(shí)際上電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)。特別是在要求快速響應(yīng)的工作中，從起點(diǎn)至終點(diǎn)運(yùn)行的時(shí)間要求最短，這就必須要求升速、減速的過(guò)程最短，而恒速時(shí)的速度最高。運(yùn)行速度都需要有一個(gè)加速——恒速——減速——低恒速——停止的過(guò)程。系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)之后，如果到達(dá)終點(diǎn)時(shí)突然停發(fā)脈沖串，令其立即停止，則因?yàn)橄到y(tǒng)的慣性原因，會(huì)發(fā)生沖過(guò)終點(diǎn)的“超程”現(xiàn)象，使點(diǎn)位控制發(fā)生偏差。但在一般情況下，系統(tǒng)的極限起動(dòng)頻率是比較低的，而要求的運(yùn)行速度往往較高。則系統(tǒng)可以按要求的速度直接起動(dòng)，運(yùn)行至終點(diǎn)后可立即停發(fā)脈沖串而令其停止。4．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的加減速控制 對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)位控制系統(tǒng)，從起點(diǎn)至終點(diǎn)的運(yùn)行速度都有一定要求。軟件延時(shí)的方法是通過(guò)調(diào)用延時(shí)子程序的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它占用CPU時(shí)間。 控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度，實(shí)際上就是控制系統(tǒng)發(fā)出時(shí)鐘脈沖的頻率或者換相的周期。在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源內(nèi)，不包括環(huán)形分配器，而其功能必須由微機(jī)系統(tǒng)完成。8253的2口的工作方式選擇為方式0，1口的工作方式選擇為方式3。 圖4—18所示線路用I／O 口產(chǎn)生CP脈沖將增加CPU的負(fù)擔(dān)，可改為由8255A并行口產(chǎn)生方向信號(hào)CW，脈沖信號(hào)CP由8253計(jì)數(shù)器/定時(shí)器產(chǎn)生。CP脈沖用來(lái)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，每輸入一個(gè)脈沖，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角。單片機(jī)通過(guò)I/0接口將信號(hào)送入步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源的環(huán)形分配器，所以在這種系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)電源中必須含有環(huán)形分配器。表44 芯片地址編碼 芯片接74LS138引腳地址選擇線片內(nèi)地址單元（字節(jié)）地址編碼2746（1）Y0000X XXXX XXXX XXXX8K0000H～1FFFH2746（2）Y1001X XXXX XXXX XXXX8K2000H～3FFFH6264Y2010X XXXX XXXX XXXX8K4000H～5FFFH8155（1）RAMY30111 1110 XXXX XXXX2567E00H～7EFFHI/OY30111 1111 1111 1XXX67FF8H～7FFDH8155（2）RAMY41001 1110 XXXX XXXX2569E00H～9EFFHI/OY41001 1111 1111 1XXX69FF8H～9FFDH44 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制 利用微機(jī)對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，有串行和并行兩種方式。地址編碼。 （3）螺紋加工的控制 當(dāng)加工螺紋時(shí)，由與主軸相連的光電脈沖編碼器發(fā)出螺紋信號(hào)和零位螺紋信號(hào)，分別送入8331（1）的PB6。故由8155（2）的PA口輸出。 （2）采用軟件環(huán)形分配器 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用軟件環(huán)形分配器，雖然運(yùn)行速度沒(méi)有硬件環(huán)形分配器快，但可以省掉兩個(gè)硬件分配專用芯片，且電路比較簡(jiǎn)單。其引腳圖如下： 圖43 74LS373結(jié)構(gòu) CA6140普通車床的微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)它是用MCS—51系列單片機(jī)組成的開環(huán)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)擴(kuò)展2片2764芯片，1片6264芯片，2片8155可編程并行I/O口。 74LS373地址鎖存器 74LS373芯片是帶三態(tài)緩沖輸出的八D鎖存器，當(dāng)三態(tài)門的使能信號(hào)線OE為低電平時(shí)，三態(tài)門處于導(dǎo)通狀態(tài)，允許（Q1～Q8）輸出到OUT1～8，當(dāng)OE為高電平時(shí)，輸出三態(tài)門斷開，輸出線OUT1～8處于浮空狀態(tài)。 ／Vpp：當(dāng)保持高電平時(shí)，單片機(jī)訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，對(duì)8038071引腳應(yīng)接高電平，但若地地址值超過(guò)4K范圍，則單片機(jī)將自動(dòng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器，但在PC值超過(guò)了OFFFH時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序，當(dāng)保持低電平時(shí)，單片機(jī)只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)，對(duì)8031此引腳必須接地，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，所以該腳必須接地。HMOS芯片使用外部振蕩源時(shí)，此端口用于輸入外部振蕩信號(hào)。HMOS芯片使用外部振蕩源時(shí)，此端口用于輸入外部振蕩信號(hào)。對(duì)于EPROM型單片機(jī)，EPROM編程期間，此引腳用宋編程脈沖(PROG)。 ALE／: 當(dāng)單片機(jī)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器ALE時(shí)(允許地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)，即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ALE端仍以不變的頻率周期地出現(xiàn)Z脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩周期的1／6。Vcc掉電期間，此引腳可接在備用電源上，以保證內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)，當(dāng)Vcc下掉至低于規(guī)定的值，而UPD在其范圍電壓范圍(5177。其最低位的128個(gè)在地址單元與片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址重疊，并且與I/O口統(tǒng)一編址。片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)：片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器由工作寄存器、位尋址區(qū)、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)組成，堆棧可在07H以上不使用的連續(xù)單元任意設(shè)置。片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與工作存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):片內(nèi)外地址重疊。對(duì)于片內(nèi)無(wú)ROM/EPRON的單片機(jī)構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，必須使程序存儲(chǔ)器的操作完全由程序計(jì)數(shù)器(PC)控制。 程序存儲(chǔ)器可直接尋址范圍為64K字節(jié)?？刂瓶偩€。數(shù)據(jù)總線。地址總線寬度為16位，因此，其外部存儲(chǔ)器直接尋址范圍為64K字節(jié)。單片機(jī)的管腳除了電源、復(fù)位、時(shí)鐘接入、用戶I/O口外，其余管腳都是為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展而設(shè)置的。單片機(jī)的存儲(chǔ)器有程序存儲(chǔ)器(ROM)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM),在使用上是嚴(yán)格區(qū)分的,不得混用。其基本結(jié)構(gòu)依然是通用CPU加上外圍芯片的結(jié)構(gòu)模式。由8個(gè)部件組成，即微處理器(CPU)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、程序存儲(chǔ)器(ROM/EPROM/——)、I/O口(P0、PPP3)、串行口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器(STR)。 （）：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀脈沖。 （T1）：定時(shí)／計(jì)數(shù)器㈠L部脈沖輸入端。 （TXD）：串行輸入口。 （）：外接中斷輸0入口。P3通道的每一根線還有另一種功能。作為第一I／O口功能使用時(shí)，口的結(jié)構(gòu)與操作與P3口相同。P3口是雙功能口。通道2吸收／發(fā)出一個(gè)TTL負(fù)載。 ～：通道2是8位準(zhǔn)雙向I／O通道。當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，作低8位地址總線。如果沒(méi)有系統(tǒng)擴(kuò)展，P1也可以作為用戶I/O口線使用。P1口是專門供用戶使用的I/O口，是準(zhǔn)雙向口。在編程和校驗(yàn)期間，它輸入和輸出字節(jié)代碼，通道0吸收／發(fā)出一個(gè)TTL負(fù)載。通數(shù)據(jù)總線口，因?yàn)橹挥性摽谀苤苯佑糜趯?duì)外部存儲(chǔ)器的讀／寫操作。它是8位漏極開路的雙向I/O通道，當(dāng)擴(kuò)展為外部存儲(chǔ)器時(shí)，這也是低八位地址線和數(shù)據(jù)總線。 具有位尋址能力，適用邏輯運(yùn)算。 共有21個(gè)特殊功能寄存器。 有2個(gè)16位定時(shí)器／計(jì)時(shí)器。 片內(nèi)有時(shí)鐘發(fā)生電路，可執(zhí)行一條指令的是2us或4us。圖41 數(shù)控系統(tǒng)改造硬件原理連接圖 設(shè)計(jì)說(shuō)明 8031單片機(jī)的基本特征 具有8位處理單元。 硬件電路的組成 采用MCS51系列單片機(jī)組