【正文】 8031的 P0 口為 RAM 的復(fù)用地址 /數(shù)據(jù)線， P2 口用于對 RAM 進(jìn)行頁面尋址（根據(jù)其容量不同，所占的 P2端口不同，在對外部 RAM讀 /寫期間， CP。 數(shù)據(jù)存貯器只使用 WR、 RD控制線而不用 PSEN。但在用于數(shù)據(jù)采集和處理時(shí)，僅靠片內(nèi)提供的 128 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)存貯器是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 J un 2 0 0 4 S he e t o f F i l e : G : \ 王丹的畢業(yè)設(shè)計(jì) \ pr ot e l \ 芯片擴(kuò)展 . dd b D r a w n B y:E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D108 03 1 A HD03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE117 4L S 3 73A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A 1 021A 1 123A 1 22CE20OE22P G M27V P P1D011D112D213D315D416D517D618D7192 76 4 ⑴8031 擴(kuò)展 2764 的連接圖A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A 1 021A 1 123A 1 22CE20OE22P G M27V P P1D011D112D213D315D416D517D618D7192 76 4 ⑵V C C V C C (2)數(shù)據(jù)存貯器的擴(kuò)展 8031 單片機(jī)內(nèi)部有 128 個(gè)字節(jié) RAM 存貯 器。下圖為擴(kuò)展兩片 EPROM 的連接方法。因?yàn)?2764A 是 8KB 容量的 EPROM，故用到了 13根地址線， A0A12。同時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部的存貯器容量較小 ，不能滿足實(shí)際需要，還要擴(kuò)展數(shù)據(jù)存貯器。在 ALE 為高電平時(shí)， 0P 口輸出的地址有效，并由 ALE 的下降沿鎖存到地址鎖存器中，此時(shí)外部程序存儲器選通信號線 PSEN 出現(xiàn)低電平，選通相應(yīng)的外部 EPROM 存儲器：相應(yīng)的指令字節(jié)出現(xiàn)在 EPROM 的數(shù)據(jù)線 0 12()AA? 上，輸入到 0P 口， CPU 將指令字節(jié)讀入指令寄存器。 74LS373 為地址鎖存器，其結(jié)構(gòu)如上圖所示。 8031 芯片本身的連接除 (31)EA 必須接地來表明選擇外部存儲器 處，還必須有復(fù)位及時(shí)鐘電路。它由 0P 和 。用戶 可最多擴(kuò)展到 64K 字節(jié)的程序存儲器及 64K 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器，編址均為 0000HFFFFH。這樣，一片， EPROM2764及一片 74LS373組成了一個(gè)最小的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 8031 內(nèi)部不帶 ROM，需外接 ERPOM 作為外部程序存儲器。內(nèi)部沒有程序存貯器，必須外接 EPROM 程序存貯器。 單片機(jī)的設(shè)計(jì) 單片機(jī)的介紹 MCS51系列單片機(jī)的所有產(chǎn)品都含有 8051 除程序存貯器外的基本硬件，都是在 8051 的基本上改變部分資源（程序存貯器、數(shù)據(jù)存貯器、 I/O 口、定時(shí) /計(jì)數(shù)器及一些其他特殊部件）。在位置控制中，通常還要完成位置回路的增益調(diào)整、各坐標(biāo)軸方向的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償，以提高機(jī)床的定位精度。 （ 6）位置處理 位置控制處在伺服回路的位置環(huán)上，這部分的工作可以由軟件實(shí)現(xiàn)，也可以由硬件完成。 （ 5）插補(bǔ) 所謂的插補(bǔ)就是根據(jù)加工程序中給出的零件基本幾何形狀和相關(guān)的設(shè)計(jì)工藝方面的信息，在已 知的這些特征點(diǎn)之間插入一些中間點(diǎn)的過程。另外還要對機(jī)床允許的最低速度和最高速度的限制進(jìn)行判別并處理。 （ 4）對進(jìn)給速度進(jìn)行處理 編程所給的刀具移動速度，是在各坐標(biāo)的合成方向上的速度。目前在比較好的 CNC 中，刀具補(bǔ)償?shù)墓ぷ鬟€包括程序段之間的自動 轉(zhuǎn)接和過切削判別，這就是所謂的 C 刀具補(bǔ)償。 （ 3）刀具補(bǔ)償 刀具補(bǔ)償包括刀具長度補(bǔ)償和刀具半徑補(bǔ)償。 （ 2）譯碼 不論系統(tǒng)工作在 MDI 方式還是存儲器方式，都是將零件程序以一個(gè)程序 段為單位進(jìn)行處理，把其中的各種零件輪廓信息（如起點(diǎn)、終點(diǎn)、直線或圓弧等）、加工速度信息（ F 代碼）和其他輔助信息（ M、 S、 T 代碼等）按照一定的語法規(guī)則解釋成計(jì)算機(jī)能夠識別的數(shù)據(jù)形式，并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在指定的內(nèi)存專用單元。 CNC 在輸入過程中通常還要完成無效碼刪除、代碼校驗(yàn)和代碼轉(zhuǎn)換等工作。輸入的形式有光電閱讀機(jī)輸入、鍵盤輸入、磁盤輸入、連接上級計(jì)算機(jī)的 DNC 接口輸入、網(wǎng)絡(luò)輸入。 簡要工作過程： 工作過程就是指在硬件的支持下， 軟件完成控制功能的過程。 工作原理：通過各種輸入方式，接受機(jī)床加工零件的各種數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過CNC 裝置譯碼，再進(jìn)行計(jì)算機(jī)的處理、運(yùn)算，然后將各個(gè)坐標(biāo)軸的分量送到各控制軸的驅(qū)動電路，經(jīng)過轉(zhuǎn)換、放大去驅(qū)動伺服電動機(jī)，帶動各軸運(yùn)動。 現(xiàn)在 NC 裝置已基本上被 CNC 裝置所取代。 從自動控制的角度來看， CNC 系統(tǒng)是一種位置（軌跡）、速度（還包括電流）控制系統(tǒng)，其本質(zhì)上是以多執(zhí)行部件 (各運(yùn)動軸 )的位移量、速度為控制對象并使其協(xié)調(diào)運(yùn)動的自動控制系統(tǒng)，是一種配有專用操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。 數(shù)控裝置有兩種類型： 一是完全由硬件邏輯電路構(gòu)成的專用硬件數(shù)控裝置，即 NC 裝置， NC 裝置是數(shù)控技術(shù)發(fā)展早期普遍采 用的數(shù)控裝置； 二是由計(jì)算機(jī)硬件和軟件組成的計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置，即 CNC 裝置，它是由硬件和軟件共同完成或是在硬件的支持下由軟件單獨(dú)實(shí)現(xiàn)全部數(shù)控功能。 數(shù)控系統(tǒng)分輪廓控制和點(diǎn)位控制系統(tǒng)。 第三章 銑床的電氣改造部分 計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置 EIA（美國電子工業(yè)協(xié)會）所屬的數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)化 委員會的定義：“ CNC 是用一個(gè)存儲程序的計(jì)算機(jī)，按照存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)的讀寫存儲器中的控制程序去執(zhí)行數(shù)控裝置的部分或全部功能，在計(jì)算機(jī)之外的唯一裝置是接口”。反之，如果在晶體管 VT1 和 VT3 的基極上加以負(fù)脈沖的同時(shí)，在 VT2 和 VT4 的基極上加以正脈沖，這時(shí) VT2 和 VT4 導(dǎo)通， VT1 和 VT3 截止，電流沿 +80V 至 C 至VT2 至 B 至 M 至 D 至 VT4 至 A 至 0V的道路流通，電流的方向與前一種相反，電動機(jī)反向旋轉(zhuǎn)。電橋由四個(gè)大功率晶體管 VT1 至 VT4 組成。 脈寬調(diào)制 （ PWM）直流調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)原理，當(dāng)輸入一個(gè)直流控制電壓 U時(shí)就可以得到一定寬度與 U 成比例的脈沖方波給伺服電機(jī)電樞回路供電，通過改變脈沖寬度來改變電樞回路的平均電壓，從而得到不同大小的電壓值，使直流電機(jī)平滑調(diào)速。 直流私服電機(jī)為直流供電，為調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與方向，需要對其直流電壓的大小和方向進(jìn)行控制。對于一般主軸電機(jī)，這個(gè)恒功率的速度范圍只 有 1： 3 的速比。 在基本速度以下為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域，而在基本速度以上為恒功率區(qū)域。 （ 3） Z向 滾珠絲杠螺母副設(shè)計(jì) Z 向滾珠絲杠長度要求為： 469mm，同縱向滾珠絲杠螺母副設(shè)計(jì)得知，海雄聯(lián)精密配件有限公司滾珠絲杠副的產(chǎn)品，可采用 CDM32065型滾珠絲杠副，滾珠絲杠的直徑為 32mm，基本導(dǎo)程為 6mm，滿足要求。該絲杠滿足設(shè)計(jì)要求。由式 42 10spa dFmL??可得 24/ ( 1 0 )spd FaL m?? 由 178 4 , 799awF F N L m m? ? ? 查表 515 得： ? 代入上式得 244 1 7 8 8 .1 4 7 9 9 / ( 2 0 .3 1 0 ) 8 .5 6 9spd m m? ? ? ? 故?。?9spd mm? ④轉(zhuǎn)速限制 最大轉(zhuǎn)矩 限制：由式 maxodn A? 得： max / on A d? 由 m a x / 40 00 / 12 33 3 / m infas t spn V h r? ? ? 和 50000A? 得 150spd mm? 臨界轉(zhuǎn)速限制：由式 72 10spc dnfL??得： 27/ 10sp cd n L f?? 由 m a x 3 3 3 .3 3 / m in , 7 9 9 r n L m m? ? ? ? 得： 799spd mm? ⑤選擇絲杠直徑：由上面計(jì)算結(jié)果得： 20spd mm? 2）絲杠螺母動態(tài)設(shè)計(jì) ①確定絲杠螺母傳動的總剛度 扭轉(zhuǎn)剛度：由式 32 spTSP GdK L??可得對于剛的抗扭剛度量綱公式 347 .8 4 1 0 2 0 / 0 .7 9 9TSPK ?? ? ? ?? 由絲杠扭轉(zhuǎn)剛度折算成工作臺直線剛度公式 2(2 / )TS TS P spK K h??可得 ( 2 / 2)TSK ? ? ? /Nm?? 拉壓剛度：由鋼的拉壓剛度量綱公式 234 10spS dEK L?? ?可得 10 20 / ?? ? ? /Nm?? 設(shè)螺母位于絲杠中間，于是 122SP SP SK K K?? 系統(tǒng)的總剛度為： 1 / 1 / 2 1 / 4 1 / 1 / 1 /ge n L s m TS TmK K K K K K? ? ? ? ? 1 / 1 / 2 80 0 1 / 4 82 .6 1 / 80 0 1 / 43 7. 37 1 / 10 00ge nK ? ? ? ? ? ? ? 系統(tǒng)總剛度： /ge nK M m?? ②確定機(jī)械諧振頻率 /omech genW K mT? 故 61 2 2 .1 3 1 0 / 5 0 0 4 9 4 .2 2 7 /o m e c hW ra d s? ? ? ③確定具有滿意動態(tài)性能的絲杠直徑，電氣驅(qū)動部件的諧振頻率取下列值，則其動態(tài)性能較好，即取 350 /OAW rad s? 采用常規(guī)的比列位置調(diào)節(jié)，為使機(jī)械傳動部件的動態(tài)性能不影響系統(tǒng)總的動態(tài)性能，應(yīng)當(dāng)使 (2 3)om ech OAWW? 但是這里選擇的絲杠直徑 20spd mm? ，只能得到 / 494 .227 / 350 e c h O AWW ?? 因此，絲杠直徑應(yīng)該更大一些。步進(jìn)電機(jī)通過精密膜片抗繞性聯(lián)軸器與滾珠絲杠直接相連，提高了傳動精度，效率較高，其中 Z 向通過圓錐齒輪轉(zhuǎn)換成垂直方向的傳動，其構(gòu)型式如下圖所示 X、 Y、 Z 三軸采用帖塑導(dǎo)軌，靜，動摩擦系統(tǒng)變化小，快速移動響應(yīng)快，振動小，低速移動是無爬行，穩(wěn)定性好。它從根本上消除