數(shù)控步進(jìn)x─y工作臺(tái)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-閱讀頁(yè)
2025-07-09 21:31本頁(yè)面
【正文】 因素。綜合以上因素，選擇2764芯片作為本次設(shè)計(jì)的程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展用芯片。由以上分析，采用2732EPROM 芯片的程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路框圖如下所示： A12↓ A8 2732A7↓A0 D7↓ D0 ↓ ↓ ALE ↓ 譯碼電路G74LS372擴(kuò)展2732電路框圖②數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展由于8031內(nèi)部RAM只有128字節(jié)，遠(yuǎn)不能滿足系統(tǒng)的要求。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路一般采用6116,6262靜態(tài)RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。其擴(kuò)展電路如下所示：擴(kuò)展6264電路框圖③譯碼電路在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，所有外圍芯片都通過(guò)總線與單片機(jī)相連。故要進(jìn)行片選控制。可采用線選法和全地址譯碼法。線選法的硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但它所用片選線都是高位地址線，它們的權(quán)值較大，地址空間沒(méi)有充分利用，芯片之間的地址不連續(xù)。它將低位地址作為片內(nèi)地址，而用譯碼器對(duì)高位地址線進(jìn)行譯碼，譯碼器輸出的地址選擇線用作片選線。該設(shè)計(jì)選用程序存儲(chǔ)器2764和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6264組成8031單片機(jī)的外存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路，單片機(jī)外存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路如下：⑤I/O擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)(a).通用可編程接口芯片81558031單片機(jī)共有4個(gè)8位并行I/O接口，但供用戶使用的只有P1口及部分P3口線。8155與微機(jī)接口較簡(jiǎn)單，是微機(jī)系統(tǒng)廣泛使用的接口芯片。通常，數(shù)控系統(tǒng)都采用行列式鍵盤，即用I/O口線組成行，列結(jié)構(gòu)，按鍵設(shè)置在行列的交點(diǎn)上。下圖所示為采用8155接口管理的鍵盤，顯示器電路。為了簡(jiǎn)化秒電路，鍵盤的列線及ＬＥＤ顯示器的字位控制共用一個(gè)口，即共用8155的PA口進(jìn)行控制，鍵盤的行線由8155C口擔(dān)任，顯示器的字形控制由8155的PB口擔(dān)任。數(shù)控系統(tǒng)中通常使用集成脈沖分配器和軟件脈沖分配器。采用YB015硬件環(huán)行分配器的步進(jìn)電機(jī)接口線路圖如下：②光電隔離電路在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中，脈沖分配器輸出的信號(hào)經(jīng)放大后控制步進(jìn)電機(jī)的勵(lì)磁繞組。因此在接口電路與功率放大器間加上隔離電路實(shí)現(xiàn)電氣隔離，通常使用光電耦合器。因此必須選用功率放大器，需根據(jù)步進(jìn)電機(jī)容量選擇功率放大器。①8031的時(shí)鐘電路 單片機(jī)的時(shí)鐘可以由兩種方式產(chǎn)生：內(nèi)部方式和外部方式。~12之間任意選擇，耦合電容在5~30pF之間，對(duì)時(shí)鐘有微調(diào)作用。時(shí)鐘電路②復(fù)位電路單片機(jī)的復(fù)位都是靠外部電路實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際運(yùn)用中，若系統(tǒng)中有芯片需要其復(fù)位電平與8031復(fù)位要求一致時(shí)，可以直接相連。實(shí)用復(fù)位電路圖如下所示：③越界報(bào)警電路為了防止工作臺(tái)越界，可分別在極限位置安裝限位開(kāi)關(guān)。當(dāng)任何一個(gè)行程開(kāi)關(guān)被壓下的時(shí)候，發(fā)光二極管就發(fā)光，使光敏三極管導(dǎo)通，由低電平變成高電平。也可接成從光敏三極管的集電極輸出接至8031的外部中斷引腳（INT0或INT1），采用中斷方式檢查越界信號(hào)。擴(kuò)展存儲(chǔ)電路為一片2732EPROM和一片6264RAM。2732的片選控制端 直接接地，該電路始終處于選中狀態(tài)。6264的片選端 由譯碼器（74LS138）的Y2輸出提供。系統(tǒng)的擴(kuò)展I/O接口電路選用通用可編程并行輸入/輸出接口芯片8155。8155RAM區(qū)的地址為8000H—80FFH。為防止功率放大器高電壓的干擾，不步進(jìn)電機(jī)接口與功率放大器之間采用光電隔離。8031的P1口為顯示器的字形輸出口。為了增加數(shù)碼管顯示亮度，分別在字形口和字位口加74LS07進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在軟件設(shè)計(jì)上8155的PA口，PC口設(shè)置為輸出，PB口設(shè)置為輸入。另外，光電隔離器的輸出端必須采用隔離電源。數(shù)控系統(tǒng)總的電氣原理圖見(jiàn) 圖紙（二）。數(shù)控XY工作臺(tái)的控制功能包括：①系統(tǒng)初始化。②工作臺(tái)復(fù)位。③輸入和顯示加工程序。如監(jiān)視緊急停機(jī)鍵及行程開(kāi)關(guān)，鍵盤掃描等功能。工作臺(tái)位移超過(guò)規(guī)定值時(shí)應(yīng)該立即停止工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，并顯示相應(yīng)的指示字符。⑦、工作臺(tái)的手動(dòng)控制。管理稱許是系統(tǒng)的主程序，開(kāi)機(jī)后即進(jìn)入管理程序。在設(shè)計(jì)管理程序時(shí)，應(yīng)確定接收命令的形式，系統(tǒng)的各種操作功能等。根據(jù)以上分析，設(shè)計(jì)管理程序流程圖如下所示：管理程序流程①機(jī)床在自動(dòng)加工時(shí)的動(dòng)作順序：工作臺(tái)移動(dòng)到位→刀具快速進(jìn)給→加工→退刀→工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)到下一位置；②計(jì)算機(jī)在加工過(guò)程中的操作：讀取刀具軌跡，控制機(jī)床完成加工；③由以上分析，設(shè)計(jì)自動(dòng)加工程序框圖如下所示：自動(dòng)加工程序框圖步進(jìn)電機(jī)的控制包括速度，轉(zhuǎn)角及方向的控制。通過(guò)確定進(jìn)給脈沖數(shù)和脈沖時(shí)間間隔，即可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)角與速度的控制。此間隔由送入定時(shí)器的時(shí)間常數(shù)決定。②步進(jìn)電機(jī)加，減速進(jìn)給脈沖及脈沖時(shí)間間隔的確定設(shè)步進(jìn)電機(jī)加，減速方式為直線加，減速。由步進(jìn)電機(jī) =，取步進(jìn)電機(jī)的加速啟動(dòng)力矩則使步進(jìn)電機(jī)不失不的慣性力矩步進(jìn)電機(jī)角加速度又式中： 為上升到步進(jìn)電機(jī)最高頻率 所需時(shí)間，所以有：加速脈沖個(gè)數(shù)： 確定加減脈沖個(gè)數(shù)都為173個(gè)又因?yàn)椋?所以脈沖時(shí)刻 結(jié)合 可以算出對(duì)應(yīng)各脈沖時(shí)刻的計(jì)數(shù)器時(shí)間常數(shù)。在程序中，設(shè)置加速，恒速，減速脈沖計(jì)數(shù)器N0，N1，N2。步進(jìn)電機(jī)控制程序框圖如下所示：步進(jìn)電機(jī)控制子程序步進(jìn)電機(jī)控制中斷服務(wù)程序①內(nèi)存地址分配 加速脈沖數(shù)計(jì)數(shù)器N0地址設(shè)為20H；恒速脈沖數(shù)計(jì)數(shù)器N1低8位字節(jié)地址為21H，高8位字節(jié)地址位22H；減速脈沖數(shù)計(jì)數(shù)器N2地址位23H。每調(diào)用一次該程序，步進(jìn)電機(jī)按規(guī)定方向進(jìn)給一步。插補(bǔ)程序所用的內(nèi)存單元如下:28H29H2AH2BH2CH70HXeYeXYFmD0——D7任一位D1 =1運(yùn)行，,D0=0停止。D3=1正轉(zhuǎn)，,D1=3反轉(zhuǎn).第一象限直線插補(bǔ)程序框圖如下:第一象限直線插補(bǔ)程序如下: ORG 2000HMAIN： MOV SP，60HLP4： MOV 28H，OC8H；Xe MOV 29H，0C9H；Ye MOV 2AH，00H；X MOV 2BH，00H；Y MOV 2EH，00H；F MOV 0H，0AHLP3： MOV A，2EH JB ,LP1 MOV A，70H SETB CLR MOV 70H，A；置控制字0B，+X方向進(jìn)給 LCALL MOTR；調(diào)用步進(jìn)電機(jī)的控制子程序，+X方向進(jìn)給一步 LCALL DELAY MOV A，2EH SUBB A，29H； FXe INC 2AH；X+1 AJMP LP2LP I：MOV 70H，A；置控制字0E，+Y方向進(jìn)給 LCALL MOTR；調(diào)用步進(jìn)電機(jī)的控制子程序，+Y方向進(jìn)給一步 LCALL DELAY MOV A,2EH ADD A,28H；F+XeLP2: MOV 2EH,A MOV A,28H CJME A,2AH,LP3；Xe=X?RET在這里采用逐點(diǎn)比較法進(jìn)行分析第三象限順圓弧插補(bǔ)原理其公式如下如圖所示，假設(shè)加工起點(diǎn)為（0，5），終點(diǎn)為（5，0），則 6 結(jié) 論本設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)采用開(kāi)環(huán)環(huán)控制系統(tǒng)，進(jìn)給系統(tǒng)采用了MISUMI公司的BSX系列絲杠副和SV2RL型直線滾動(dòng)導(dǎo)軌?？刂葡到y(tǒng)硬件電路中，CPU采用了MCS51系列的8031單片機(jī)，擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路采用了一個(gè)2732EPROM和一個(gè)2764EPRAM程序存儲(chǔ)器。由于本設(shè)計(jì)選用的是反應(yīng)式55BF004步進(jìn)電機(jī)，為了防止功率放大器高電壓的干擾，步進(jìn)電機(jī)接口與功率放大器之間采用光電隔離致 謝 在此論文撰寫過(guò)程中，要特別感謝我的導(dǎo)師XXX的指導(dǎo)與督促，同時(shí)感謝她的諒解與包容。求學(xué)歷程是艱苦的，但又是快樂(lè)的。在這四年的學(xué)期中結(jié)識(shí)的各位生活和學(xué)習(xí)上的摯友讓我得到了人生最大的一筆財(cái)富。 謝謝我的父母，沒(méi)有他們辛勤的付出也就沒(méi)有我的今天，在這一刻，將最崇高的敬意獻(xiàn)給你們！ 本文參考了大量的文獻(xiàn)資料，在此，向各學(xué)術(shù)界的前輩們致敬
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