【正文】 L＼ DL＼ 高阻 2 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 RAM RAM的特點(diǎn)是即能寫(xiě)入又能讀出信息但斷電后會(huì)丟失登記處 RAM一般來(lái)存放應(yīng)用程序零件加工程序緩沖區(qū)刀補(bǔ)運(yùn)算插補(bǔ)運(yùn)算顯示緩存以及中間結(jié)果工作寄存器和堆棧等本系統(tǒng)選用二片具有 8K 字節(jié)容量的 6264 作為外部 RAM 為了防止RAM 中的登記處丟失采用了掉電保護(hù)電路 6264 27128 6264 是 28 腳雙列直 插 RAM 各引腳的操作方式如下 操作方式 CE1 CE2 OE WE I00I07 未 選 中 未 選 中 輸出禁止 讀 寫(xiě) 寫(xiě) VIH 任意 VIL VIL VIL VIL 任意 VIL VIH VIH VIH VIH 任意 任意 VIH VIL VIH VIL 任意 任意 VIH VIH VIL VIL 高 阻 高 阻 高 阻 Dout DLN DIN 3 輔助電路 ①地址譯碼 由于 8098 對(duì)存儲(chǔ)器和外部設(shè)備采用統(tǒng)一編址方式因此選用 74LS138 譯碼器對(duì)存儲(chǔ)器和 I0 接口統(tǒng)一地址譯碼 74LS138 譯碼 器功能表如下 輸 入 輸 出 G1 G2A G2B C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 179。 L H H H H H 179。 L L L L 179。 L L L L 179。179。179。 L L H H 179。 179。 隔 離 用作數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)器時(shí)第一引腳 DIR接 RD當(dāng) RD為低電平時(shí) DIR為低數(shù)據(jù)由B端傳送到 A端即 CPU進(jìn)行讀操作當(dāng) RD為高電平時(shí) DIR為高數(shù)據(jù)由 A端傳送到 B端 CPU 可進(jìn)行寫(xiě)操作由于使用了 74LS245 提高了總線的驅(qū)動(dòng)能力 ③地址鎖存器 8098 規(guī)定 P3 口提供低 8 位地址線同時(shí)又要作數(shù)據(jù)線所以為分時(shí)輸出低 8 位地址和數(shù)據(jù)的通道口為了把地址信息分離出來(lái)將 74LS373 的片選端接低電平 G與 8098 的地址鎖存信號(hào) ALE 連接當(dāng) G1 時(shí)片未選中當(dāng) G 由高電平轉(zhuǎn)為低電平時(shí)將輸入數(shù)據(jù)鎖入 Q1Q8中即由 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和鎖存器中 74LS373 的功能表和芯片管腳圖如下 G D 輸出 L H H H L H L L L L 179。 179。 R12R12R11 5179。R9R8R9 5179。 R12R12R11 E1179。 8 的矩陣 SL0SL2 是 3 根行線 RL0RL7 是 8根列線每個(gè)鍵的一端接某一行線上而另一端接某一列線上在逐行掃描時(shí)列線用來(lái)搜尋 一行中閉合的鍵當(dāng)某一鍵閉合時(shí)消抖電路被置位延時(shí)等待 10ms 之后再檢查該鍵是否閉全若閉全則該鍵的行列地址和附加的移位控制狀態(tài)一起形成鍵盤(pán)數(shù)據(jù)送入 8279 內(nèi)部的 FIF0 存儲(chǔ)器 格式為 D7 D6 D5 D4 D3 D2D1D0 CNTL SHIFT 掃 描 線 行序號(hào) 掃 描 線 列序號(hào) 芯片的控制端 CNTL 換擋端 SHIFT 接地因此編碼的最高兩位都取0 在先進(jìn)先出寄存器 FIF0 ROM中有一個(gè)字節(jié)的 FIF0狀態(tài)寄存器它始終存有表示 FIFO 是滿是空存有多少個(gè)數(shù)值以及表示溢出或無(wú)溢出顯示無(wú)效等狀態(tài)的信息在 CS 為 低電平 A0 為高電平時(shí) CPU 可以通過(guò) RD 讀出該狀態(tài)字該狀態(tài)字形式如表 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Dn SE O U F N N N 狀態(tài)字的意義見(jiàn)表 狀態(tài)字特征位 意 義 nnn 輸入到 FIFO RAM 的數(shù)值字節(jié)數(shù) F F 為 OFIFO 已滿為 1 表示未滿 U O 為 1 表示讀出次數(shù)過(guò)多錯(cuò)誤不足 O O 為 1 表示輸入鍵值過(guò)多錯(cuò)誤溢出 S／ E 傳感器信號(hào)結(jié)束／錯(cuò)誤特征碼 Dn Dn 為 1 表示顯示無(wú)效 系統(tǒng)在接通電源或按下復(fù)位鍵后都要執(zhí)行一段 8279 初始化程序該段程序的任 務(wù)就是將讀取 8279 中的FIFO 內(nèi)容顯示和鍵盤(pán)工作方式顯示 RAM 的地址設(shè)置 FIFO 和顯示 BAM 的清零掃描頻率等五個(gè)命令字寫(xiě)入 8279中的有關(guān)寄存器而 8279將這些命令都鎖存起來(lái)然后逐個(gè)進(jìn)行譯碼并將執(zhí)行相應(yīng)的功能該系統(tǒng)鍵盤(pán)掃描時(shí)間為 51MS 去抖動(dòng)時(shí)間為103MS 時(shí)序控制電路中的一些計(jì)數(shù)器對(duì)內(nèi)部基頻進(jìn)行分頻提供適應(yīng)的鍵盤(pán)以及顯示器掃描時(shí)間 8279 顯示器和鍵盤(pán)方式命令字進(jìn)行譯碼后也進(jìn)行相應(yīng)的功能處理在該系統(tǒng)中顯示和鍵盤(pán)方式命令字采用編碼掃描兩鍵互鎖工作方式兩鍵互鎖是指當(dāng)被按上鍵盤(pán)未釋放前第二鍵又初按上時(shí) FIFO 僅接收第一鍵的代碼第二鍵當(dāng)作無(wú)效鍵處理在鍵盤(pán)工作方式時(shí) 8279 從 YE0 行開(kāi)始逐行掃描鍵盤(pán)每掃描一行將 6 根回送線 RL0－ RL5 的數(shù)據(jù)由回送緩沖器實(shí)現(xiàn)緩沖和鎖存若該行中有鍵閉合就等待103MS 然后再重新檢查該鍵是否還閉合若該鍵仍閉合就將該鍵的代碼送到 FIFO RAM 中系統(tǒng)每隔 16MS 將 8279 中的 FIFO 狀態(tài)字讀入然后判斷 FIFO RAM 中系統(tǒng)每隔 16MS 將 8279 中的 FIFO 狀態(tài)字讀入然后判斷 FIFO RAM 中是否存有鍵代碼值若有鍵盤(pán)代碼值數(shù)控系統(tǒng)將它讀入進(jìn)行分析判斷然后轉(zhuǎn)到執(zhí)行該鍵的處理子程序作該鍵所表示的 功能處理 4 顯示控制的原理 本系統(tǒng)每個(gè)坐標(biāo)有 5片 LED晃示共需 15片 LED顯示掃描線有 15根故顯示方式采用編碼掃描增加一片 4－ 16 譯碼器 74154 輸入 SL0－ SL3 四根掃描線輸入 16根掃描線輪流選通 15 片 LED 8279 內(nèi)設(shè)置了顯示 RAM 用來(lái)存放顯示數(shù)據(jù)它有 16179。 179。 179。 179。 179。 Edi△ Sd 其中 Vgdi 是速度指令 瞬時(shí)值數(shù)字量 KV 是增益常數(shù)數(shù)字量 △ Sd 是零漂補(bǔ)償值數(shù)字量 2 速度指令 Vgdi 的鎖存及傳送 1 由于速度控制電路的輸出通道與直流伺服驅(qū)動(dòng)源的強(qiáng)電部分有電的聯(lián)系有可能引入干擾信號(hào)為了抑制干擾在 STD 總線與 DA 轉(zhuǎn)換器之間使用了光電隔離器這樣便把 STD 總線側(cè)的數(shù)字量以光通信方式傳送 DA 轉(zhuǎn)換器一側(cè)但光電隔離器屬于低速器件有延時(shí)作用其延時(shí)時(shí)間高達(dá) 6μ S 要讓光電隔離器直接傳送正脈沖寬度為 0125μ S 數(shù)據(jù)信號(hào)是不可能實(shí)現(xiàn)的因此微處理器在傳送數(shù)據(jù)時(shí)首先將Vgdi 的 12 位二時(shí)制數(shù)送到數(shù)據(jù)鎖存器兩 片 74273 中寄存第一片用于鎖存低 8 位數(shù)據(jù)第二片中的四位用來(lái)鎖存高 4 位數(shù)據(jù)還有一位用來(lái)寄存表示電機(jī)方向的 ZF信號(hào) 2鎖存后的數(shù)據(jù)按順序地經(jīng)光電隔離器以自然傳送速度送到 D／ A轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的輸入寄存器然后再送到 D／ A 數(shù)據(jù)鎖存器最后進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換 3D／ A 轉(zhuǎn)換 D／ A 轉(zhuǎn)換器采用 DAC1210 芯片此芯片內(nèi)部有一只 12位 D／ A 數(shù)據(jù)鎖存器和一只 12位數(shù)模傳換器但其輸入寄存器并不是 12位的而是用一個(gè) 8位寄存器和一個(gè) 4 位寄存器以便和 8 位 CPU 相連接 引腳功能如下 片選信號(hào) 寫(xiě)信號(hào) BYTE1／字節(jié)順序控制信號(hào)該信 號(hào)為高電平時(shí)開(kāi)啟 8位 4位兩個(gè)鎖存器將12 位全部送入鎖存器當(dāng)該信號(hào)為低電平時(shí)則開(kāi)啟 4 位輸入倘存器 輔助寫(xiě)該信號(hào)與相結(jié)合當(dāng)與同時(shí)為低電平時(shí)把鎖存器中的數(shù)據(jù)送入 DAC寄存器當(dāng)為高電平時(shí) DAC 寄存器中的數(shù)據(jù)被鎖存起來(lái) 傳送控制信號(hào) D10－ D11112 位數(shù)據(jù)輸入 RFB 反饋電阻輸入 VREF 參考電壓輸入 IOLT1D／ A 轉(zhuǎn)換電流輸出 1 當(dāng) DAC 寄存器全 1 時(shí)輸出電流最大全 0 時(shí)輸出為 0 UOLT2D／ A 轉(zhuǎn)換電流輸出 2IOLT1＋ IOLT2＝常數(shù) VCC 電源電壓 DGNDAGND 數(shù)字地和模擬地 DAC1210 工作采用雙緩沖方式在送入數(shù)據(jù)時(shí)要先送入 12 位數(shù)據(jù)中的高 8位數(shù)據(jù) D111－ D14 然后再送入低 4 位數(shù)據(jù) D13－ D10 而不能按相反的順序傳送在12位數(shù)據(jù)分別正確地進(jìn)入兩個(gè)輸入寄存器后再打開(kāi) DAC寄存器就可以把 12位數(shù)據(jù)送到 12 位 D／ A 轉(zhuǎn)換器去轉(zhuǎn)換單緩沖是不合適的在 12 數(shù)據(jù)不是一次送入的情況下邊傳邊轉(zhuǎn)換會(huì)使輸出產(chǎn)生錯(cuò)誤的瞬間毛刺因此 DAC1210的接 STD總線的端分別接直流電機(jī)接口模板上的片選譯碼器的腳 VREF 外接的參考電源是由帶溫度補(bǔ)償?shù)凝R納 二級(jí)管構(gòu)成所謂帶溫度補(bǔ)償?shù)凝R納二級(jí)管就是兩個(gè)不同特性．相背串接的齊納二級(jí)管以具有負(fù)溫度系數(shù)正向?qū)ǖ亩?jí)管補(bǔ)償正溫度系數(shù)反向?qū)ǖ姆€(wěn)壓二級(jí)管使溫度系數(shù)近于零 4 方向控制 出兩極運(yùn)算放大器 0P07 和電子開(kāi)關(guān)組成極性控制電路兩級(jí)運(yùn)算放大器接接成反向形式其中運(yùn)放 1用作電流／電壓轉(zhuǎn)換器運(yùn)放 2實(shí)現(xiàn)雙極性電壓輸出－10V－＋ 10V 調(diào)電電位器 W4 定滿度 當(dāng)微處理器送出的方向控制信號(hào) ZF＝ 0 時(shí)電子開(kāi)關(guān)使 VCMD＝ V02 控制直流電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)當(dāng) ZF＝ 1 時(shí)電子開(kāi)關(guān)使 VCMD＝ V01 控制直流電機(jī)負(fù)向旋轉(zhuǎn) 二位置控制電路 1 光電脈沖發(fā)生器光電編碼器 光電脈沖發(fā)生器每轉(zhuǎn)一定的角度都嚴(yán)格對(duì)應(yīng)工作臺(tái)移動(dòng)一定距離光電脈沖發(fā)生器將角位置轉(zhuǎn)換為電脈沖每產(chǎn)生一個(gè)脈沖使轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度工作臺(tái)也有一定的位移而且電機(jī)主軸每轉(zhuǎn)一周光電脈沖發(fā)生器發(fā)出的脈沖越多檢測(cè)精度越高但是每周脈沖數(shù)很高的脈沖發(fā)生器制造難度成本高而且要求外電路有很高的頻率響應(yīng)而采用每周產(chǎn)生 2021 個(gè)方波脈沖的脈沖發(fā)生器就可滿足一般的精度要求而且有較高的性價(jià)格能比 電機(jī)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)脈沖發(fā)生互差 90176。若電動(dòng)機(jī)負(fù)方向旋轉(zhuǎn) B 比 A 超前 90176。 179。 H 179。 179。 179。 179。 179。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)時(shí)開(kāi)關(guān) K 接 Q 端電子開(kāi)關(guān) 34 通 12 斷開(kāi) VSTB 0～ 45V 當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)向旋轉(zhuǎn)時(shí)開(kāi)關(guān) K 接通端電子開(kāi)關(guān) 12通 34 斷開(kāi) VSTB 0～ 45V 第六章 設(shè)計(jì)體會(huì) 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上更加深了一步結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜難度提高我們?cè)谝粺o(wú)經(jīng)驗(yàn)二無(wú)專人指導(dǎo)的情況 下翻閱大量資料自學(xué) 8098 及其有關(guān)芯片的功能采用前人成熟可靠的方法盡可能使設(shè)計(jì)合理 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)加深了我對(duì)數(shù)控機(jī)床的了解也是對(duì)這次本科學(xué)習(xí)的一次很好的總結(jié)并學(xué)制了數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)過(guò)程在機(jī)械和電氣設(shè)計(jì)方面得到了鍛煉同時(shí)也深知設(shè)計(jì)的內(nèi)容與工程實(shí)際的要求還相差甚遠(yuǎn)有待于今后提高自己的水平和經(jīng)驗(yàn)且當(dāng)今科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展新工藝新方法不斷涌現(xiàn)這些都需要我們不斷的學(xué)習(xí) 參 考 文 獻(xiàn) 1 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)化學(xué)工業(yè)出版社 2 單片機(jī)原理與接口技術(shù)李朝青著 北京航空天大學(xué) 出版社 3 MCS51 系列單片機(jī)實(shí)用接口 技術(shù)李 華著北京航空航天大學(xué) 出版社 4 標(biāo)準(zhǔn)集成電路數(shù)據(jù)手冊(cè) TTL 電路電子工業(yè)出版社 5 中外集成電路簡(jiǎn)明速查手冊(cè)電子工業(yè)出牌社 6 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)何立民著 北京航空航天大學(xué)出版社 開(kāi)關(guān)量 IO 板 鍵盤(pán)及 顯示器板 8098CPU 及存儲(chǔ)器板 直流電機(jī) 伺服接口板 驅(qū) 動(dòng) 源 繼電器 機(jī) 床 側(cè)開(kāi)關(guān) 鍵 盤(pán) 顯示器 Y 電機(jī) X 電機(jī)