編號(hào) XXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 機(jī)電 系 電 子 信 息 工 程 專業(yè) 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： （職稱： ） （職稱： ） 2011 年 5 月 22 日 I Xxx大學(xué) 機(jī) 電 系 電子信息工 程 專業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 、 題目 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 、專題 二、課題來源及選題依據(jù) 本課題來源于自選題目。 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床等現(xiàn)代加工設(shè) 備的 重 要組成部分。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，人們對(duì)數(shù)控方面的選擇也有 了更廣闊的范圍，對(duì)數(shù)控技術(shù)的掌握要求也越來越高 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 1 要求以中規(guī)模數(shù)字集成計(jì)數(shù)器為核心，以步進(jìn)電機(jī)為執(zhí)行元件， 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字化自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)。 2 熟練掌握電子工作平臺(tái) Multisim 軟件的使用方法 。 3用 Multisim 軟件對(duì) 進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)給控制系 統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)。 4用 Multisim 軟件創(chuàng)建仿真電路。 四、接受任務(wù)學(xué)生： Xxx 班 姓名 五、開始及完成日期： 自 2010 年 10 月 25 日 至 2011 年 5 月 22 日 II 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長研究所所長 簽名 系主任 簽名 2010 年 10 月 25 日 III 摘 要 自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床等現(xiàn)代加工設(shè)備的重要組成部分。本設(shè)計(jì)主要介紹以中規(guī)模數(shù) 字集成計(jì)數(shù)器 IC74163 及 IC74191 為核心的兩種方案，以步進(jìn)電機(jī)為執(zhí)行元件的數(shù)字化自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)。文章詳細(xì)介紹了自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的狀態(tài)譯碼可編程計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)過程，其中還涉及到的自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的譯碼可編程計(jì)數(shù)器所使用的元器件，及元器件的主要使用到的功能，元器件的管腳圖等等，并且單獨(dú)給出了設(shè)計(jì)圖。文章簡(jiǎn)單的介紹了執(zhí)行元件三相步進(jìn)電機(jī)的工作原理，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，環(huán)形分配器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，工作原理等。在設(shè)計(jì)中用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 (EDA)軟件進(jìn)行了系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)，給出了系統(tǒng)仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。仿真軟件使用的是 EWB 的升級(jí)版本 Multisim。在文章中也對(duì)它的工作界面使用方法做了簡(jiǎn)單的介紹。 關(guān)鍵詞 :IC74163； IC74191；電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化；自動(dòng)進(jìn)給；數(shù)字電路仿真 IV Abstract The auto-advancing driving system is the important part of numerical controlled processing equipment such as numeri cal controlled machine tool. This design mainly introduces two programs one is the numerical auto-advancing driving system whose kernel is middle scale number integration counter IC74163 and the other is numerical auto-advancing driving system whose kernel is middle scale number integration counter IC74191.and both of their operation components are stepping motor.The paper introduces the Design process of the State decoding programmable counter which belongs to the auto-advancing driving system In detail.It also involved the components that used in the Decoding programmable counter,the main use of the components ,the pin maps of the components ,etc. and gives the design alone. Article describes the working principle of the three-phase stepper motor actuator,drive system, the internal structure of the ring distributor ,working principle and so on, simply.Among the Design,I used Electronic design automation (EDA) software to do the Research and design,gives the simulation and experimental results.The simulation software used in the design is the Multisim which is the Upgrade edition of the EWB.The article also introduced the Working interface,and the Methods of the use. Key words: IC74163；IC74191；Electronic design automation； auto-advancing driving；Digital circuit simulation V 目 錄 1 緒論 . 1 1.1 加工中心的概念 . 1 1.2 加工中心的發(fā)展史 . 1 1.3 課題研究的意義 . 2 2 仿真軟件 MULTISIM . 3 2.1 EDA 技術(shù) . 3 2.1.1 什么是 EDA . 3 2.1.2 EDA 技術(shù)的概念 . 3 2.1.3 EDA 工具軟件 . 3 2.2 MULTISIM 電子仿真軟件的介紹及簡(jiǎn)單的使用說明 . 4 2.2.1 基本概念 . 4 2.2.2 仿真的內(nèi)容 . 4 2.2.3 電 路的構(gòu)建及仿真 . 4 2.2.4 MULTISIM 對(duì)元器件的管理 . 5 2.2.5 輸入并編輯電路 . 5 2.2.6 將元器件連接成電 路 . 6 2.2.7 MULTISIM11.0 特點(diǎn) . 6 3 加工中心刀具進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 9 3.1 自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的組成 . 9 3.2 執(zhí)行元件三相步進(jìn)電機(jī) . 9 3.2.1 步進(jìn)電機(jī)的簡(jiǎn)單定義 . 9 3.2.2 三相步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu) . 9 3.2.3 三相步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn) . 10 3.3 步進(jìn)電機(jī)環(huán)形分配器 . 10 3.3.1 工作原理 . 10 3.3.2 程序設(shè)計(jì) . 11 3.4 自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理 . 12 VI 3.5 基于 IC74163 自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 12 3.5.1 基于 IC74163 自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)介紹 . 12 3.5.2 IC74163 介紹 . 14 3.5.3 10-4 線編碼器 74147 介紹 . 15 3.5.4 6 反相器 7404 介紹 . 16 3.5.5 用 555 定時(shí)器接成多諧振蕩器的介紹 . 16 3.5.6 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果 . 17 3.5.7 自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的改進(jìn) . 17 3.5.8 4-16 線譯碼器 74159 介紹 . 19 3.5.9 16 選 1 數(shù)據(jù)選擇器 74150 介紹 . 20 3.5.10 電平觸發(fā)的 RS 觸發(fā)器的介紹 . 22 3.6 基于 IC74191 的自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 25 3.6.1 基于 IC74191 自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)介紹 . 25 3.6.2 IC74191 介紹 . 28 3.6.3 4D 觸發(fā)器 74175 介紹 . 29 3.6.4 仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 . 30 4 結(jié)論與展望 . 31 4.1 結(jié)論 . 31 4.2 展望 . 31 致 謝 . 32 參考文獻(xiàn) . 33 附錄 A . 34 附錄 B . 35 附錄 C . 36 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1.1 加工中心的概念 能自動(dòng)更換工具，對(duì)一次裝夾的工件進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床。加工中心 ,簡(jiǎn)稱 cnc，是由機(jī)械設(shè)備與 數(shù)控系統(tǒng) 組成的使用于加工復(fù)雜形狀工件的高效率 自動(dòng)化 機(jī)床。加工中心又叫 電腦鑼 。加工中心備有刀庫，具有自動(dòng)換刀功能，是對(duì)工件一次裝夾后進(jìn)行多工序加工的 數(shù)控機(jī)床 。加工中心是高度 機(jī)電一體化 的產(chǎn)品，工件裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制 機(jī)床 按不同工序自動(dòng)選擇、更換 刀具 、自動(dòng)對(duì)刀、自動(dòng)改變 主軸轉(zhuǎn)速 、進(jìn)給量等，可連續(xù)完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序，因而大大減少了 工件裝夾時(shí)間、測(cè)量和機(jī)床調(diào)整等輔助工序時(shí)間，對(duì)加工形狀比較復(fù)雜， 精度 要求較高，品種更換頻繁的 零件 具有良好的經(jīng)濟(jì)效果。 1.2 加工中心的發(fā)展史 加工中心（英文 CNC machining center）：是帶有刀庫和自動(dòng)換刀裝置的一種高度自動(dòng)化的多功能數(shù)控機(jī)床。在中國香港，臺(tái)灣及廣東一代也有很多人叫 它電腦鑼。 工件在加工中心上經(jīng)一次裝夾后，數(shù)字控制系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序，自動(dòng)選擇和更換刀具，自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其他輔助機(jī)能，依次完成工件幾個(gè)面上多工序的加工。并且有多種換刀或選刀功能，從而使生產(chǎn)效率大大提高。 加工中心按其加工工序分為鏜銑和車削兩大類，按控制軸數(shù)可分為三軸、四軸和五軸加工中心。 加工中心由于工序的集中和自動(dòng)換刀，減少了工件的裝夾、測(cè)量和機(jī)床調(diào)整等時(shí)間，使機(jī)床的切削時(shí)間達(dá)到機(jī)床開動(dòng)時(shí)間的 80左右 (普通機(jī)床僅為 15 20 )；同時(shí)也減少了工序之間的工件 周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時(shí)間，縮短了生產(chǎn)周期，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果。加工中心適用于零件形狀比較復(fù)雜、精度要求較高、產(chǎn)品更換頻繁的中小批量生產(chǎn)。 第一臺(tái)加工中心是 1958 年由美國卡尼 -特雷克公司首先研制成功的。它在數(shù)控臥式鏜銑床的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)換刀裝置，從而實(shí)現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進(jìn)行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工。二十世紀(jì) 70 年代以來，加工中心得到迅速發(fā)展，出現(xiàn)了可換主軸箱加工中心，它備有多個(gè)可以自動(dòng)更換的裝有刀具的多軸主軸箱，能對(duì)工件同時(shí)進(jìn)行多孔加工。這種多工序集中加工的形式也擴(kuò)展到了其他類型數(shù) 控機(jī)床，例如車削中心，它是在數(shù)控車床上配置多個(gè)自動(dòng)換刀裝置，能控制三個(gè)以上的坐標(biāo)，除車削外，主軸可以停轉(zhuǎn)或分度，而由刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行銑削、鉆削、鉸孔和攻絲等工序，適于加工復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)體零件。 加工中心按主軸的布置方式分為立式和臥式兩類。臥式加工中心一般具有分度轉(zhuǎn)臺(tái)或數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，可加工工件的各個(gè)側(cè)面；也可作多個(gè)坐標(biāo)的聯(lián)合運(yùn)動(dòng)，以便加工復(fù)雜的空間曲面。立式加工中心一般不帶轉(zhuǎn)臺(tái)，僅作頂面加工。此外，還有帶立、臥兩個(gè)主軸的復(fù)合式加工中心，和主軸能調(diào)整成臥軸或立軸的立臥可調(diào)式加工中心，它們能對(duì)工件進(jìn)行五個(gè)面的加工。 加工中心 的自動(dòng)換刀裝置由存放刀具的刀庫和換刀機(jī)構(gòu)組成。刀庫種類很多，常見的有盤式和鏈?zhǔn)絻深悺ｆ準(zhǔn)降稁齑娣诺毒叩娜萘枯^大。 換刀機(jī)構(gòu)在機(jī)床主軸與刀庫之間交換刀具，常見的為機(jī)械手；也有不帶機(jī)械手而由主軸直接與刀庫交換刀具的，稱無臂式換刀裝置。 為了進(jìn)一步縮短非切削時(shí)間，有的加工中心配有兩個(gè)自動(dòng)交換工件的托板。一個(gè)裝著工件在工作臺(tái)上加工，另一個(gè)則在工作臺(tái)外裝卸工件。機(jī)床完成加工循環(huán)后自動(dòng)交換托板，使裝卸工件與切削加工的時(shí)間相重合。加工中心通常以主軸與工作臺(tái)相對(duì)位置分類，分為臥式、立式和萬能加工中心。 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 臥式加工中心：是 指主軸軸線與工作臺(tái)平行設(shè)置的加工中心，主要適用于加工箱體類零件。 立式加工中心：是指主軸軸線與工作臺(tái)垂直設(shè)置的加工中心，主要適用于加工板類、盤類、模具及小型殼體類復(fù)雜零件。 萬能加工中心 (又稱多軸聯(lián)動(dòng)型加工中心 )：是指通過加工主軸軸線與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線的角度可控制聯(lián)動(dòng)變化，完成復(fù)雜空間曲面加工的加工中心。適用于具有復(fù)雜空間曲面的葉輪轉(zhuǎn)子、模具、刃具等工件的加工。 1.3 課題研究的意義 數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個(gè)基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力，關(guān)系到一個(gè)國家的戰(zhàn)略地 位。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。 數(shù)控機(jī)床等現(xiàn)代加工設(shè)備是采用自動(dòng)控制，數(shù)字裝置或電子計(jì)算機(jī)，全部或部分地取代一般通用機(jī)床在加工零件時(shí)對(duì)機(jī)床各種動(dòng)作的人工控制。各種控制功能，均是以數(shù)字和文字實(shí)現(xiàn)的。自動(dòng)進(jìn)給數(shù)控系統(tǒng)是現(xiàn)代加工設(shè)備的核心部分，它由數(shù)字邏輯電路組合而成，廣泛的應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、刨床、磨床等的自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)中。 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 2 仿真軟件 Multisim 2.1 EDA技術(shù) 2.1.1 什么是 EDA EDA 就是“ Electronic Design Automation”的縮寫。這種技術(shù)已經(jīng)在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 20 世紀(jì) 90 年代，國際上電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)較先進(jìn)的國家，一直在積極探索新的電子電路設(shè)計(jì)方法，并在設(shè)計(jì)方法、工具等方面進(jìn)行了徹底的變革，取得了巨大成功。在電子技術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，可編程邏輯器件（如 CPLD、 FPGA）的應(yīng)用，已得到廣泛的普及，這些器件為 數(shù)字系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)帶來了極大的靈活性。這些器件可以通過軟件編程而對(duì)其硬件結(jié)構(gòu)和工作方式進(jìn)行重構(gòu)，從而使得硬件的設(shè)計(jì)可以如同軟件設(shè)計(jì)那樣方便快捷。這一切極大地改變了傳統(tǒng)的 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì) 方法、設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)觀念，促進(jìn)了 EDA 技術(shù)的迅速發(fā)展。 EDA 技術(shù)就是以計(jì) 算機(jī)為工具，設(shè)計(jì)者在 EDA 軟件平臺(tái)上，用硬件描述語言 VHDL完成設(shè)計(jì)文件，然后由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地完成邏輯編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對(duì)于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。 EDA 技術(shù)的出現(xiàn)，極大地提高了電路設(shè)計(jì)的效率和可操作性，減輕了設(shè)計(jì)者的勞動(dòng)強(qiáng)度。 利用 EDA 工具，電子 設(shè)計(jì)師 可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計(jì) 電子系統(tǒng) ，大量工作可以通過計(jì)算機(jī)完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)計(jì)出 IC 版圖或 PCB版圖的整個(gè)過程的計(jì)算機(jī)上自動(dòng)處理完成。 現(xiàn)在對(duì) EDA 的概念或范疇用得很寬。包括在機(jī)械、電子、通信、航空航天、化工、礦產(chǎn)、生物、醫(yī)學(xué)、軍事等各個(gè)領(lǐng)域，都有 EDA 的應(yīng)用。目前 EDA 技術(shù)已在各大公司、企事業(yè)單位和科研教學(xué)部門廣泛使用。例如在飛機(jī)制造過程中，從設(shè)計(jì)、性能測(cè)試及特性分析直到飛行模擬，都可能涉及到 EDA 技術(shù)。 2.1.2 EDA技術(shù)的概念 EDA 技術(shù)是指以計(jì)算 機(jī)為工作平臺(tái)，融合了 應(yīng)用電子技術(shù) 、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果，進(jìn)行電子產(chǎn)品的自動(dòng)設(shè)計(jì)。 利用 EDA 工具，電子設(shè)計(jì)師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計(jì)算機(jī)完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)計(jì)出 IC 版圖或 PCB版圖的整個(gè)過程的計(jì)算機(jī)上自動(dòng)處理完成。 現(xiàn)在對(duì) EDA 的概念或范疇用得很寬。包括在機(jī)械、電子、通信、航空航天、化工、礦產(chǎn)、生物、醫(yī)學(xué)、軍事等各個(gè)領(lǐng)域， 都有 EDA 的應(yīng)用。目前 EDA 技術(shù)已在各大公司、企事業(yè)單位和科研教學(xué)部門廣泛使用。例如在飛機(jī)制造過程中，從設(shè)計(jì)、性能測(cè)試及特性分析直到飛行模擬，都可能涉及到 EDA 技術(shù)。本文所指的 EDA 技術(shù)，主要針對(duì)電子電路設(shè)計(jì)、 PCB 設(shè)計(jì)和 IC 設(shè)計(jì)。 EDA 設(shè)計(jì)可分為系統(tǒng)級(jí)、電路級(jí)和物理實(shí)現(xiàn)級(jí)。 2.1.3 EDA工具軟件 EDA 工具 軟件 可大致可分為芯片設(shè)計(jì)輔助軟件、可編程芯片 輔助設(shè)計(jì)軟件 、系統(tǒng)設(shè)計(jì)輔助軟件等三類。 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 目前進(jìn)入我國并具有廣泛影響的 EDA 軟件是系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件輔助類和可編程芯片輔助設(shè)計(jì)軟件： Protel、 Altium Designer、 PSPICE、 multiSIM10(原 EWB 的最新版本 )、 OrCAD、PCAD、 LSIIogic、 MicroSim、 ISE、 modelsim、 Matlab 等等。這些工具都有較強(qiáng)的功能，一般可用于幾個(gè)方面，例如很多軟件都可以進(jìn)行 電路設(shè)計(jì)與仿真 ，同進(jìn)還可以進(jìn)行 PCB 自動(dòng)布局布線，可輸出多種網(wǎng)表文件與 第三方軟件 接口。 下面按主要功能或主要應(yīng)用場(chǎng)合，分為電路設(shè)計(jì)與仿真工具、 PCB 設(shè)計(jì)軟件、 IC 設(shè)計(jì)軟件、 PLD 設(shè)計(jì)工具及其它 EDA 軟件，進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。 電子電路設(shè)計(jì)與仿真工具包括 SPICE/PSPICE； multiSIM； Matlab； SystemView；MMICAD LiveWire、 Edison、 Tina Pro Bright Spark 等。在本設(shè)計(jì)中主要用到的是 multiSIM仿真軟件。 2.2 MultiSIM電子仿真軟件的介紹及簡(jiǎn)單的使用說明 2.2.1 基本概念 1 工程師們可以使用 Multisim 交互式地搭建電路原理圖，并對(duì)電路進(jìn)行仿真。 Multisim提煉了 SPICE 仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣工程師無需懂得深入的 SPICE 技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計(jì)，這也使其更適合電子學(xué)教育。通過 Multisim 和虛擬儀器技術(shù)，PCB 設(shè)計(jì)工程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到 原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計(jì)和測(cè)試這樣一個(gè)完整的綜合設(shè)計(jì)流程 。 NI Multisim 軟件是一個(gè)專門用于電子電路仿真與設(shè)計(jì)的 EDA 工具軟件。作為 Windows 下運(yùn)行的個(gè)人桌面電子設(shè)計(jì)工具， NI Multisim 是一個(gè)完整的集成化設(shè)計(jì)環(huán)境。NI Multisim 計(jì)算機(jī)仿真與虛擬儀器技術(shù)可以很好地解決理論教學(xué)與實(shí)際動(dòng)手實(shí)驗(yàn)相脫節(jié)的這一問題。學(xué)員可以很方便地把剛剛學(xué)到的理論知識(shí)用計(jì)算機(jī)仿真真實(shí)的再現(xiàn)出來，并且可以用虛擬儀器技術(shù)創(chuàng)造出真正屬于自己的儀表。 NI Multisim 軟件絕對(duì)是電子學(xué)教學(xué)的首選軟件工具 。 2.2.2 仿真的內(nèi)容 1.器件建模及仿真 ； 2.電路的構(gòu)建及仿真 ； 3.系統(tǒng)的組成及仿真 ； 4.儀表儀器原理及制造仿真 。 器件建模及仿真：可以建模及仿真的器件 :模擬器件（二極管，三極管，功率管等） ；數(shù)字器件（ 74 系列， COMS 系列， PLD， CPLD 等） ；FPGA 器件。 2.2.3 電路的構(gòu)建及仿真 單元電路、功能電路、單片機(jī)硬件電路的構(gòu)建及相應(yīng)軟件調(diào)試的仿真 。 系統(tǒng)的組成及仿真： Commsim 是一個(gè)理想的通信系統(tǒng)的教學(xué)軟件。它很適用于如 信號(hào)與系統(tǒng) 、 通信 、 網(wǎng)絡(luò) 等課程，難度適合從一般介紹到高 級(jí)。使學(xué)生學(xué)的更快并且掌握的更多。 Commsim 含有 200 多個(gè)通用通信和數(shù)學(xué)模塊，包含工業(yè)中的大部分編碼器，調(diào)制器，濾波器，信號(hào)源，信道等， Commsim 中的模塊和通常通信技術(shù)中的很一致，這可以確保你的學(xué)生學(xué)會(huì)當(dāng)今所有最重要的通信技術(shù) 。 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5 要觀察仿真的結(jié)果，你可以有多種選擇：時(shí)域，頻域， XY 圖，對(duì)數(shù)坐標(biāo)，比特誤碼率，眼圖和功率譜。 儀表儀器的原理及制造仿真：可以任意制造出屬于自己的虛擬儀器、儀表，并在計(jì)算機(jī)仿真環(huán)境和實(shí)際環(huán)境中進(jìn)行使用。 PCB 的設(shè)計(jì)及制作：產(chǎn)品級(jí)版圖的設(shè)計(jì)及制作。 2.2.4 Multisim對(duì)元器件的管理 EDA 軟件所能提供的元器件的多少以及元器件模型的準(zhǔn)確性都直接決定了該 EDA 軟件的質(zhì)量和易用性。 Multisim 為用戶提供了豐富的元器件，并以開放的形式管理元器件，使得用戶能夠自己添加所需要的元器件。 Multisim 以庫的形式管理元器件，通過菜單 Tools/ Database Management 打開 Database Management（數(shù)據(jù)庫管理）窗口（如下圖所示），對(duì)元器件庫進(jìn)行管理。 在 Database Management 窗口中的 Daltabase 列表中有兩個(gè)數(shù)據(jù)庫： Multisim Master 和User。其中 Multisim Master 庫中存放的是軟件為用戶提供的元器件， User 是為用戶自建元器件準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)庫。用戶對(duì) Multisim Master 數(shù)據(jù)庫中的元器件和表示方式?jīng)]有編輯權(quán)。當(dāng)選中 Multisim Master 時(shí)，窗口中對(duì)庫的編輯按鈕全部失效而變成灰色。但用戶可以通過這個(gè)對(duì)話窗口中的 Button in Toolbar 顯示框，查找?guī)熘胁煌悇e器件在工具欄中的表示方法。據(jù)此用戶可以通過選擇 User 數(shù)據(jù)庫，進(jìn)而對(duì)自建元器件進(jìn)行編輯管理。 在 Multisim Master 中有實(shí)際元器件和虛擬元器件，它們之間根本差別在于：一種是與實(shí)際元器件的型號(hào)、參數(shù)值以及封裝都相對(duì)應(yīng)的元器件，在設(shè)計(jì)中選用此類器件，不僅可以使設(shè)計(jì)仿真與實(shí)際情況有良好的對(duì)應(yīng)性，還可以直接將設(shè)計(jì)導(dǎo)出到 Ultiboard 中進(jìn)行 PCB的設(shè)計(jì)。另一種器件的參數(shù)值是該類器件的典型值，不與實(shí)際器件對(duì)應(yīng)，用戶可以根據(jù)需要改變器件模型的參數(shù)值，只能用于仿真，這類器件稱為虛擬器件。它們?cè)诠ぞ邫诤蛯?duì)話窗口中的表示方法也不同。在元器件工具欄中，雖然代表虛擬器件的按鈕的圖標(biāo)與該類實(shí)際器件的圖標(biāo)形狀相同，但虛擬器件的按鈕有底色，而實(shí)際 器件沒有 。 相同類型的實(shí)際元器件和虛擬元器件的按鈕并排排列，并非所有的是元器件都設(shè)有虛擬類的器件。在元器件類型列標(biāo)中，虛擬元器件類的后綴標(biāo)有 Virtual。 2.2.5 輸入并編輯電路 輸入電路圖是分析和設(shè)計(jì)工作的第一步，用戶從元器件庫中選擇需要的元器件放置在電路圖中并連接起來 ,為分析和仿真做準(zhǔn)備。 為了適應(yīng)不同的需求和用戶習(xí)慣，用戶可以用菜單 Option/Preferences 打開 Preferences對(duì)話窗口。 通過該窗口的 6 個(gè)標(biāo)簽選項(xiàng)，用戶可以就編輯界面顏色、電路尺寸、縮放比例、自動(dòng)存儲(chǔ)時(shí)間等內(nèi)容作相 應(yīng)的設(shè)置。 取用元器件的方法有兩種：從工具欄取用或從菜單取用。下面將以 74LS00 為例說明兩種方法。 具欄取用： Design 工具欄 ；Multisim Master 工具欄 ；TTL 工具欄 ；74LS 按鈕 。 從 TTL 工具欄中選擇 74LS 按鈕打開這類器件的 Component Browser 窗口，如下圖所示。其中包含的字段有 Database name（元器件數(shù)據(jù)庫）， Component Family（元器件類型列表）， Component Name List（元器件名細(xì)表）， Manufacture Names（生產(chǎn)廠家）， Model Level-ID（模型層次）江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 等內(nèi)容 。 從菜單取用：通過 Place/ Place Component 命令打開 Component Browser 窗口。選中相應(yīng)的元器件 在 Component Family Name 中選擇 74LS系列，在 Component Name List 中選擇 74LS00。單擊 OK 按鈕就可以選中 74LS00。 7400 是四 /二輸入與非門，在窗口種的 Section A/B/C/D分別代表其中的一個(gè)與非門，用鼠標(biāo)選中其中的一個(gè)放置在電路圖編輯窗口中。器件在電路圖中顯示的圖形符號(hào)，用戶可以 在上面的 Component Browser 中的 Symbol 選項(xiàng)框中預(yù)覽到。當(dāng)器件放置到電路編輯窗口中后，用戶就可以進(jìn)行移動(dòng)、復(fù)制、粘貼等編輯工作了，在此不再詳述。 2.2.6 將元器件連接成電路 在將電路需要的元器件放置在電路編輯窗口后，用鼠標(biāo)就可以方便地將器件連接起來。方法是：用鼠標(biāo)單擊連線的起點(diǎn)并拖動(dòng)鼠標(biāo)至連線的終點(diǎn)。在 Multisim 中連線的起點(diǎn)和終點(diǎn)不能懸空。 2.2.7 Multisim11.0特點(diǎn) 直觀的圖形界面 ： 整個(gè)操作界面就像一個(gè)電子實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)，繪制電路所需的元器件和仿真所需的測(cè)試儀器均可 直接拖放到屏幕上，輕點(diǎn)鼠標(biāo)可用導(dǎo)線將它們連接起來，軟件儀器的控制面板和操作方式都與實(shí)物相似，測(cè)量數(shù)據(jù)、波形和特性曲線如同在真實(shí)儀器上看到的 。 豐富的元器件 ： 提供了世界主流元件提供商的超過 17000 多種元件，同時(shí)能方便的對(duì)元件各種參數(shù)進(jìn)行編輯修改，能利用模型生成器以及代碼模式創(chuàng)建模型等功能，創(chuàng)建自己的元器件。 強(qiáng)大的仿真能力 ： 以 SPICE3F5 和 Xspice 的內(nèi)核作為仿真的引擎，通過 Electronic workbench 帶有的增強(qiáng)設(shè)計(jì)功能將數(shù)字和混合模式的仿真性能進(jìn)行優(yōu)化。包括 SPICE 仿真、 RF 仿真 、 MCU 仿真、 VHDL 仿真、電路向?qū)У裙δ堋?豐富的測(cè)試儀器 ： 提供了 22 種虛擬儀器進(jìn)行電路動(dòng)作的測(cè)量： Multimeter(萬用表 ) Function Generatoer(函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 ) Wattmeter(瓦特表 ) Oscilloscope(示波器 ) Bode Plotter(波特儀 ) Word Generator(字符發(fā)生器 ) Logic Analyzer(邏輯分析儀 ) Logic Converter(邏輯轉(zhuǎn)換儀 ) Distortion Analyer(失真度儀 ) Spectrum Analyzer(頻譜儀 ) Network Analyzer(網(wǎng)絡(luò)分析儀 ) Measurement Pribe(測(cè)量探針 ) 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 Four Channel Oscilloscope(四蹤示波器 ) Frequency Counter(頻率計(jì)數(shù)器 ) IV Analyzer(伏安特性分析儀 ) Agilent Simulated Instruments(安捷倫仿真儀器 ) Agilent Oscilloscope(安捷倫示波器 ) Tektronix Simulated Oscilloscope(泰克仿真示波器 ) Voltmeter(伏 特表 ) Ammeter(安培表 ) Current Probe(電流探針 ) Lab VIEW Instrument(Lab VIEW 儀器 ) 這些儀器的設(shè)置和使用與真實(shí)的一樣，動(dòng)態(tài)互交顯示。除了 Multisim 提供的默認(rèn)的儀器外，還可以創(chuàng)建 LabVIEW 的自定義儀器，使得圖形環(huán)境中可以靈活地可升級(jí)地測(cè)試、測(cè)量及控制應(yīng)用程序的儀器。 完備的分析手段 ： Multisimt 提供了許多分析功能： DC Operating Point Analysis（直流工作點(diǎn)分析 ） AC Analysis（交流分析） Transient Analysis（瞬態(tài)分析） Fourier Analysis（傅里葉分析） Noise Analysis（噪聲分析） Distortion Analysis（失真度分析） DC Sweep Analysis（直流掃描分析） DC and AC Sensitvity Analysis（直流和交流靈敏度分析） Parameter Sweep Analysis（參數(shù)掃描分析） Temperature Sweep Analysis（溫度掃描分析） Transfer Function Analysis（傳輸 函數(shù)分析） Worst Case Analysis（最差情況分析 ） Pole Zero Analysis（零級(jí)分析） Monte Carlo Analysis（蒙特卡羅分析） Trace Width Analysis（線寬分析） Nested Sweep Analysis（嵌套掃描分析） Batched Analysis（批處理分析） User Defined Analysis（用戶自定義分析） 它們利用仿真產(chǎn)生的數(shù)據(jù)執(zhí)行分析，分析范圍很廣，從基本的 到極端的到不常見的都有，并可以將一個(gè)分析作為另一個(gè)分析的一部分的自動(dòng)執(zhí)行。集成 LabVIEW 和Signalexpress 快速進(jìn)行原型開發(fā)和測(cè)試設(shè)計(jì)，具有符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的交互式測(cè)量和分析功能； 獨(dú)特的射頻 (RF)模塊 ： 提供基本射頻電路的設(shè)計(jì)、分析和仿真。射頻模塊由 RF-specific（射頻特殊元件，包括自定義的 RF SPICE 模型）、用于創(chuàng)建用戶自定義的 RF 模型的模型生成器、兩個(gè)江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 RF-specific 儀器（ Spectrum Analyzer 頻譜分析儀和 Network Analyzer 網(wǎng)絡(luò)分析儀）、一些RF-specific 分析（電路特性、匹配網(wǎng)絡(luò)單元、噪聲系數(shù)）等組成； 強(qiáng)大的 MCU 模塊 ： 支持 4 種類型的單片機(jī)芯片 ,支持對(duì)外部 RAM、外部 ROM、鍵盤和 LCD 等外圍設(shè)備的仿真，分別對(duì) 4 種類型芯片提供匯編和編譯支持；所建項(xiàng)目支持 C 代碼、匯編代碼以及16 進(jìn)制代碼 ,并兼容第三方工具源代碼； 包含設(shè)置斷點(diǎn)、單步運(yùn)行、查看和編輯內(nèi)部 RAM、特殊功能寄存器等高級(jí)調(diào)試功能。 完善的后處理 ： 對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行的數(shù)學(xué)運(yùn)算操作類型包括算術(shù)運(yùn)算、三角運(yùn)算、指數(shù)運(yùn)行、對(duì)數(shù)運(yùn)算、復(fù)合運(yùn)算、向量運(yùn)算和邏輯運(yùn)算等； 詳細(xì)的報(bào)告 ： 能夠呈現(xiàn)材 料清單、元件詳細(xì)報(bào)告、網(wǎng)絡(luò)報(bào)表、原理圖統(tǒng)計(jì)報(bào)告、多余門電路報(bào)告、模型數(shù)據(jù)報(bào)告、交叉報(bào)表 7 種報(bào)告； 兼容性好的信息轉(zhuǎn)換 ： 提供了轉(zhuǎn)換原理圖和仿真數(shù)據(jù)到其他程序的方法，可以輸出原理圖到 PCB 布線（如Ultiboard、 OrCAD、 PADS Layout2005、 P-CAD 和 Protel）；輸出仿真結(jié)果到 MathCAD、Excel 或 LabVIEW；輸出網(wǎng)絡(luò)表文件；向前和返回注；提供 Internet Design Sharing（互聯(lián)網(wǎng)共享文件） 。 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 3 加工中心刀具進(jìn) 給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1 自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的組成 自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)是由位置檢測(cè)電路、控制脈沖生成電路、控制門、脈沖源、可編程計(jì)數(shù)器、環(huán)形分配器、驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行元件等組成。 圖 3.1 是自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的邏輯框圖。 圖 3.1 自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的邏輯框圖 3.2 執(zhí)行元件三相步進(jìn)電機(jī) 3.2.1 步進(jìn)電機(jī)的簡(jiǎn)單定義 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為不連續(xù)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的機(jī)電裝置。當(dāng)施加適當(dāng)?shù)碾娒}沖指令時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子的出軸或外轉(zhuǎn)子將會(huì)以不連續(xù)的步進(jìn)增量旋轉(zhuǎn)。 電機(jī) 的旋轉(zhuǎn)與施加的脈沖之間有幾個(gè)方面的直接關(guān)系：首先所加脈沖的順序直接決定著電機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的方向。其次電機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的速度由于速度正比于脈沖頻率，有比較寬的轉(zhuǎn)速范圍。而旋轉(zhuǎn)的角度或者圈數(shù)和所加的脈沖數(shù)成正比。僅僅將負(fù)載直接連接到電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上也可以極低速的同步旋轉(zhuǎn)。 3.2.2 三相步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 電機(jī)轉(zhuǎn)子均勻分布著很多小齒，定子齒有三個(gè)勵(lì)磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯(cuò)開。 0、 1/3 、 2/3 ,（相鄰兩轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以表示），即 A 與齒 1 相對(duì)齊， B 與齒 2 向右錯(cuò)開 1/3 ， C 與齒 3 向右錯(cuò)開 2/3 ， A與齒 5 相對(duì)齊，（ A就是 A，齒 5 就是齒 1）下面是定轉(zhuǎn)子的展開 如圖 3.2： 脈 沖 源 位 置 檢 測(cè) 控 制 門 控 制 脈 沖 生 成 環(huán) 形 分 配 器 可 編 程 計(jì) 數(shù) 器 驅(qū) 動(dòng) 裝 置 執(zhí) 行 元件 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 圖 3.2 三相步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子展開圖 3.2.3 三相步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn) 如 A 相通電， B， C 相不通電時(shí)，由于磁場(chǎng)作用，齒 1 與 A 對(duì)齊，（轉(zhuǎn)子不受任何力以下均同）。 如 B 相通電， A， C 相不通電時(shí)，齒 2 應(yīng)與 B 對(duì)齊，此時(shí)轉(zhuǎn)子向右移過 1/3 ，此時(shí)齒 3 與 C 偏移為 1/3 ，齒 4 與 A 偏移（ -1/3 ） =2/3 。 如 C 相通電， A， B 相不通電，齒 3 應(yīng)與 C 對(duì)齊，此時(shí)轉(zhuǎn)子又向右移過 1/3 ，此時(shí)齒 4 與 A 偏移為 1/3 對(duì)齊。 如 A 相通電， B， C 相不 通電，齒 4 與 A 對(duì)齊，轉(zhuǎn)子又向右移過 1/3 這樣經(jīng)過 A、 B、 C、 A 分別通電狀態(tài)，齒 4（即齒 1 前一齒）移到 A 相，電機(jī)轉(zhuǎn)子向右轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距，如果不斷地按 A， B， C， A 通電，電機(jī)就每步（每脈沖） 1/3 ,向右旋轉(zhuǎn)。如按 A， C， B， A 通電，電機(jī)就反轉(zhuǎn)。 由此可見：電機(jī)的位置和速度由導(dǎo)電次數(shù)（脈沖數(shù)）和頻率成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。而方向由導(dǎo)電順序決定。 3.3 步進(jìn)電機(jī)環(huán)形分配器 3.3.1 工作原理 步進(jìn)電機(jī)控制主要有三個(gè)重要參數(shù)即轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)過的角度和轉(zhuǎn)向。由于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)是由輸入脈沖信號(hào)控制，所以轉(zhuǎn)速是由輸入脈沖 信號(hào)的頻率決定，而轉(zhuǎn)過的角度由輸入脈沖信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)決定。轉(zhuǎn)向由環(huán)形分配器的輸出通過步進(jìn)電機(jī) A、 B、 C 相繞組來控制，環(huán)形分配器通過控制各相繞組通電的相序來控制步電機(jī)轉(zhuǎn)向。如圖 3.3 給出了一個(gè)雙向三相六拍環(huán)形分配器的邏輯電路。電路的輸出除決定于復(fù)位信號(hào) RESET 外，還決定于輸出端 QA、 QB、 QC 的歷史狀態(tài)及控制信號(hào) EN 使能信號(hào)、 CON 正反轉(zhuǎn)控制信號(hào)和輸入脈沖信號(hào)。其真值表如表 3-1 所示。 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 圖 3.3 雙向三相六拍環(huán)形分配器的邏輯電路 表 3-1 真值表 3.3.2 程序設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)采用組合邏輯設(shè)計(jì)法，由真值表可知： 當(dāng) CON 0 時(shí)，輸出 QA、 QB、 QC 的邏輯關(guān)系為： 當(dāng) CON 1 時(shí)，輸出 QA、 QB、 QC 的邏輯關(guān)系為： 當(dāng) CON 0，正轉(zhuǎn)時(shí) 步進(jìn)機(jī) A、 B、 C 相線圈的通電相序?yàn)椋?當(dāng) CON 1，反轉(zhuǎn)時(shí)各相線圈通電相序?yàn)椋?CON 1 0 Z EN CLK A B C A B C 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 QA、 QB、 QC 的狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件為輸入脈沖信號(hào)上升沿到來，狀態(tài)由前一狀態(tài)轉(zhuǎn)為后一狀態(tài)。 3.4 自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理 自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)中的可編程計(jì)數(shù)器是控制機(jī)床進(jìn)給量的裝置，進(jìn)給量的大小有經(jīng)給脈沖的多少?zèng)Q定，脈沖數(shù)目由計(jì)數(shù)器提供。因此計(jì)數(shù)器應(yīng)具有可變進(jìn)制計(jì)數(shù)的功能，接通電源時(shí)計(jì)數(shù)器應(yīng)自動(dòng)置數(shù)或置零；當(dāng)?shù)毒哌\(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置時(shí)，位置檢測(cè)電路通過控制脈沖生成電路和控制門發(fā)出的進(jìn)給啟動(dòng)信號(hào)，啟動(dòng)計(jì)數(shù)器按設(shè)定的值計(jì)數(shù)，達(dá)到預(yù)定進(jìn) 給量后輸出一個(gè)進(jìn)給停止脈沖信號(hào)，使計(jì)數(shù)器和執(zhí)行元件停止工作，完成一個(gè)自動(dòng)進(jìn)給周期。 3.5 基于 IC74163自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.5.1 基于 IC74163自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)介紹 圖 3.4 是狀態(tài)譯碼置數(shù)可編程計(jì)數(shù)器 ABCDEFGHI是狀態(tài)譯碼可編程計(jì)數(shù)器的置數(shù)開關(guān)，通過 10-4 線編碼器 74147 和六反相器 7404 將預(yù)制數(shù)代碼送至 IC74163的置數(shù)輸入端 D、 C、 B、 A； IC74163 的輸出端 QD、 QA 經(jīng)與非門 G 接至預(yù)制數(shù)端 LOAD，當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出狀態(tài) QD QC QB QA=1001 時(shí)， LOAD =0，此時(shí)無論使能端 ENP、 ENT為何值，計(jì)數(shù)器執(zhí)行并送數(shù)，當(dāng) CLK 麻涌上升沿到來時(shí)，預(yù)置數(shù)置入各相應(yīng)觸發(fā)器，即QD QC QB QA=D C B A 。根據(jù)輸入預(yù)置數(shù)據(jù)不同， IC74163 形成不同進(jìn)制計(jì)數(shù)器，即循環(huán)模數(shù) M 由置數(shù)開關(guān)的取值而定，成為 M 可編程計(jì)數(shù)器。表 3-2 是計(jì)數(shù)器的編程狀態(tài)表。 圖 3.4 狀態(tài)譯碼置數(shù)可編程計(jì)數(shù)器 表 3-2 自動(dòng)進(jìn)給計(jì)數(shù)器的變成狀態(tài)表 編程狀態(tài)開關(guān) 預(yù)置數(shù)值 循環(huán)模數(shù) A B C D E F G H I D C B A M 0 1001 1 0 1 1000 2 0 1 1 0111 3 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 續(xù)表 3-2 0 1 1 1 0110 4 0 1 1 1 1 0101 5 0 1 1 1 1 1 0100 6 0 1 1 1 1 1 1 0011 7 0 1 1 1 1 1 1 1 0010 8 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0001 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0000 10 圖 3.5 是基于 IC74163 的自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)仿真電路，由狀態(tài)譯碼置數(shù)可編程計(jì)數(shù)器和自動(dòng)進(jìn)給控制電路組成。自動(dòng)進(jìn)給控制電路，由 3-3 輸入端與非門 7410 構(gòu)成 SR 觸發(fā)器，與非門 G2 是自動(dòng)進(jìn)給控制門， Us 是時(shí)鐘脈沖信號(hào)源，由 555 定時(shí)器構(gòu)成自激多諧振蕩器，振蕩頻率設(shè)計(jì)為 25Hz，適于刀具進(jìn)給速度為 25 次 /S。 S1、 S2 為常開延時(shí)打開定時(shí)開關(guān)，轉(zhuǎn)換開關(guān) X代替位置檢測(cè)裝置，發(fā)出位置檢測(cè)負(fù)脈沖信號(hào)。 圖 3.5 基于 IC74163 的自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)仿真電路 圖 3.6 是置數(shù)開關(guān) ABCDEFGHI全為 1.即進(jìn)給當(dāng)量 CLK=9 時(shí)的工作時(shí)序。接通電源時(shí)常開延時(shí)打開定時(shí)開關(guān) S1，設(shè)定為 on time=0.1s 然后打開，其作用是保證在無觸發(fā)信號(hào)或開機(jī)時(shí)觸發(fā)器輸出穩(wěn)定的低電平。 S1 的功能可由積分電路實(shí)現(xiàn)。 S2 設(shè)定為 on time=0.5s 然后打開，對(duì)可編程計(jì)數(shù)器通電清零。當(dāng)?shù)毒哌\(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置時(shí)，位置檢測(cè)電路便會(huì)發(fā)出進(jìn)給啟動(dòng)負(fù)脈沖信號(hào) Ust，該信號(hào)通過 7410 的引腳 8 輸出高電平 Uo，將控制門G2 打開，使時(shí)鐘脈沖 CLK 通過 G 們達(dá)到 IC74163 的時(shí)鐘輸入端，開 始進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)給計(jì)數(shù)。江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 同時(shí)該時(shí)鐘脈沖經(jīng)過環(huán)形分配器、功率放大電路，驅(qū)動(dòng)自動(dòng)進(jìn)給執(zhí)行元件（步進(jìn)電機(jī)）；當(dāng)?shù)毒哌_(dá)到預(yù)置進(jìn)給量時(shí)，利用 IC74163 的 LOAD端出現(xiàn)的下跳信號(hào) Ustop，作用在 RS觸發(fā)器上面，冰在 7410 的引腳 8 輸出低電平，關(guān)閉控制門 G2，時(shí)鐘脈沖被禁止，完成一個(gè)自動(dòng)進(jìn)給工作周期。 圖 3.6 CLK=9 時(shí)的自動(dòng)進(jìn)給時(shí)序圖 3.5.2 IC74163介紹 具有同步清零 ,可預(yù)置數(shù)的同步 16 進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。 IC74163 邏輯符號(hào)如圖 3.7： 圖 3.7 IC74163 邏輯符號(hào) 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15 IC74163 功能表如表 3-3： 表 3-3 IC74163 功能表 3.5.3 10-4線編碼器 74147介紹 2 在數(shù)字系統(tǒng)里，常常需要將某一信息（輸入）變換為某一特定的代碼（輸出）。把二進(jìn)制碼按一定的規(guī)律編制，如 8421 碼、格雷碼等，使每組代碼具有一特定的含義（代表某個(gè)數(shù) 或控制信號(hào)）稱為編碼。具有編碼功能的邏輯電路稱為編碼器。 10 線 4 線編碼器是輸入十進(jìn)制數(shù)（十個(gè)輸入分別代表 0 9 十個(gè)數(shù)）輸出相應(yīng) BCD 碼。 10-4 線編碼器 3.8（ a）邏輯圖； 3.8（ b）方框圖 圖 3.8 10-4 線編碼器（ a）邏輯圖 （ b）方框圖 編碼器 74147 真值表如表 3-4 表 3-4 編碼器 74147 真值表 輸 入 輸 出 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 I 8 I 9 D C B A CLK CLR LOAD ET EP 功能 0 異步清零 1 0 同步置數(shù) 1 1 0 1 保持 1 1 1 0 保持， ROC=0 1 1 1 1 模 16 加法計(jì)數(shù) 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 續(xù)表 3-4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 X X X X X X X X 0 X X X X X X X 0 1 X X X X X X 0 1 1 X X X X X 0 1 1 1 X X X X 0 1 1 1 1 X X X 0 1 1 1 1 1 X X 0 1 1 1 1 1 1 X 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 3.5.4 6反相器 7404介紹 6 反相器是一種包含 6 個(gè)反相器的集成電路。圖 3.9 是 7404 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 圖 3.9 7404 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 3.5.5 用 555定時(shí)器接成多諧振蕩器的介紹 3 整個(gè)系統(tǒng)的脈沖信號(hào)源均是運(yùn)用 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器來實(shí)現(xiàn)。為了得到等于50%的占空比，采用了如圖 3.10 所示的電路，由于接入了二極管 D1 和 D2,電容的充電電流和放電電流流經(jīng)不同的路徑，充電電流只流經(jīng) R1，放電電流只流經(jīng) R2,因此電容 C 的充電時(shí)間為 1T =R1 Cln2 (3.5.5.1) 放電時(shí)間為 2T =R2 Cln2 (3.5.5.2) 故輸出脈沖的占空比為 211RRRq (3.5.5.3) 若取 R1 =R2 ，則 q=50%。振蕩周期為 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17 T= 1T + 2T =(R1 +R2 )Cln2 (3.5.5.4) 振蕩頻率為 2ln)( 11 21 CRRTf (3.5.5.5) 圖 3.10 用 555定時(shí)器接成的 多諧振蕩器 3.5.6 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果 用 multisim 軟件對(duì)圖 3.5 所示的自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)，接通電源后，通過編程開關(guān)設(shè)定進(jìn)給量，調(diào)整好定時(shí)時(shí)間，然后設(shè)定虛擬（或?qū)嶋H）數(shù)字邏輯分析儀和示波器內(nèi)時(shí)鐘頻率，可觀測(cè)到各點(diǎn)的波形，進(jìn)給脈沖的數(shù)目可由 LED 七段譯碼顯示器顯示，顯示的是一位十六進(jìn)制數(shù)碼，仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合要求。 3.5.7 自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的改進(jìn) 將集成計(jì)數(shù)器 74163,4-16 線譯碼器 74159,16 選 1 數(shù)據(jù)選擇器 74150，編 程開關(guān)DCBA,譯碼顯示器組成狀態(tài)譯碼置零可編程計(jì)數(shù)器，如圖 3.11 所示。 自動(dòng)進(jìn)給控制電路仍有 3-3 輸入端與非門 7410 構(gòu)成 RS 觸發(fā)器來完成，組成的自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)如圖 3.12 所示。 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 圖 3.11 狀態(tài)譯碼置零可編程計(jì)數(shù)器 圖 3.12 自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng) 圖 3.13 是置數(shù)開關(guān) DCBA=0110 時(shí)，即當(dāng)進(jìn)給量 CKL=6 時(shí)的工作時(shí)序圖。 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 圖 3.13 CKL=6 時(shí)的工作時(shí)序圖 3.5.8 4-16線譯碼器 74159介紹 4 有兩個(gè)使能端 G1、 G2 控制輸入端，其功能一致 ，兩個(gè)使能輸入端為低電平時(shí)，實(shí)現(xiàn)將四位二進(jìn)制碼譯成輸出端編號(hào)為 015 這 16 個(gè)相對(duì)應(yīng)的低電平輸出，當(dāng)兩個(gè)使能端輸出不全為低電平時(shí)， 16 個(gè)輸出端全為高電平。 圖 3.14 是 74159 的結(jié)構(gòu)框圖，表 3-5 是 74159 的真值表： 圖 3.14 74159 的結(jié)構(gòu)框圖 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 表 3-5 74159 的真值表 輸 入 輸 出 G1 G2 D C B A 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3.5.9 16選 1數(shù)據(jù)選擇器 74150介紹 5 當(dāng)使能端 G為高電平時(shí)，輸出為高電平，當(dāng)使能端 G為低電平時(shí)執(zhí)行選擇功能。 圖 3.15 是數(shù)據(jù)選擇器 74150 的結(jié)構(gòu)框圖。 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 圖 3.15 數(shù)據(jù)選擇器 74150 結(jié)構(gòu)框圖 表 3-6 是數(shù)據(jù)選擇器 74150 功能表： 表 3-6 數(shù)據(jù)選擇器 74150 功能表 輸 入 輸出端 W G D C B A 1 1 0 0 0 0 0 E0 0 0 0 1 0 E1 0 0 1 0 0 E2 0 0 1 1 0 E3 0 1 0 0 0 E4 0 1 0 1 0 E5 0 1 1 0 0 E6 0 1 1 1 0 E7 1 0 0 0 0 E8 1 0 0 1 0 E9 1 0 1 0 0 E10 1 0 1 1 0 E11 1 1 0 0 0 E12 1 1 0 1 0 E13 1 1 1 0 0 E14 1 1 1 1 0 E15 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 3.5.10 電平觸發(fā)的 RS觸發(fā)器的介紹 6 RS 鎖存器是各種觸發(fā)電路的基本構(gòu)成部分。雖然它也有兩個(gè)能夠自行保持的穩(wěn)定狀態(tài)，并且可以根據(jù)輸入信號(hào)的置成 1 或 0 狀態(tài)，但是由于它的置 0 或者置 1 操作是由輸入的置 1 或置 0 信號(hào)直接完成的，不需要出發(fā)信號(hào)的的觸發(fā)。 在電平觸發(fā)的觸發(fā)器電路中，除了置 1 置 0 輸入端以外，又增加了一個(gè)觸發(fā)信號(hào)輸入端，只有觸發(fā)信號(hào)變?yōu)橛行щ娖胶?，觸發(fā)器才能按照輸入的的置 1 置 0 信號(hào)置成相應(yīng)的狀態(tài)。通常將這個(gè)信號(hào)稱為時(shí)鐘信號(hào)（ clock），記作 CLK。當(dāng)系統(tǒng)中有多個(gè)觸發(fā)器需要同時(shí)動(dòng)作時(shí)，就可以用一個(gè) CLK 作為同 步控制信號(hào)。 圖 3.16 是電平觸發(fā)器的基本電路結(jié)構(gòu)形式。習(xí)慣上也將這個(gè)電路稱為同步 SR 觸發(fā)器。這個(gè)電路由兩個(gè)部分組成：由與非門 G1、 G2 組成的 SR 鎖存器和與非門 G3、 G4 組成的輸入控制電路。 由圖可知當(dāng) CLK=0 時(shí)，門 G3、 G4 的輸出始終停留在 1 狀態(tài)， S、 R 端信號(hào)無法通過G3、 G4 而影響輸出狀態(tài)，故輸出保持原來的狀態(tài)不變。只有當(dāng)觸發(fā)信號(hào) CLK 變成高電平以后 S、 R 信號(hào)才通過門 G3、 G4 加到由門 G1、 G2 組成的鎖存器上，觸發(fā)電路發(fā)生變化，使 Q 和 Q根據(jù) SR 信號(hào)而改變狀態(tài)。因此將 CLK 這種控制方式稱為電平觸發(fā)方式 。 圖 3.16 電平觸發(fā) SR 觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu) 在圖 3.17 所示的圖形符號(hào)中，用框內(nèi)的 C1 表示 CLK 是編號(hào)為 1 的一個(gè)控制信號(hào)。 1S和 1R 表示 C1 控制的兩個(gè)輸入信號(hào)，只有在 C1 為有效電平（ C1=1）， 1S 和 1R 信號(hào)才能起作用。框圖外部的輸入端處沒有小圓圈表示 CLK 為高電平有效。（如果在 CLK 輸入端畫有小圓圈則表示 CLK 是以低電平為有效信號(hào)。） 圖 3.17 電平觸發(fā) SR 觸發(fā)器圖形符號(hào) 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 23 圖 3.18 電路的特性表如表 3-7 所示，從表中可見，只有當(dāng) CLK=1 時(shí)，觸發(fā)器輸出端的狀態(tài)才受輸入信號(hào)的控制，而且在 CLK=1 時(shí)這個(gè)特性表與 SR 鎖存器的特性表是一樣的。同時(shí)，電平觸發(fā) SR 觸發(fā)器的輸入信號(hào)同樣應(yīng)當(dāng)遵守 SR=0 的約束條件。否則當(dāng) S、 R 同時(shí)由 1 變?yōu)?0 的時(shí)候，或者 S=R=1 時(shí) CLK 回到 0，觸發(fā)器的次狀態(tài)將無法確知。 表 3-7 電平觸發(fā) SR 觸發(fā)器的特性表 CLK S R Q Q* 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 在某些場(chǎng)合， 有事需要在 CLK 的有效電平到達(dá)之前預(yù)先將觸發(fā)器置成指定狀態(tài)，為此，在實(shí)用的電路上往往還設(shè)置有異步置 1 輸入端 SD 和異步置 0 輸入端 RD 如圖 3.18 所示 圖 3.18 帶異步置位、復(fù)位端的電平觸發(fā) SR 觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu) 只要在 SD 或 RD 加入低電平，既可立即將觸發(fā)器置 1 或置 0，而不受輸入信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)的控制。因此，將 SD 稱為異步置位（置 1）端，將 RD 稱為異步復(fù)位（置 0）端。江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 觸發(fā)器在時(shí)鐘信號(hào)控制下正常工作時(shí)應(yīng)使 SD 和 RD 處于高電平。 此外，在圖 3.18 所示電路的具體情況下，用 SD 或 RD 將觸發(fā)器置 位或復(fù)位應(yīng)當(dāng)在CLK=0 的狀態(tài)下進(jìn)行，否則在 SD 或 RD 返回高電平以后與之后預(yù)置的狀態(tài)不一定能保存下來。 7 電平觸發(fā)方式的動(dòng)作特點(diǎn)有兩點(diǎn)： （ 1）只有當(dāng) CLK 變?yōu)橛行щ娖降臅r(shí)候，觸發(fā)器才能夠接受輸入信號(hào)，并按照輸入信號(hào)將觸發(fā)器的輸出置成相應(yīng)的狀態(tài)。 在 CLK=1 的全部時(shí)間里面 S 和 R 狀態(tài)的變化都可能引起輸出狀態(tài)的改變。在 CLK 回到 0 以后，觸發(fā)器保存的是 CLK 回到 0 以前瞬間狀態(tài)。 根據(jù)上訴的動(dòng)作特點(diǎn)可以想象到，如果在 CLK=1 期間 S、 R 的狀態(tài)多次發(fā)生變化，那么觸發(fā)器輸出的狀態(tài)也將發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)，這就降低了觸 發(fā)器的抗干擾能力。 為了能適應(yīng)單端輸入信號(hào)的需要，在一些集成電路產(chǎn)品中把圖 3.15 所示的電路改接成圖 3.19 的形式，得到電平觸發(fā)的 D 觸發(fā)器 圖 3.19 電平 D 觸發(fā)器（ D 鎖存器） 由圖可見若 D=1，則 CLK 變?yōu)楦唠娖揭院笥|發(fā)器被置成 Q=1， CLK 回到低電平以后觸發(fā)器保持 1 狀態(tài)不變。若 D=0,則 CLK 變成高電平以后觸發(fā)器被置成 Q=0， CLK 回到低電平以后觸發(fā)器保持 0 狀態(tài)不變。因?yàn)樗匀还ぷ髟陔娖接|發(fā)方式下，所以同樣具有電平觸發(fā)的動(dòng)作特點(diǎn) 8。它的特性表如表 3-8 所示。 表 3-8 D 鎖存器的特性表 CLK D Q Q* 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 25 3.6 基于 IC74191的自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.6.1 基于 IC74191自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)介紹 基于 IC74191 的自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求與技術(shù)指標(biāo)，與基于 IC74163 的自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)基本一致，只是使用的核心元件不同。圖 3.20 是基于 IC74191 的自動(dòng)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電路圖 9 圖 3.20 基于 IC74191 自動(dòng)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 集成計(jì)數(shù)器 74191,4-16 線譯碼器 74159,16 選 1 數(shù)據(jù)選擇器 74150，編程開關(guān)DCBA,譯碼顯示器組成狀態(tài)譯碼置零可編程計(jì)數(shù)器，如圖 3.21 所示。 圖 3.21 狀態(tài)譯碼置零可編程計(jì)數(shù)器 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 狀態(tài)譯碼置零可編程計(jì)數(shù)器要求 74191 的預(yù)置數(shù)端 D,C,B,A 置零，即DCBA=0000.74191 的輸出端 QD,QC,QB,QA 接 74159 的數(shù)碼輸入端，并在輸出端翻譯出相應(yīng)的 16 個(gè)狀態(tài)（數(shù)字），再由 74150 通過編程開關(guān) DCBA選中其中的一個(gè)數(shù)字，在741550 的 W 端輸出，經(jīng)過一個(gè)非門電路送至 74191 成為編程可變進(jìn)制計(jì)數(shù)器。表 3-9 是該計(jì)數(shù)器的編程狀態(tài)表 10。 表 3-9 計(jì)數(shù)器編程狀態(tài)表 編程開關(guān) 74191 最大值狀態(tài) 循環(huán)模數(shù) D C B A QD QC QB QA M 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 0 0 1 0 3 0 0 1 1 0 0 1 1 4 0 1 0 0 0 1 0 0 5 0 1 0 1 0 1 0 1 6 0 1 1 0 0 1 1 0 7 0 1 1 1 0 1 1 1 8 1 0 0 0 1 0 0 0 9 1 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 0 1 0 1 0 11 當(dāng)?shù)毒叩倪M(jìn)給量設(shè)計(jì)為 5 個(gè) CLK 脈沖時(shí)，如圖 3.20 所示，編程開關(guān)取值DCBA=0101，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)依次為 0000、 0001、 0011、 0100、 0101，譯碼顯示器顯示出相 應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為 0、 1、 2、 3、 4、 5，然后停止工作，等待下次進(jìn)給啟動(dòng)信號(hào)的到來。自動(dòng)經(jīng)給控制電路由 3-3 輸入端與非門 7410（構(gòu)成 RS 觸發(fā)器）、與非門 G（自動(dòng)進(jìn)給控制門），時(shí)鐘脈沖信號(hào)源 Us 等組成， Us 是由定時(shí)器構(gòu)成自激多諧振蕩器，振蕩頻率設(shè)定為25Hz，適于刀具進(jìn)給速度為 25 次 /s。 S1、 S2 為常開延時(shí)打開定時(shí)開關(guān)，轉(zhuǎn)換開關(guān) X代替位置檢測(cè)裝置，發(fā)出位置檢測(cè)負(fù)脈沖信號(hào)?？删幊逃?jì)數(shù)器的編程狀態(tài)如表 3-6-1-2 所示。 圖 3.20 中的 4D 觸發(fā)器 74175 中的 3D 觸發(fā)器構(gòu)成進(jìn)給脈沖分配器，即環(huán)形分配器，進(jìn) 給脈沖分配器是將進(jìn)給脈沖按照一定的順序輪流分配給步進(jìn)電機(jī)各相繞組的電路，其電1 0 1 1 1 0 1 1 12 1 1 0 0 1 1 0 0 13 1 1 0 1 1 1 0 1 14 1 1 1 0 1 1 1 0 15 1 1 1 1 1 1 1 1 16 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 27 路的形式和步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、型號(hào)及控制方式有關(guān)。該系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)采用三相六拍勵(lì)磁方式，三相繞組的導(dǎo)電次序?yàn)?U UV V VW W WU U。進(jìn)給脈沖 CLK 到來之前，進(jìn)給脈沖分配器先修復(fù)，再通過定時(shí)開關(guān) S2 將其置成 QUQVQW=100，即 Du=1 Dv=1 Dw=0，第一個(gè) CLK 脈沖過后，環(huán)形分配器輸出 QUQVQW=110，由此可列出進(jìn)給脈沖分配器各輸出端和驅(qū)動(dòng)端狀態(tài)如表 3-10 所示，各觸發(fā)器驅(qū)動(dòng)裝端的驅(qū)動(dòng)方式分別為 11 DU=DV、 DV=DW、 DW=DU 表 3-10 環(huán)形分配器各個(gè)輸出端和驅(qū)動(dòng)端狀態(tài) CLK 序號(hào) 導(dǎo)電繞組 輸出端狀態(tài) 驅(qū)動(dòng)端狀態(tài) QU QV QW DU DV DW 0 U 1 0 0 1 1 0 1 UV 1 1 0 0 1 0 2 V 0 1 0 0 1 1 3 VW 0 1 1 0 0 1 4 W 0 0 1 1 0 1 5 WU 1 0 1 1 0 0 6 U 1 0 0 1 1 0 圖 3.22 是進(jìn)給當(dāng)量 CLK=5 時(shí)的工作時(shí)序圖。接通電源時(shí)，常開延時(shí)打開定時(shí)開關(guān) S1， on time=0.5ms 然后打開，其輸出接計(jì)數(shù)器清零端 RD，實(shí)現(xiàn)通電清零。同時(shí)定時(shí)開關(guān) S2將進(jìn)給脈沖分配器置成 QUQVQW=110，當(dāng)?shù)毒哌\(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置時(shí)，位置檢測(cè)電路便會(huì)發(fā)出進(jìn)給啟動(dòng)負(fù)脈沖信號(hào) Ust 該信號(hào)通過 7410 構(gòu)成的 RS 觸發(fā)器在 7410 的 8 腳輸出