第1頁(yè)共97頁(yè)一、總體方案設(shè)計(jì)機(jī)床工業(yè)是機(jī)器制造業(yè)的重要部門，肩負(fù)著為農(nóng)業(yè)、工業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國(guó)防現(xiàn)代化提供技術(shù)裝備的任務(wù)，是使現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)具有高生產(chǎn)率和先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的保證。設(shè)計(jì)機(jī)床的目標(biāo)就是選用技術(shù)先進(jìn)。經(jīng)濟(jì)效果顯著的最佳可行方案，以獲得高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此，從事機(jī)床設(shè)計(jì)的人員，應(yīng)不斷地把經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)的新理論、新技術(shù)、新方法應(yīng)用到設(shè)計(jì)中，做到既要技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)效益好、效率高。要不斷的吸收國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn)，做到既要符合我國(guó)國(guó)情，又要趕超國(guó)際水平。要不斷的開拓創(chuàng)新，設(shè)計(jì)和制造出更多的生產(chǎn)率高、靜態(tài)動(dòng)態(tài)性能好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、維修容易、造型美觀、耗能少、成本低的現(xiàn)代化機(jī)床。設(shè)計(jì)本著以上原則進(jìn)行，盡量向低成本、高效率、簡(jiǎn)化操作、符合人機(jī)工程的方向考慮。（一）、主傳動(dòng)的組成部分主傳動(dòng)由動(dòng)力源、變速裝置及執(zhí)行元件（如主軸、刀架、工作臺(tái)等）部分組成。主傳動(dòng)系統(tǒng)屬于外聯(lián)系傳動(dòng)鏈。主傳動(dòng)包括動(dòng)力源（電動(dòng)機(jī)）、變速裝置、定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、主軸組件、操縱機(jī)構(gòu)等十部分組成。1、動(dòng)力源電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)，它給執(zhí)行件提供動(dòng)力，并使其獲得一定的運(yùn)動(dòng)速度和方向。2、定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有固定傳動(dòng)比的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)降速、升速或運(yùn)動(dòng)聯(lián)接，本設(shè)計(jì)中采用齒輪和帶傳動(dòng)。3、變速裝置傳遞動(dòng)力、運(yùn)動(dòng)以及變換運(yùn)動(dòng)速度的裝置，本設(shè)計(jì)中采用兩個(gè)滑移齒輪變速組和一個(gè)背輪機(jī)構(gòu)使主軸獲得18級(jí)轉(zhuǎn)速。4、主軸組件機(jī)床的執(zhí)行件之一，它由主軸支承和安裝在主軸上的傳動(dòng)件等組成，第2頁(yè)共97頁(yè)5、開停裝置用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的啟動(dòng)和停止的機(jī)構(gòu)，本設(shè)計(jì)中采用直接開停電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)主軸的啟動(dòng)和停止。6、制動(dòng)裝置用來(lái)控制主軸迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，以減少輔助時(shí)間。本設(shè)計(jì)中采用電磁式制動(dòng)器。7、換向裝置用來(lái)變換機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)方向的裝置。本設(shè)計(jì)中采用電動(dòng)機(jī)直接換向。8、操縱機(jī)構(gòu)控制機(jī)床主軸的開停、換向、變速及制動(dòng)的機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)中，開停、換向和制動(dòng)采用電控制；變速采用液壓控制。9、潤(rùn)滑與密封為了保證主傳動(dòng)的正常工作和良好的使用壽命，必須有良好的潤(rùn)滑裝置和可靠的密封裝置。本設(shè)計(jì)中采用箱外循環(huán)強(qiáng)制潤(rùn)滑，主軸組件采用迷宮式密封。10、箱體上述個(gè)機(jī)構(gòu)和裝置都裝在箱體中，并應(yīng)保證其相互位置的準(zhǔn)確性。本設(shè)計(jì)中采用灰鐵鑄造箱體。11、刀架數(shù)控機(jī)床中為了實(shí)現(xiàn)對(duì)刀架的自動(dòng)控制，采用制動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架。（二）、機(jī)床主要部件及其運(yùn)動(dòng)方式的選定主運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)采用分離式主傳動(dòng)系統(tǒng)，包括變速箱、主軸箱兩部分。其中，變速箱與電動(dòng)機(jī)至于機(jī)座內(nèi)，主軸箱與變速箱采用帶傳動(dòng)連接。所有的變速都采用液壓操作。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)本次所設(shè)計(jì)的機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字控制，因此在X、Y方向第3頁(yè)共97頁(yè)上，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均采用滾珠絲杠螺母副，其動(dòng)力由步進(jìn)電機(jī)通過(guò)齒輪傳遞。齒輪的消隙采用偏心環(huán)調(diào)整。數(shù)字控制的實(shí)現(xiàn)采用單片機(jī)控制，各個(gè)控制按扭均安裝在控制臺(tái)上，而控制臺(tái)擺放在易操作的位置，這一點(diǎn)須根據(jù)實(shí)際情況而定。機(jī)床其它零部件的選擇考慮到生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，機(jī)床附件如油管、行程開關(guān)等，以及標(biāo)準(zhǔn)件如滾珠絲杠、軸承等均選擇外購(gòu)形式。（三）、機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)由設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，現(xiàn)將CJK6132經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的主要技術(shù)參數(shù)及加工范圍技術(shù)參數(shù)列于下項(xiàng)目單位規(guī)格床身上最大回轉(zhuǎn)直徑MM320最大工件長(zhǎng)度MM750最大切削直徑MM320最大切削長(zhǎng)度MM750床鞍（滑板）上最大切削直徑MM250主軸前端錐孔莫氏6號(hào)錐度主軸孔徑MM350主軸轉(zhuǎn)速范圍R/MIN401800主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)18級(jí)主軸電機(jī)輸出功率（普通）KW5中心高距床身MM250距地面MM1130尾座套筒直徑MM65尾座套筒行程MM150尾座套筒錐孔錐度莫氏5號(hào)（四）、各組成部件的特性與所應(yīng)達(dá)到的要求1床身第4頁(yè)共97頁(yè)機(jī)床床身采用優(yōu)質(zhì)鑄鐵，內(nèi)部筋采用U形布局，床身整體剛性高?；瑒?dòng)導(dǎo)軌面采用中頻淬火，淬硬層深。硬度達(dá)HRC52以上，拖板滑動(dòng)面貼塑，使得進(jìn)給系統(tǒng)的剛度，摩擦阻尼系數(shù)等動(dòng)、靜特性都處于最佳狀態(tài)。2床頭箱結(jié)構(gòu)機(jī)床主傳動(dòng)采用液壓操縱機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)十八級(jí)轉(zhuǎn)速。機(jī)床主軸箱內(nèi)的傳動(dòng)齒輪均經(jīng)淬硬磨齒處理，傳動(dòng)比穩(wěn)定，運(yùn)轉(zhuǎn)噪音低。機(jī)床主軸為二支撐結(jié)構(gòu)，前支撐采用C級(jí)高精度軸承，潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，提高了回轉(zhuǎn)精度，使機(jī)床主軸具有良好的精度和剛性。機(jī)床采用單片式電磁剎車離合器，解決主軸的剎車及離合問(wèn)題，離合器安裝于床頭箱帶輪側(cè)，使床頭箱內(nèi)結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，便于維修。3進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)床兩軸進(jìn)給系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠的典型傳動(dòng)方式，在滑板與床鞍及床鞍與床身之間的滑動(dòng)面處貼有TSF導(dǎo)軌板，滑動(dòng)磨擦系數(shù)非常小，有助于提高了機(jī)床的快速響應(yīng)性能及生產(chǎn)效率。在進(jìn)給系統(tǒng)各滑動(dòng)處及兩軸絲杠絲母處都設(shè)置了潤(rùn)滑點(diǎn)。4刀架機(jī)床采用立式四工位刀架，該刀架布刀方便，剛性好。5尾座采用手動(dòng)尾座6冷卻系統(tǒng)冷卻箱放在后床腿中。7卡盤機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)配置為_250手動(dòng)卡盤，8電氣系統(tǒng)電路的動(dòng)力回路，均有過(guò)流、短路保護(hù)，機(jī)床相關(guān)動(dòng)作都有相應(yīng)的互鎖，以保障設(shè)備和人身安全。電氣系統(tǒng)具有自診斷功能，操作及維修人員可根據(jù)指示燈及顯示器等隨時(shí)觀察到機(jī)床各部分的運(yùn)行狀態(tài)。9安全保護(hù)當(dāng)機(jī)床遇到外部突然斷電或自身故障時(shí)，由控制電路的設(shè)計(jì)，機(jī)床可動(dòng)進(jìn)給軸，冷卻電機(jī)等如已在“啟動(dòng)”狀態(tài)者，將進(jìn)入“停止”狀態(tài)；如已在“停止”狀態(tài)第5頁(yè)共97頁(yè)的則不可自行進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)，確保了機(jī)床的安全。另外由于機(jī)床計(jì)算機(jī)內(nèi)的控制程序是“固化”在芯片中的，而零件加工程序是由電池供電保護(hù)的，所以，意外斷電或故障時(shí)，不會(huì)丟失計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)的程序菜單。機(jī)床具有報(bào)警裝置及緊急停止按鈕，可防止各種突發(fā)故障給機(jī)床造成損壞。由于軟件的合理設(shè)計(jì)，報(bào)警可通過(guò)顯示器顯示文字及報(bào)警號(hào)，通過(guò)操作面板的指示燈指示；機(jī)床根據(jù)情況將報(bào)警的處理方式分為三類對(duì)緊急報(bào)警實(shí)行“急?！?；對(duì)一般報(bào)警實(shí)行“進(jìn)給保持”；對(duì)操作錯(cuò)誤只進(jìn)行“提示”。第6頁(yè)共97頁(yè)二、機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)（一）、主要技術(shù)參數(shù)的確定機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)包括主參數(shù)和基本參數(shù)。主參數(shù)是機(jī)床參數(shù)中最主要的，它必須滿足以下要求A、直接反映出機(jī)床的加工能力和特性；B、決定其他基本參數(shù)值的大小；C、作為機(jī)床設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)；D、作為用戶選用機(jī)床的主要依據(jù)。對(duì)于通用機(jī)床（包括專門化機(jī)床），主參數(shù)通常都以機(jī)床的最大加工尺寸表示，只有在不適用于用工件最大尺寸表示時(shí)，才采用其他尺寸或物理量。如臥式鏜床的主參數(shù)用主軸直徑，拉床用額定拉力等。為了更完整地表示出機(jī)床的工作能力和加工范圍，有時(shí)在主參數(shù)后面標(biāo)出另一參數(shù)值，稱為第二主參數(shù)。如最大工件長(zhǎng)度、最大跨度、主軸數(shù)和最大加工模數(shù)等。除主參數(shù)外，機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)還包括下列基本參數(shù)A、與工件尺寸有關(guān)的參數(shù)；B、與工、夾、量具標(biāo)準(zhǔn)化有關(guān)的參數(shù)；C、與機(jī)床結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)；D、與機(jī)床運(yùn)動(dòng)特性和動(dòng)力特性有關(guān)的參數(shù)。這些基本參數(shù)可以歸納為尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)三種。1尺寸參數(shù)尺寸參數(shù)是表示機(jī)床工作范圍的主要尺寸和工、夾、量具的標(biāo)準(zhǔn)化及機(jī)床結(jié)構(gòu)有關(guān)的主要參數(shù)。如普通車床橫刀架上最大工件的回轉(zhuǎn)直徑，在相同中心高的情況下，這一尺寸參數(shù)既決定加工長(zhǎng)工件的最大直徑，又決定刀架的厚度及其剛性。機(jī)床主要尺寸參數(shù)內(nèi)容見(jiàn)下表（）。與工件主要尺寸有關(guān)的參數(shù)最大加工尺寸最大加工直徑或最大工件直徑，最大加工模數(shù)、螺旋角主軸通孔直徑最大加工長(zhǎng)度或最大工件長(zhǎng)度最大工件安裝尺寸。如工作臺(tái)尺寸、主軸端面至工作臺(tái)面最大距離、主軸中心線至工作臺(tái)面最大距離或立柱間距等第7頁(yè)共97頁(yè)最小工件加工尺寸。如主軸中心線至工作臺(tái)面距離、最小車削直徑、最小磨削外徑或孔徑等部件運(yùn)動(dòng)尺寸范圍刀架、工作臺(tái)、主軸箱、橫梁的最大行程刀架、工作臺(tái)、砂輪（導(dǎo)輪）箱或搖臂的最大回轉(zhuǎn)角度與工、夾、量具標(biāo)準(zhǔn)化有關(guān)的參數(shù)主軸或尾架套筒的錐孔大小工件頭架或尾架的頂尖安裝錐度刀桿斷面尺寸、刀夾最大尺寸、安裝的刀具直徑工作臺(tái)T型槽的尺寸和數(shù)目與機(jī)床結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)床身或搖臂的導(dǎo)軌寬度花盤或圓工作臺(tái)的直徑主軸中心線或工作臺(tái)面至地面的高度機(jī)床主要尺寸參數(shù)內(nèi)容機(jī)床的主參數(shù)主要決定于工件的尺寸。對(duì)于各類通用機(jī)床，已在調(diào)查研究各種工件的基礎(chǔ)上制定出了機(jī)床的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照?qǐng)?zhí)行。專用機(jī)床的主參數(shù)則基本上可以根據(jù)工件尺寸決定。主參數(shù)系列采用優(yōu)先數(shù)系，這樣做有如下好處（1）優(yōu)先數(shù)按等比級(jí)數(shù)分級(jí)，能在較寬的范圍內(nèi)以較少的品種，經(jīng)濟(jì)合理地滿足用戶的需要，即可把產(chǎn)品的品種規(guī)格限制在必需的最少范圍內(nèi)。（2）優(yōu)先數(shù)系具有各種不同公比的系列，因而可以滿足較密和較疏的分級(jí)要求。隨著形勢(shì)的發(fā)展，可以通過(guò)插入中間值使較疏的系列變成較密的系列，而原來(lái)的項(xiàng)值保留不變。在參數(shù)范圍很寬時(shí)，根據(jù)經(jīng)濟(jì)性和需要量等不同的條件，還可以分段選用最合適的基本系列（即選用不同的公比），以復(fù)合系列的形式組成最佳系列。（3）優(yōu)先數(shù)系是國(guó)際上統(tǒng)一的數(shù)值制度，有利于國(guó)際的標(biāo)準(zhǔn)化。其他尺寸參數(shù)一般根據(jù)主參數(shù)來(lái)確定。但由于機(jī)床的使用情況比較復(fù)雜，這些尺寸參數(shù)的確定還有相似分析法和圖解分析法及回歸分析法。由此可以得到CK6140數(shù)控車床的尺寸參數(shù)如下表所示參數(shù)項(xiàng)目單位數(shù)值床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑MM320刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑MM160主軸通孔直徑MM35第8頁(yè)共97頁(yè)主軸錐孔莫氏NQ6尾架頂尖套錐孔莫氏NQ5最大工件長(zhǎng)度LMM750刀桿截面尺寸MM20202運(yùn)動(dòng)參數(shù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括機(jī)床主運(yùn)動(dòng)（切削運(yùn)動(dòng)）的速度范圍和級(jí)數(shù)，進(jìn)給量范圍和級(jí)數(shù)以及輔助運(yùn)動(dòng)的速度等，它是由加工表面成形運(yùn)動(dòng)的工藝要求所決定的。主軸極限轉(zhuǎn)速和變速范圍對(duì)于主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主軸極限轉(zhuǎn)速為MIN10MINAXMAXRDVNIAXIIN式中的或不是該機(jī)床可能加工的的最小或最大直徑，而是認(rèn)為是在MINDAX機(jī)床全部工藝范圍內(nèi)可以用最大切削速度來(lái)加工時(shí)的最小工件直徑和用最MAXV小切削速度來(lái)加工時(shí)的最大工件直徑，這樣才能得出合理的極限轉(zhuǎn)速值。MINV（1）極限切削速度VMAX、VMIN根據(jù)典型的和可能的工藝選取極限切削速度要考慮工序種類、工藝要求、刀具和工件材料等因素。允許的切削速度極限參考值如下表所示加工條件MAXVMINV硬質(zhì)合金刀具粗加工80120硬質(zhì)合金刀具半精加工或精加工150250高速鋼刀具低速光刀存儲(chǔ)器芯片所要求的讀取時(shí)間4常用的存儲(chǔ)器芯片A、常用的程序存儲(chǔ)器ROM芯片及其引腳的功能EPROM芯片，典型的有2716、2732、2764、27128、這里我們選用的是EPROM2764芯片它的容量8KB8讀取時(shí)間為250MS引腳功能（28腳）下面介紹它的引腳功能電源線VCC5V、VPP編程的電源線、GEND接地?cái)?shù)據(jù)線8條D0D7地址線13條A0A12控制線片選端線（或片選信號(hào)線，低電平有效）CE數(shù)據(jù)輸出選通信號(hào)線，低電平有效O編程冒充輸入端。只對(duì)8751有效PGMB、常用的RAM芯片及其引腳功能常用的有SRAM6116、6264這里我們選用的是6264下面介紹它的引腳功能，讀取時(shí)間為250MS，28腳雙列直接封裝的芯片電源線VCC、GND地址線13腳A0A12數(shù)據(jù)線8腳D0D74控制線第56頁(yè)共97頁(yè)片寫信號(hào)線（片選端）1CSE片寫信號(hào)線（片選端）2讀控信號(hào)線低電平有效O寫控信號(hào)線低電平有效WE5）存儲(chǔ)器擴(kuò)展的常用芯片地址存儲(chǔ)器為什么要用地址存儲(chǔ)器P0地址/數(shù)據(jù)復(fù)用常用地址鎖存器74LS373、74LS273等芯片我們這里選用的是74LS373下面介紹74LS373鎖存器引腳功能20腳電源線VCCGND輸入輸出線輸入線D0D7輸出線Q0Q7控制線片選端線當(dāng)0時(shí)鎖存輸出，當(dāng)1時(shí)輸出成高阻態(tài)AOEEOEG鎖存線當(dāng)G0時(shí)D0D7的信息輸入Q0Q7的低，B8為地址鎖存到鎖存器中，當(dāng)G1時(shí)鎖存器輸出端（Q0Q7）狀態(tài)和輸入，端D0D7狀態(tài)相同2程序器的擴(kuò)展（1）類型容量速度。MCS51芯片（8301）用晶體頻率為12HZ240MS（2）擴(kuò)展的方法擴(kuò)展一片，EPROM（擴(kuò)展8個(gè)KB）包括地址線，控制線，數(shù)據(jù)線其中控制線包括地址鎖存ALE、片選端、輸出允許端CEOE兩片16KBEPROM第57頁(yè)共97頁(yè)3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展跟地址存儲(chǔ)器差不多，我們需要注意下面幾點(diǎn)引腳的功能就可以了就可以了。在這里不詳細(xì)、1CSWEO、2介紹了。4、存儲(chǔ)器地址空間的分配線選法線選法尋址譯碼器選址部分譯碼法A全部譯碼法B5、I/O接口的擴(kuò)展1）概述簡(jiǎn)單I/O接口的擴(kuò)展通過(guò)可編程通用I/O擴(kuò)展芯片來(lái)擴(kuò)展通過(guò)串行口來(lái)擴(kuò)展簡(jiǎn)單I/O口擴(kuò)展我們采用總線擴(kuò)展法、或不可編程芯片擴(kuò)展采用普通TTL芯片擴(kuò)展構(gòu)成輸出口時(shí)，接口芯片應(yīng)該具有鎖存的功能構(gòu)成輸入口時(shí)，接口芯片應(yīng)該具有三態(tài)緩沖和鎖存功能擴(kuò)展入口的典型芯片有74LS373、244、245擴(kuò)展出口的典型芯片有74LS372、27374LS245三態(tài)邏輯緩沖器，總線雙向擴(kuò)展芯片1電源線VCC、GND輸入輸出線A0A7、BOB7控制線片選端，低電平有效。CE方向控制端DIR當(dāng)0時(shí)、0，數(shù)據(jù)從ABI第58頁(yè)共97頁(yè)當(dāng)0時(shí)、1時(shí)，數(shù)據(jù)從BACEDIR74LS244三態(tài)邏輯緩沖器總線單向擴(kuò)展芯片2它的引腳有1A11A42A12A41Y11Y42Y12Y4用控制、1G21CE274LS2738D鎖存器3輸入線D0D7輸出線Q0Q7控制線CLK選通端CLR清零端P26和同時(shí)有效時(shí)，通過(guò)244輸入按鍵的數(shù)據(jù)RDP27和同時(shí)有效時(shí)，273輸出數(shù)據(jù)顯示W(wǎng)2）利用專用芯片來(lái)擴(kuò)展（8155可編程多功能芯片I/O的擴(kuò)展）8155引腳功能18155片內(nèi)含有256個(gè)字節(jié)RAM1個(gè)14位定時(shí)/數(shù)據(jù)器和兩個(gè)8位，一個(gè)16位可編程并行I/O口多功能通用接口芯片8155/8156都是40腳雙列直接封裝引腳功能2電源線VCC、VSS地址/數(shù)據(jù)線AD0AD7。ALE1時(shí)輸出的是地址，ALE0時(shí)或其它是數(shù)據(jù)端口線PA0PA7、PB0PB7、PC0PC5、控制線ALE地址鎖存線IO/MIO與存儲(chǔ)器選擇線。當(dāng)IO/M為高電平時(shí)作I/O口用當(dāng)IO/M為低電平時(shí)，作存儲(chǔ)器用（數(shù)據(jù)）片選端/CE低電平有效（8155）CE（8156）高電平有效CE第59頁(yè)共97頁(yè)讀寫線RDWRST信號(hào)傳入復(fù)位端定時(shí)TIMIN輸入TIMOUT輸出38155工作方式作片外RAMIO/M0時(shí)用做擴(kuò)展I/O使用IO/M1時(shí)作定時(shí)數(shù)據(jù)器用4）8155與單片機(jī)的連接詳細(xì)情況見(jiàn)所畫電路圖5）8255可編程擴(kuò)展并行I/O接口8255結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（可編程通用并行的輸入輸出標(biāo)準(zhǔn)的借口芯片）140腳雙列直接封裝由單一的5V電源供電有三個(gè)8位并行I/O口PA、PB、PC口具有三種工作方式使用靈活方便通用性強(qiáng)8255引腳功能2電源線VCC、VSS、GND數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)輸入線D0D7數(shù)據(jù)輸出線PA0PA7PB0PB7數(shù)據(jù)信號(hào)線PC0PC7尋址線、A0和A1CS片選線低電平有效A0和A1地址線與對(duì)應(yīng)的地址總線相連（AO/A1）8031與8255相連，這里不在重復(fù)，詳細(xì)見(jiàn)電路圖3（六）、鍵盤及鍵盤接口設(shè)計(jì)鍵盤可分為獨(dú)立式鍵盤、矩陣式鍵盤、撥碼式鍵盤。工作方式可分為掃描式，中斷式編程掃描式、定時(shí)掃描式1）、獨(dú)立式鍵盤及鍵盤設(shè)計(jì)按鈕相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵個(gè)接一根輸入線，一根輸入線上的按鍵工作1狀態(tài)不會(huì)影響其它輸入線上的工作狀態(tài)。它有其優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單第60頁(yè)共97頁(yè)缺點(diǎn)每個(gè)按鍵需要一口線用擴(kuò)展I/O接口來(lái)搭獨(dú)立式鍵盤2采用8155或8255擴(kuò)展I/O來(lái)搭接獨(dú)立式鍵盤采用TTL芯片2）、矩陣式鍵盤及鍵盤接口設(shè)計(jì)矩陣式鍵盤工作原理。由行線和列線組成1矩陣式鍵盤工作方式。掃描方式（循環(huán)掃描和定時(shí)掃描）、中斷方式2用擴(kuò)展I/O接口來(lái)搭接3本設(shè)計(jì)采用矩陣式鍵盤矩陣式鍵盤適用于按鍵較多的場(chǎng)合，它由行線和列線組成，按鍵位于行、列交叉點(diǎn)上。如一個(gè)44的行、列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個(gè)含有16個(gè)按鍵的鍵盤等等。在按鍵數(shù)量較多時(shí)，矩陣鍵盤比獨(dú)立鍵盤節(jié)省了很多I/O口。按鍵設(shè)置在行、列線分別連接到按鍵開關(guān)兩端。行線通過(guò)上拉電阻接到5V上。平時(shí)無(wú)按鍵動(dòng)作時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)將由此行線相連的列線電平?jīng)Q定。列線電平如果為低，則行線電平為低；列線電平為高，則行線電平亦為高。這一點(diǎn)是識(shí)別矩陣鍵盤按鍵是否按下的關(guān)鍵所在。由于矩陣鍵盤中行、列線為多鍵共用，各按鍵均影響該鍵所在的行和列電平。所以，必須將行、列線信號(hào)配合起來(lái)并作適當(dāng)?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。對(duì)于矩陣式鍵盤，按鍵的位置由行號(hào)和列號(hào)唯一確定，所以分別對(duì)行號(hào)和列號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制編碼，然后將兩值合成一個(gè)字節(jié)，高4位是行號(hào)，低4位是列號(hào)將是非常直觀的。（七）、顯示器接口設(shè)計(jì)在單片機(jī)系統(tǒng)中，常用的顯示器有發(fā)光二極管顯示器，簡(jiǎn)稱LED。LED顯示塊由發(fā)光二極管顯示字段組成，有7段和“米”字型之分，一片顯示塊顯示一位字符。共陰極LED顯示塊的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。由于7段LED顯示塊有7個(gè)段發(fā)光二極管，所以其字形碼為一個(gè)字節(jié)；第61頁(yè)共97頁(yè)“米”字形LED顯示塊有15段發(fā)光二極管，所以字形碼為兩個(gè)字節(jié)。由N片LED顯示塊可拼接成N位LED顯示器，共有N根位選線和8N根段選線，根據(jù)顯示方式不同，位選線和段選線的連接也各不相同，段選線控制顯示字符的字型，而位選線則控制顯示位的亮、暗。LED顯示器有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種方式。在多位LED顯示時(shí)，為了節(jié)省I/O口線，簡(jiǎn)化電路，降低成本，一般采用動(dòng)態(tài)顯示方式。動(dòng)態(tài)顯示方式是一位一位地分別輪流點(diǎn)亮各位顯示器，對(duì)每位顯示器來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間輪流點(diǎn)亮一次。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮和熄滅時(shí)間的比例有關(guān)。這種顯示方式將七段LED顯示器的所有段選位并聯(lián)在一起，由一個(gè)8位I/O口控制，實(shí)現(xiàn)各位顯示器的分時(shí)選通。下圖是LED顯示器采用共陰極方式，6個(gè)顯示器的段選碼由8155的PB口提供，位選碼由8155的PA口提供（PA口同時(shí)也提供行列式未編碼鍵盤的列線），行列式未編碼鍵盤的行線由PC口提供。圖中設(shè)置了36個(gè)鍵。如果繼續(xù)增加PC口線，設(shè)全部PC口線（PC0PC5）用作鍵盤的行線，全部PA口線（PA0PA7）作鍵盤列線，則按鍵最多可達(dá)86個(gè)。下圖中8155的PB口掃描輸出總是只有一位為高電平，即PB口經(jīng)反相后僅有一位公共陰極為低電平，8155的PA口則輸出相應(yīng)位（PB口輸出為高對(duì)應(yīng)的位顯示器）的顯示數(shù)據(jù)，使該位顯示與顯示緩沖器相對(duì)應(yīng)的字符，而其余各位均為熄滅，依次改變8155的PB口輸出為高的位，PB口輸出對(duì)應(yīng)的顯示緩沖器的數(shù)據(jù)。第62頁(yè)共97頁(yè)123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE29MAY2004SHEETOFFILEG業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)PROTEL業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)DDBDRAWNBYABCDEFGH5V5V100851K6AD012PA021AD113PA122AD214PA223AD315PA324AD416PA425AD517PA526AD618PA627AD719PA728PB029CE8PB130RD9PB231WR10PB332IO/M7PB433ALE11PB534PB635PB736TMROUT6PC037PC138TMRIN3PC239PC31PC42RESET4PC558155（八）、步進(jìn)電機(jī)控制電路環(huán)行分配器1）常用的環(huán)行分配器三相、四相、五相、六相。在本次設(shè)計(jì)中，X向及Y向均選用的是YB015環(huán)行分配器181腳雙列直插。先通輸控制，低電平有效，用來(lái)控制分配器是否輸出孫許脈沖。0E清零端低電平有效，輸出脈沖前對(duì)環(huán)行分配器必須清零，使分配器R正常工作。A0、A1通電方式控制端當(dāng)A0、A10分配器以五相五拍工作當(dāng)A00、A11五相雙五拍工作第63頁(yè)共97頁(yè)當(dāng)A01、A10五相雙五拍工作選通輸入控制，低電平有效21EEP時(shí)鐘電路脈沖輸入端2）環(huán)行分配器與8031，步進(jìn)電機(jī)連接、兩個(gè)輸入控制端，低電平有效。1EA0、A1通電方式控制端。A0、A10時(shí)四相四拍，應(yīng)接地E0是選通輸出控制端，由8031、P11、P14來(lái)控制、方向控制端，由8031PA0、P13來(lái)控制CP時(shí)鐘脈沖輸入端，由8155上TIMOUT提供R清零端，由8031P15提供第64頁(yè)共97頁(yè)3步進(jìn)電機(jī)開環(huán)驅(qū)動(dòng)原理每輸入一個(gè)脈沖,步進(jìn)電機(jī)就前進(jìn)一步,因此,它也稱作脈沖電動(dòng)機(jī)其種類很多,但主要分三大類反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī),永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī),以及永磁感應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)反應(yīng)式電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單,是應(yīng)用最廣泛的一種按控制繞組的相樹分有三相,四相,五相,六相等等無(wú)論哪種步進(jìn)電動(dòng)機(jī),他們的工作原理都有相同之處數(shù)字式脈沖信號(hào)控制定子磁極上的控制繞組,按一定順序依次通電,在頂子和轉(zhuǎn)子的氣隙間形成步進(jìn)式的磁極軸旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)主要用于開環(huán)系統(tǒng),當(dāng)然也可以閉環(huán)系統(tǒng)下圖是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)開環(huán)伺服系統(tǒng)的原理圖,它由以下幾部分組成123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE29MAY2004SHEETOFFILEG業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)PROTEL業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)DDBDRAWNBY業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)ABC業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)脈沖信號(hào)源是一個(gè)脈沖發(fā)生器,通常脈沖頻率連續(xù)可調(diào),送到脈沖分配器的脈沖個(gè)數(shù)和脈沖頻率由控制信號(hào)控制因脈沖頻率可調(diào),也稱為變頻信號(hào)源脈沖分配器脈沖按一定的順序送到功率放大器中進(jìn)行放大，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作用硬件進(jìn)行脈沖順序的分配，有時(shí)稱為環(huán)行分配器，也簡(jiǎn)稱環(huán)分功率放大器將脈沖分配器送來(lái)的脈沖放大，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)獲得必要的功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件，它帶動(dòng)工作機(jī)構(gòu)，如減速裝置，絲桿，工作臺(tái)脈沖分配對(duì)每一個(gè)五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)而言，其脈沖分配方式是五相十拍的的其五第65頁(yè)共97頁(yè)相分別用，表示五相十拍的運(yùn)行方式是順序輪流通電，則轉(zhuǎn)子便順時(shí)針?lè)较蛞徊揭徊睫D(zhuǎn)動(dòng)要改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，只需改變通電的順序即可脈沖分配器是將脈沖電源按規(guī)定的通電方式分配到各相，該分配可由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)在微機(jī)控制中，脈沖的分配也可由軟件來(lái)完成，五位分別輸出時(shí)序脈沖，經(jīng)光電隔離、驅(qū)動(dòng)放大使步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)延時(shí)的長(zhǎng)短決定了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行一拍的時(shí)間，也就決定了步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速4驅(qū)動(dòng)電路由微機(jī)根據(jù)控制要求發(fā)出的脈沖，并依次將脈沖分配到各相繞組，因其功率很小，電壓不足，電流為M級(jí)，必須經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器將信號(hào)電流放大到若干安培，才能驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)因此，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器實(shí)際上是一個(gè)功率放大器驅(qū)動(dòng)器的質(zhì)量直接影響步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能，驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載是電機(jī)的繞組，是強(qiáng)電感應(yīng)負(fù)載對(duì)驅(qū)動(dòng)器的主要要求是失真要小，要有較好的前后沿和足夠的幅度；效率要高；工作可靠；安裝調(diào)試和維修方便下圖是一個(gè)A繞組的高低壓驅(qū)動(dòng)電路，脈沖變壓器P組成高壓控制電路。第66頁(yè)共97頁(yè)123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE29MAY2004SHEETOFFILEG業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)PROTEL業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)DDBDRAWNBYT4TPLAUH80VUL12V47KT11001KT2202003TEXTD4TEXTD3D1D2業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)無(wú)脈沖輸入時(shí)，均截止，電機(jī)繞組A中無(wú)電流通過(guò)，電機(jī)不轉(zhuǎn)有脈沖輸入時(shí)，飽和導(dǎo)通，在由截止到飽和期間，其集電極電流也就是脈沖變壓器的初級(jí)電流急速增加，在變壓器次級(jí)感應(yīng)一個(gè)電壓，使導(dǎo)通，高壓經(jīng)高壓管加到繞組A上，使電流迅速上升，約經(jīng)數(shù)百微妙，當(dāng)進(jìn)入穩(wěn)壓狀態(tài)后，P初級(jí)電流暫時(shí)恒定，次級(jí)的感應(yīng)電壓降到，截止，這時(shí)低壓電流經(jīng)加到繞組A上，維持A中的電流為恒定值輸入脈沖結(jié)束后，又均截止，儲(chǔ)存在A中的能量通過(guò)的電阻和二極管泄放，的電阻的作用是減小放電回路的時(shí)間常數(shù)，改善電流波形后沿由于采用高低壓驅(qū)動(dòng)，電流增長(zhǎng)快，電機(jī)的力矩和運(yùn)行頻率都得到改善，第67頁(yè)共97頁(yè)但由于電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)，使電流波形頂部下凹，使平均電流下降，轉(zhuǎn)矩下降5光電隔離電路設(shè)計(jì)為了避免外部設(shè)備的電源干擾，防止被控對(duì)象電路的強(qiáng)電反竄，通常采取將微機(jī)的前后向通道與被連模塊在電氣上的隔離的方法。過(guò)去通常隔離變壓器或中間繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)，而目前已廣泛被性能高、價(jià)格低的光電耦合器來(lái)代替。光電耦合器是把發(fā)光元件與受光元件封裝在一起，以光作為媒體來(lái)傳輸信息的。其封裝形式有管形，雙列直插式、光導(dǎo)纖維連接等。發(fā)光器件一般為砷化鎵紅外發(fā)光二極管。光電耦合器具有以下特點(diǎn)信號(hào)采取光電形式耦合，發(fā)光部分與受光部分無(wú)電氣回路，絕緣電阻高達(dá)10101012，絕緣電壓為10005000V，因而具有極高的電氣隔離性能，避免輸出端和輸入端之間可能產(chǎn)生的反饋和干擾。由于發(fā)光二極管是電流驅(qū)動(dòng)器件，動(dòng)態(tài)電阻很小，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)外的噪聲干擾信號(hào)形成低阻抗旁路，因此抗干擾能力強(qiáng)，共模抑制比高，不受磁場(chǎng)的影響，特別是用于長(zhǎng)線傳輸時(shí)作為終端負(fù)載，可以大大地提高信噪比。光電耦合器可以耦合零到數(shù)千赫的信號(hào)，且響應(yīng)速度快（一般為幾毫秒，甚至少于10NS），可以用于高速信號(hào)的傳輸。下圖的光電耦合器是采用硅光電二極管作受光元件。其CTR為10100，脈沖上升和下降時(shí)間小于5S，輸出電路飽和壓降?。?2V03V），電路構(gòu)件簡(jiǎn)單，是目前應(yīng)用較多的一種，主要用于驅(qū)動(dòng)TTL電路、傳輸線隔離、脈沖放大等。晶體管輸出型的光電耦合器用于開關(guān)信號(hào)耦合時(shí)，發(fā)光二極管和光電晶體管平常都處于關(guān)斷狀態(tài)。在發(fā)光二極管通過(guò)電流脈沖時(shí)，光電晶體管在電流脈沖持續(xù)的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通。下圖是使用4N25光電耦合器的接口電路，這里4N25起到耦合脈沖信號(hào)和隔離單片機(jī)8031系統(tǒng)與輸出設(shè)備電氣回路的作用，使兩部分的電流相互獨(dú)立。輸出部分的地線VSS接地殼或大地，而單片機(jī)的電源地線（GND）浮空，這樣可以避免輸出部分電源變化對(duì)單片機(jī)電源的影第68頁(yè)共97頁(yè)響。123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE4JUN2004SHEETOFFILEG業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)PROTEL業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)DDBDRAWNBYVCCVCC5VR12003K業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)R2業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)九、部分控制程序1直線圓弧插補(bǔ)程序設(shè)計(jì)在機(jī)電設(shè)備中，執(zhí)行部件要實(shí)現(xiàn)平面斜線和圓弧曲線得路徑運(yùn)動(dòng)，必須通過(guò)兩個(gè)方向得合成來(lái)完成，在數(shù)控機(jī)床中，這是由X，Y兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)得工作臺(tái)，按照插補(bǔ)控制原理實(shí)現(xiàn)得。插補(bǔ)原理在有關(guān)課程中學(xué)過(guò)。2直線插補(bǔ)程序ORG2000HMAINMOVSP，60HLP4MOV28H，0C8H；XEMOV29H，0C8H；YEMOV2AH,00HXMOV2BH,00HYMOV2EH,00HFMOV70H,0AHLP3MOVA,2EHJBACC,7,LP1MOVA,70HSETBACC0CLRACC2第69頁(yè)共97頁(yè)MOV70H,ALCALLMOTR；調(diào)步進(jìn)電機(jī)得控制子程序，X方向進(jìn)給一步SUBBA。29H；FYEINC2AH；X1AJMPLP2LP1MOVA，70HSETBACC。2CLRACC0；LCALLMOTR；調(diào)步進(jìn)電機(jī)得控制子程序，Y方向進(jìn)給一步LCALLDELAYMOVA，2EHADDA，28H；FYLP2MOV2EH，AMOVA，28HCJNEA，2AH，LP3；XEXRET程序中MOTR為步進(jìn)電機(jī)得控制子程序。如用硬件實(shí)現(xiàn)環(huán)分。如采用環(huán)形分配器，則需要由軟件程序完成硬件環(huán)分得功能，見(jiàn)步進(jìn)電機(jī)控制程序設(shè)計(jì)。3圓弧插補(bǔ)程序得設(shè)計(jì)XLEQU18HXHEQU19HYLEQU28HYHEQU29HXELEQU1AHXEHEQU1BHYELEQU2BHFLEQU2CH第70頁(yè)共97頁(yè)FHEQU2DHORG2400HMAINMOVSP，60H；MOV70H，08H；MOVXL，80H；XLMOVXH，0CH；XHMOVYEL，80H；YELMOVXEL，00H；XELMOVXEH，00H；XEHMOVYL，00H；YLMOVYH，00H；YHMOVFL，00H；FLMOVFH，00H；FHLP3MOVA，F(xiàn)HJNBACC7，LP1MOVA，70HSETBACC2CLRACC0；LCAALMOTR；MOVR1，28H；MOVR0，1CH；MOVR7，02H；LCALLMULT2；2YADDCLRCMOVA,FLADDCA,1CHMOVFL,AMOVA,FHADDCA,1DHF2YMOVFH,A第71頁(yè)共97頁(yè)CLRCMOVA,YLADDA,00HMOV28H,AMOVA,YHADDCA,00HMOVYH,ACLRCMOVA,FLADDA,01HMOVFL,AMOVA,FHADDCA,00HMOVFH,AF2Y1AJMPLP2MOVA,70HSETBACC0MOV70H,ALCALLMOTRMOVR1，18H；XLMOVR0，1CHMOVR702HLCALLMULT2，2SUBCLRCMOVA，1CHSUBBA，F(xiàn)LMOVFL，AMOVA，F(xiàn)HSUBBA，1DH第72頁(yè)共97頁(yè)MOVXL，AMOVA，XLSUBBA，00HMOVXH，A；X1CLRCMOVA，F(xiàn)LADDA，01HMOVFL，AMOVA，F(xiàn)HADDCA，00HMOVFH，A；F2X1LP2MOVA，YHCJNEA，YEH，LP3A；YHYEMOVA，YLCJNEA，YE，LP3A；YLYELLP3AAJMPLP3ORG2500HMULT2PUSHPSW；雙字節(jié)乘2子程序PUSHAPUSHBCLRCMOVR2，00HSH1MOVA，R1MOVB,02HMULABPOPPSWADDCA,R2MOVR0,AINCR0INCR1第73頁(yè)共97頁(yè)DJNZR7,SH1POPBPOPPSWRET4、LED動(dòng)態(tài)顯示程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中采用LED動(dòng)態(tài)顯示方式其電路接口電路形式為數(shù)碼管是八位共陰極，所以發(fā)光時(shí)字形驅(qū)動(dòng)輸出“1”有效，位選驅(qū)動(dòng)輸出“0”有效。對(duì)8155來(lái)講，字形碼輸出“0”有效，位選掃描電平為“1”有效。各數(shù)碼管雖然是分時(shí)輪流通電，但由于發(fā)光管具有余輝特性及人眼具有視覺(jué)暫留作用，所以適當(dāng)選取循環(huán)掃描頻率時(shí)，看上去所以的數(shù)碼管是同時(shí)亮的，察覺(jué)不出有閃爍現(xiàn)象。不過(guò)這種方式數(shù)碼管不宜太多，一般在8個(gè)以內(nèi)，否則每個(gè)數(shù)碼管所分配到實(shí)際導(dǎo)通的時(shí)間會(huì)太少，使得亮度不足。通常第74頁(yè)共97頁(yè)采用動(dòng)態(tài)顯示字形碼輸出及位選信號(hào)輸出因經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)后再與數(shù)碼管相連。以下是對(duì)LED動(dòng)態(tài)顯示電路的程序設(shè)計(jì)LED動(dòng)態(tài)顯示接口MODPUSHACC；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)PUSHDPHPUSHDPLSETBRS0MOVR0，CWR；指向8155控制口MOVA，4DH；設(shè)置8155工作方式字MOVXR0,A；設(shè)A口、C口都為輸入DIRMOVR0，DIS5；指向顯示緩沖區(qū)首單元MOVR6，20H；選中最左數(shù)碼管MOVXR7，00H；設(shè)定顯示時(shí)間MOVDPTR，TAB；指向字形表首址DIRIMOVA，00HMOVR1，POC；指向8155A口（字形口）MOVXR1,AMOVXA,R0；取要顯示的數(shù)MOVCA，ADPTR；查表得字形碼MOVR1，POA；指向8155A口（字形MOVR1，A；送字形碼MOVA，R6；取位選字MOVR1，POC；指向位選口MOVR1，A；送位選字HEREDJNZR7，HERE；延時(shí)INCR0；更新顯示緩沖單元CLRCMOVA，R第75頁(yè)共97頁(yè)RRCA；位選字移位MOVR，AJNZDIR1；未掃描完繼續(xù)循環(huán)CLRRS0；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)POPDPLPOPDPHPOPACCRETTABDB3FH,06,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07；07DB7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H；80FH5、串行擴(kuò)展口的鍵盤、顯示器接口電路軟件設(shè)計(jì)此接口電路能實(shí)現(xiàn)的軟件功能是上電后要求第一位顯示器顯示提示符“H”，然后等待鍵輸入。在按“0”或“1”鍵后將分別轉(zhuǎn)入0鍵功能和1鍵功能程序。程序框圖如下第76頁(yè)共97頁(yè)串行口擴(kuò)展的鍵盤、顯示接口電路MAINCLRP14清顯示SETBP13開顯示輸入SETBP14開顯示MOVSCON,00H設(shè)串口方式為0MOVA，76H；“76H”為H的段代碼MOVSBUF，A；段選碼串行輸入STPJNBT1，STP；輸出等待CLRT1；清發(fā)送完標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)備下次發(fā)送CLRKET；調(diào)鍵盤子程序MOVDPRT，PL0；置散轉(zhuǎn)入地址表第77頁(yè)共97頁(yè)MOVR2，A；鍵值送R2ADDA，R2；由于LJMP為三字節(jié)指令，需對(duì)鍵值；進(jìn)行修正，以形成正確的散轉(zhuǎn)入口偏；移量ADDA，R2JMPADPTRKEYMOVA，00H；送全掃描字，判斷是否有鍵按下MOVSBUF，A；全掃描字從串行口輸入STP2JNBT1，STP2；等待發(fā)送CLRT1STP3JBP15，STP；若無(wú)鍵按下，等待LCALLTIME；若有鍵按下，調(diào)延時(shí)子程序消抖動(dòng)JBP15，STP；是鍵抖動(dòng)，返回鍵等待MOVR7，08H；查鍵號(hào)初始化，列數(shù)R7MOVR6，0FEH；首列掃描子R6MOVR3，00H；首列偏移量R3MOVA，R；送列掃描字KEYSMOVSBUFASTP4JNBT1，STP4CLERT1JBP15，NEXT；若此鍵按下，準(zhǔn)備查詢下一列MOVA，00H；若此列鍵按下，送全掃描字MOVSBUF，ASTP5JMBT1，STP5CLRT1STP6JNBT1，STP；等待鍵釋放，若鍵未釋放，等待第78頁(yè)共97頁(yè)MOVA，R3；鍵號(hào)送ARETNEXTMOVA，R6RLAMOVR6，AINCRDJNZR7，KEYS；8列未查完，返回再查L(zhǎng)JMZKEY；8列查完返回鍵掃描子程序入口散轉(zhuǎn)入口地址表PLO00HLJMPPLGM0；PLGM0為00鍵子程序入口地址PLO03HLJMPPLGM1；PLGM0為01鍵子程序入口地址6、步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式采用高低壓驅(qū)動(dòng)，即在電機(jī)移步時(shí)，加額定或超過(guò)額定值的電壓，以便在較大的電流驅(qū)動(dòng)下，使電機(jī)快速移動(dòng)；而在鎖步時(shí)，則加低于額定值的電壓，只讓電機(jī)繞組流過(guò)鎖步所需的電流值。這樣，既可減少限流電阻的功率消耗，又可以提高電機(jī)的運(yùn)行速度。步進(jìn)電機(jī)控制的最大特點(diǎn)是開環(huán)控制，不需要反饋信號(hào)，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)量的誤差。在五相十拍得程序中，P1口輸出的控制字是在程序中給定的。在五相十拍的控制中，由于控制字較多，故把這些控制字以表的形式預(yù)先存放在內(nèi)部RAM單元中，運(yùn)行程序時(shí)以表的方式逐個(gè)取出并輸入。假定正反轉(zhuǎn)控制字依次存放在以POINT為首地址的內(nèi)部RAM中，表中內(nèi)容如下POINTDB01H正轉(zhuǎn)ADB02H；ABDB03H；BDB04H；BC第79頁(yè)共97頁(yè)DB05H；CDB06H；CDDB07H；DDB08H；DEDB09H；EDB10H；EADB00H；循環(huán)標(biāo)志DB01H；反轉(zhuǎn)ADB10H；AEDB09H；EDB08H；EDDB07H；DDB06H；DCDB05H；CDB04H；CBDB03H；BDB02H；BADB00H；循環(huán)標(biāo)志程序ROUTNJBF0，LOOP2；判正反轉(zhuǎn)MOVR1，POINT；建立正轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)指針LOOP1MOVA。R1；讀控制字JZLOOP；結(jié)束符轉(zhuǎn)MOVP1，AACALLDELAY；延時(shí)INCR1；數(shù)據(jù)指針加1AJMPLOOP1；循環(huán)LOOP2MOVA，POINT；建立反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)指針ADDA，06H第80頁(yè)共97頁(yè)MOVR1，AAJMPLOOP1LOOP3DJNZR0，ROUTN；判步數(shù)到否RET（控制字表略）PLEASECONTACTQ3053703061GIVEYOUMOREPERFECTDRAWINGS第81頁(yè)共97頁(yè)第82頁(yè)共97頁(yè)7、自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架控制T01T04刀位信號(hào)有效電平為高。當(dāng)其中的一個(gè)信號(hào)為高電平時(shí)，表示此時(shí)的刀架處于該刀號(hào)位置。連接圖如下所示刀架定位采用NPN型霍爾接近開關(guān)元件發(fā)信號(hào)，當(dāng)磁頭通過(guò)霍爾元件感應(yīng)頭時(shí)，霍爾元件導(dǎo)通，發(fā)出到位信號(hào)給系統(tǒng)。其內(nèi)部為集電極開路形式，需在信號(hào)發(fā)送端接2K/1W上拉電阻。如下圖第83頁(yè)共97頁(yè)換刀過(guò)程中，刀架到位后關(guān)閉刀架正轉(zhuǎn)輸出信號(hào)（TL），延遲參數(shù)037號(hào)設(shè)定的時(shí)間后系統(tǒng)輸出刀架反轉(zhuǎn)信號(hào)（TL），其寬度為參數(shù)038號(hào)設(shè)定的時(shí)間，之后系統(tǒng)關(guān)閉刀架反轉(zhuǎn)鎖緊信號(hào)（TL），T代碼指令結(jié)束。程序繼續(xù)執(zhí)行下一程序段。開機(jī)置初值時(shí)，034，037，038，039的初值設(shè)定如下參數(shù)號(hào)含義時(shí)間初值034刀架正轉(zhuǎn)最長(zhǎng)時(shí)間TCTMX換刀極限時(shí)間80秒80000（單位為毫秒）037刀架正轉(zhuǎn)停止到反轉(zhuǎn)開始的延時(shí)時(shí)間T105秒496（單位為毫秒）038刀架反轉(zhuǎn)鎖緊時(shí)間TLOCK05秒496（單位為毫秒）039總刀位數(shù)選擇4（單位刀位數(shù)）在顯示屏幕的左下角的T顯示當(dāng)前指令的T代碼及刀補(bǔ)號(hào)。開機(jī)時(shí)，T代碼為上次刀號(hào)值。當(dāng)換刀正常結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)修改此值。當(dāng)指令T代碼后，由于某種原因刀架沒(méi)有到位時(shí)，T顯示換刀前的刀號(hào)值不變。當(dāng)指令的刀號(hào)與顯示刀號(hào)一致時(shí)，系統(tǒng)不進(jìn)行換刀。手動(dòng)換刀時(shí)，在換刀結(jié)束后，T代碼才修改為新的值。換刀時(shí)序圖如下第84頁(yè)共97頁(yè)圖中TCTMX等是參數(shù)設(shè)置的時(shí)間參數(shù)。刀架到位信號(hào)（T08T01），由003號(hào)參數(shù)的TSGN位設(shè)定為高或低電平有效。TSGN0刀架到位信號(hào)高電平有效。（常開）1刀架到位信號(hào)低電平有效。（常閉）（3）ESP1緊急停止信號(hào)該信號(hào)為常閉觸點(diǎn)信號(hào)。當(dāng)觸點(diǎn)斷開時(shí)，控制系統(tǒng)復(fù)位，并使機(jī)床緊急停止。通常這個(gè)信號(hào)由按鈕開關(guān)的B觸點(diǎn)指令。產(chǎn)生急停后，系統(tǒng)準(zhǔn)備好信號(hào)MRDY將斷開。同時(shí)封鎖運(yùn)動(dòng)指令輸出。本系統(tǒng)具有軟件限位功能以進(jìn)行超程檢查，可以不安裝超程檢查限位開關(guān)。但是，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生故障，使機(jī)床的運(yùn)動(dòng)超出軟件限位的范圍時(shí)，為使機(jī)床能停止運(yùn)動(dòng)，必須安裝行程限位開關(guān)。連接圖如下所示第85頁(yè)共97頁(yè)第86頁(yè)共97頁(yè)五、外文資料翻譯STRESSANDSTRAIN1INTRODUCTIONTOMECHANICSOFMATERIALSMECHANICSOFMATERIALSISABRANCHOFAPPLIEDMECHANICSTHATDEALSWITHTHEBEHAVIOROFSOLIDBODIESSUBJECTEDTOVARIOUSTYPESOFLOADINGITISAFIELDOFSTUDYTHATISKNOWNBYAVARIETYOFNAMES,INCLUDING“STRENGTHOFMATERIALS”AND“MECHANICSOFDEFORMABLEBODIES”THESOLIDBODIESCONSIDEREDINTHISBOOKINCLUDEAXIALLYLOADEDBARS,SHAFTS,BEAMS,ANDCOLUMNS,ASWELLASSTRUCTURESTHATAREASSEMBLIESOFTHESECOMPONENTSUSUALLYTHEOBJECTIVEOFOURANALYSISWILLBETHEDETERMINATIONOFTHESTRESSES,STRAINS,ANDDEFORMATIONSPRODUCEDBYTHELOADSIFTHESEQUANTITIESCANBEFOUNDFORALLVALUESOFLOADUPTOTHEFAILURELOAD,THENWEWILLHAVEOBTAINEDACOMPLETEPICTUREOFTHEMECHANICSBEHAVIOROFTHEBODYTHEORETICALANALYSESANDEXPERIMENTALRESULTSHAVEEQUALLYIMPORTANTROLESINTHESTUDYOFMECHANICSOFMATERIALSONMANYOCCASIONWEWILLMAKELOGICALDERIVATIONSTOOBTAINFORMULASANDEQUATIONSFORPREDICTINGMECHANICSBEHAVIOR,BUTATTHESAMETIMEWEMUSTRECOGNIZETHATTHESEFORMULASCANNOTBEUSEDINAREALISTICWAYUNLESSCERTAINPROPERTIESOFTHEBEENMADEINTHELABORATORYALSO,MANYPROBLEMSOFIMPORTANCEINENGINEERINGCANNOTBEHANDLEDEFFICIENTLYBYTHEORETICALMEANS,ANDEXPERIMENTALMEASUREMENTSBECOMEAPRACTICALNECESSITYTHEHISTORICALDEVELOPMENTOFMECHANICSOFMATERIALSISAFASCINATINGBLENDOFBOTHTHEORYANDEXPERIMENT,WITHEXPERIMENTSPOINTINGTHEWAYTOUSEFULRESULTSINSOMEINSTANCESANDWITHTHEORYDOINGSOINOTHERSSUCHFAMOUSMENASLEONARDODAVINCI14521519ANDGALILEOGALILEI15641642MADEEXPERIMENTSTOADEQUATETODETERMINETHESTRENGTHOFWIRES,BARS,ANDBEAMS,ALTHOUGHTHEYDIDNOTDEVELOPANYADEQUATETHEORIESBYTODAYSSTANDARDSTOEXPLAINTHEIRTESTRESULTSBYCONTRAST,THEFAMOUSMATHEMATICIANLEONHARDEULER17071783DEVELOPEDTHEMATHEMATICALTHEORYANYOFCOLUMNSANDCALCULATEDTHECRITICALLOADOFACOLUMNIN1744,LONGBEFOREANYEXPERIMENTALEVIDENCEEXISTEDTOSHOWTHESIGNIFICANCEOFHISRESULTSTHUS,EULERSTHEORETICALRESULTSREMAINEDUNUSEDFORMANYYEARS,ALTHOUGHTODAYTHEYFORMTHEBASISOFCOLUMNTHEORYTHEIMPORTANCEOFCOMBININGTHEORETICALDERIVATIONSWITHEXPERIMENTALLYDETERMINEDPROPERTIESOFMATERIALSWILLBEEVIDENTTHEORETICALDERIVATIONSWITHEXPERIMENTALLYDETERMINEDPROPERTIESOFMATERIALSWILLBEEVIDENTASWEPROCEEDWITH第87頁(yè)共97頁(yè)OURSTUDYOFTHESUBJECTINTHISSECTIONWEWILLBEGINBYDISCUSSINGSOMEFUNDAMENTALCONCEPTS,SUCHASSTRESSANDSTRAIN,ANDTHENWEWILLINVESTIGATEBATHEBEHAVINGOFSIMPLESTRUCTURALELEMENTSSUBJECTEDTOTENSION,COMPRESSION,ANDSHEAR2STRESSTHECONCEPTSOFSTRESSANDSTRAINCANBEILLUSTRATEDINELEMENTARYWAYBYCONSIDERING