小型立式銑床工作臺升降和制動裝置設(shè)計

1、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)機電裝備課程設(shè)計目 錄摘 要3第一章 微機數(shù)控系統(tǒng)總體設(shè)計方案擬定31.1系統(tǒng)運動方式的確定與伺服系統(tǒng)的選擇31.2機械傳動方式4第二章 機床進給伺服系統(tǒng)機械部分設(shè)計計算42.1 設(shè)計參數(shù)42.2 滾珠絲杠螺母副的計算與選型72.2.1 直線滾動導(dǎo)軌副的計算與選型62.2.2 計算牽引力72.2.3 計算最大動載荷72. 2. 4滾珠絲杠螺母副的選型82. 2. 5 傳動效率計算.8 2. 2. 6 穩(wěn)定性計算.92.3 步進電機的計算與選擇92.3.1 計算步進電機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量92.3.2 計算步進電機轉(zhuǎn)軸上的等效負載轉(zhuǎn)矩102. 3. 3 步進電機最大靜轉(zhuǎn)矩的選定.12

2、2. 3. 4 步進電動機的性能校核.122.4 增量式編碼器的選用13第三章 微機數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計143.1 mcs-51單片機系統(tǒng)簡介153. 1. 1 mcs-51系列指令系統(tǒng)簡介153. 1. 2 定時器/計數(shù)器.163. 1. 3 中斷系統(tǒng).173-2 存儲器擴展電路設(shè)計183.2.1 程序存儲器的擴展183.2.2 數(shù)據(jù)存儲器的擴展183.2.3 譯碼電路設(shè)計193.3 i/o接口電路機輔助電路設(shè)計213.3.1 8155通用可編程接口芯片213.3.2 8255通用可編程接口芯片233.3.3 鍵盤顯示接口電路253.3.4 電機接口機驅(qū)動電路263.3.5 輔助電路26參考

3、文獻.28摘 要【摘要】：小型立式銑床工作臺升降和制動裝置設(shè)計。數(shù)控機床的加工系統(tǒng)、立體倉庫中堆垛機的平面移動系統(tǒng)、平面繪圖儀的繪圖系統(tǒng)等,盡管結(jié)構(gòu)和功能各不相同,但基本原理相同。機電一體化系統(tǒng)是將機械系統(tǒng)與微電子系統(tǒng)結(jié)合而形成的一個有機整體。本文通過對小型立式銑床工作臺的機械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及接口電路的設(shè)計,闡述了機電一體化系統(tǒng)設(shè)計中共性和關(guān)鍵的技術(shù)。本次課程設(shè)計，主要設(shè)計和研究小型立式銑床工作臺及其電氣原理圖。確定小型立式銑床工作臺的傳動系統(tǒng)，選擇了螺旋傳動，驗算了螺旋傳動的剛度、穩(wěn)定性，壽命等參數(shù)；還設(shè)計了導(dǎo)軌，根據(jù)其用途和使用要求，選擇了直線滾動導(dǎo)軌副，確定了其類型、轉(zhuǎn)動力矩、轉(zhuǎn)動慣量。

4、【關(guān)鍵詞】：小型立式銑床工作；滾珠絲杠螺母副；直線滾動導(dǎo)軌副；交流伺服電機；第一章 總體設(shè)計方案擬定1.1系統(tǒng)運動方式的確定與伺服系統(tǒng)的選擇數(shù)控系統(tǒng)按運動方式可分為點位控制系統(tǒng)、點位/點線系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)。任務(wù)書上規(guī)定的脈沖當量尚未達到0.0001mm，定位精度也未達到微米級，空載最快移動速度也只有600m/min。因此本設(shè)計不必采用高檔次的伺服電動機，可以選用性能好一些的步進電動機，以降低成本，提高性價比。1.2機械傳動方式為了實現(xiàn)設(shè)計要求的分辨率，采用步進電機轉(zhuǎn)動絲杠。為了保證一定的傳動精度和傳動平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副。同時，為了提高傳動剛度和消除傳動間隙，采用有預(yù)加

5、負荷的結(jié)構(gòu)。第二章 機床進給伺服系統(tǒng)機械部分設(shè)計計算2.1 設(shè)計參數(shù)1、工作臺升降行程：200； 2、工作臺尺寸：長寬400200； 3、工作臺總重： 600n； 4、最高運行速度步進電機運行方式： 空載：0.6m/min; 切削：0.1m/min；交流伺服電機運行方式：空載：9m/min;切削：2m/min；5、系統(tǒng)分辨率：開環(huán)模式0.01mm/step；半閉環(huán)模式 0.005mm/step；6、系統(tǒng)定位精度：開環(huán)模式0.10mm；半閉環(huán)模式 0.01mm；7、切削負載：x向400n；y向600n；z向1000n2.2 滾珠絲杠螺母副的計算與選型圖2-1 絲杠螺母副設(shè)計框圖2.2.1 直線滾

6、動導(dǎo)軌副的計算與選型 （1）滑塊承受工作載荷的計算及導(dǎo)軌型號的選取 題目中的工作臺水平布置，而導(dǎo)軌采用垂直布置，采用雙導(dǎo)軌四滑塊的形式?？紤]最不利的情況，既垂直于導(dǎo)軌面得工作載荷全部由一個滑塊承擔，則單滑塊所受到最大垂直方向載荷為： 查表3-41，根據(jù)，初選滾動導(dǎo)軌副的型號為kl系列的jsa-lg15型，其額定動載荷為,額定靜載荷為，任務(wù)書規(guī)定加工升降行程為200mm,考慮工作行程留有一定余量，查表3-35，按標準系列，選取導(dǎo)軌長度為460mm。（2）距離額定壽命的計算 由于kl系列的jsa-lg15型導(dǎo)軌副的滾到硬度為60hrc，工作溫度不超過,每根導(dǎo)軌上配有兩個滑塊，精度為4級，工作速度較

7、低，載荷不大。查表3-363-40，分別取硬度系數(shù)，溫度系數(shù)，接觸系數(shù)，精度系數(shù)，載荷系數(shù)。代入公式：滿足要求。 2.2.2 計算進給牽引力作用在滾珠絲杠上的進給牽引力主要包括切削時的走刀抗力以及移動件的重量和切削分力在導(dǎo)軌上的摩擦力。因而其數(shù)值的大小與導(dǎo)軌的型式有關(guān)，由于在設(shè)計中采用的是加有導(dǎo)軌塊的滾動導(dǎo)軌，所以選擇的計算公式為綜合導(dǎo)軌的計算公式。計算公式為：式中 -z向切削分力（n）； -移動工作臺總重（n） -導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)，隨導(dǎo)軌型式而不同； -考慮顛復(fù)力矩影響的實驗系數(shù)；綜合導(dǎo)軌的 , ，取，式中， ，g=600n。 2.2.3 計算最大動載荷選用滾珠絲杠副的直徑時，必須保證在一定

8、軸向載荷作用下，絲杠在回轉(zhuǎn)100萬轉(zhuǎn)（106轉(zhuǎn)）后，在它的滾道上不產(chǎn)生點蝕現(xiàn)象。這個軸向負載的最大值即稱為該滾珠絲杠能承受的最大動負載，用下式計算選擇： 式中 -額定壽命，15000h -絲杠轉(zhuǎn)速，用下式計算 -硬度系數(shù)，查表3-24，=1； -負載性質(zhì)系數(shù)，查表326， =1.2 導(dǎo)程的計算： 我們所設(shè)計的立式銑床不需要齒輪傳動，直接由電機驅(qū)動，傳動比為i=1，選步距角，根據(jù)公式計算得=4由任務(wù)書可知最大切削力下的速度,代入公式可計算得 =25 代入上式得=5979n2.2.4 滾珠絲杠螺母副的選型根據(jù)以上算得的最大動負載在設(shè)計指導(dǎo)書中的表3-31中選用型號為g2504-3的滾珠絲杠，其名義

9、直徑為,滾珠的排列為3圈1列，額定動載荷為，滿足前面進給方向的要求。精度等級按機電裝備設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書表3-39選為5級。2.2.5 傳動效率計算 滾珠絲杠螺母副的傳動效率： 式中 -絲杠螺旋升角；由算得 -摩擦角，滾珠絲杠的滾動摩擦系數(shù)，其摩擦角約等于。代入公式計算得 2.2.5 剛度的驗算 在立式銑床工作時采用“雙推自由”的方式，則可以不驗算剛度。2.2.6 穩(wěn)定性驗算 對已選定尺寸的絲杠在給定的支承條件下，承受最大軸向負載時，應(yīng)驗算其有沒有產(chǎn)生縱向彎曲（失穩(wěn)）的危險，產(chǎn)生失穩(wěn)的臨界負載用下式計算： 式中 -絲杠材料彈性模量，對鋼; -截面慣性矩,絲杠截面慣性矩 ()；-絲杠兩支承端距離

10、，取最大值440mm；-絲杠的支承方式系數(shù)，取0.25。k-壓桿穩(wěn)定的安全系數(shù)，k=2.5(垂直安裝)；根據(jù)前面的相關(guān)數(shù)據(jù)可知上式中的截面慣性矩：算得 =3619n遠大于工作載荷，故絲杠不會失穩(wěn)。 綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求。2.3 步進電動機的計算與選擇2.3.1.加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量 已知滾珠絲杠公稱直徑，總長，導(dǎo)程,材料密度，由表4-1：（1）、滾珠絲杠轉(zhuǎn)動慣量 (2)工作臺折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動慣量其公式為：初選電動機型號為90byj2502,從表4-5查得該型號電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量則加在步進電動機軸上的總轉(zhuǎn)動慣量為 2.3.2 計算加在步進電機轉(zhuǎn)軸上的等效負載轉(zhuǎn)矩

11、 分快速空載啟動和承受最大工作負載兩種情況計算 1） 快速空載啟動時電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負載轉(zhuǎn)矩由式（4-8）可知包括三部分：一部分是快速空載啟動時折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩；一部分是移動部件運動時折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩；還有一部分是滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩，根據(jù)試（4-12）可知，相對于和很小，可以忽略不計。則有 =+ 根據(jù)式（4-9），考慮傳動總效率，計算快速空載啟動時折算到電動機軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩： 式中：對應(yīng)空載最快移動速度的步進電動機最高轉(zhuǎn)速，單位為r/min； -步進電動機由靜止到加速至轉(zhuǎn)速所需的時間，單位為s。其中 = 式中 空載最快移動速度，任務(wù)

12、書只定為600 ； 步進電動機步距角，預(yù)選電動機為； 脈沖當量，任務(wù)書只定為 = 0.01 脈沖。將以上值代入式 = 中求得 = 150 。 設(shè)步進電動機由靜止到加速至 轉(zhuǎn)速所需時間 = 0.4，傳動鏈總效率 0.7。則由式 = 求得： = 由式（4-10） 和 可知，移動部件運動時，折算到電動機轉(zhuǎn)軸的摩擦轉(zhuǎn)矩為： （27）式中 導(dǎo)軌的摩擦因數(shù)，滾動導(dǎo)軌區(qū)取 0.005； 垂直方向壓力，空載取0； 傳動鏈總效率，取 0.7。則由式 得： 最后由式 ，求得快速空載啟動時電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負載轉(zhuǎn)矩： 2) 最大工作負載狀態(tài)下電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負載轉(zhuǎn)矩 由式 可知，包括三部分：一部分是折算到電動機轉(zhuǎn)

13、軸上的最大工作負載轉(zhuǎn)矩 ；一部分是移動部件運動折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩 ；還有一部分是滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩 ，相對應(yīng) 和 很小，可以忽略不計。則有： 其中，折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的最大工作負載轉(zhuǎn)矩 由式 計算。由前計算得滾珠絲杠軸線方向的最大進給載荷 再由式 計算垂直方向承受最大工作負載（）情況下，移動部件運動時折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩： 最后由式 ，求得最大工作負載狀態(tài)下電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負載轉(zhuǎn)矩為： 由以上計算，得到加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的最大等效負載轉(zhuǎn)矩為： 2.3.3步進電動機最大靜轉(zhuǎn)矩的選定 考慮到步進電動機的驅(qū)動電源受電網(wǎng)電壓影響較大，當輸入電壓降低時，

14、其輸出轉(zhuǎn)矩會下降，可能造成丟步，甚至堵轉(zhuǎn)。因此，根據(jù)來選擇步進電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩時，需要考慮安全系數(shù)。本例中取安全系數(shù)k=4，則步進電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足： 上述初選的步進電動機型號為90byj2502，由機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書表4-3查得該型號電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩 。可見，滿足要求。聯(lián)軸器選用：型號為slk-2c150-1415；軸承選用：推力球軸承51205，d=25,d=47,b=12,t=15,c=27.8, 角接觸球軸承7205c,d=25,d=52,b=15,c=12.8, 2.3.4步進電動機的性能校核1）最快工進速度時電動機輸出轉(zhuǎn)矩校核 任務(wù)書給定工作臺最快工進速度，

15、脈沖當量 ，由式 求出電動機對應(yīng)的運行頻率 .。從90byj2502電動機的運行矩頻特性曲線 可以看出，在此頻率下，電動機的輸出轉(zhuǎn)矩 ，遠遠大于最大工作負載轉(zhuǎn)矩 =0.0299 ，滿足要求。2）最快空載移動時電動機輸出轉(zhuǎn)矩校核 任務(wù)書給定工作臺最快空載移動速度，仿照式 求出電動機對應(yīng)的運行頻率。從圖二中查得，在此頻率下，電動機的輸出轉(zhuǎn)矩，大于快速空載啟動時的負載轉(zhuǎn)矩 ，滿足要求。3）最快空載移動時電動機運行頻率校核 與最快空載移動速度對應(yīng)的電動機運行頻率為 。查機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書表4-3可知90byj2502電動機的空載運行頻率可達15000hz,可見沒有超出上限。4）起動頻率的

16、計算 已知電動機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量 ，電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量，電動機轉(zhuǎn)軸不帶任何負載時的空載起動頻率（查表4-3）。則由式 可以求出步進電動機克服慣性負載的起動頻率：上式說明，要想保證步進電動機起步時不失步，任何時候的起動頻率都必須小于1213hz。實際上，在采用軟件升降頻時，起步頻率選的更低，通常只有100hz（即100脈沖/s）。綜上所述，本例中工作臺的進給傳動選用90byj2502步進電動機，完全滿足設(shè)計要求。2.4增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的選用設(shè)計所選步進電動機選用半閉環(huán)控制，可在電動機的尾部轉(zhuǎn)軸上安裝增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，用以檢測電動機的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速。增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨率與步進電動機的步距角相匹

17、配。由步進電動機的步距角。可知電動機轉(zhuǎn)動一轉(zhuǎn)時，需要控制系統(tǒng)發(fā)出個步進脈沖?？紤]到增量式旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的a、b相信號，可以送到四倍頻電路進行電子細分，因此，編碼器的分辨率可選120線。這樣控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖，電動機旋轉(zhuǎn)一個步距角，編碼器對應(yīng)輸出一個脈沖信號。設(shè)計中選擇編碼器的型號為zlk-a-120-05vo-10-h：盤狀空心型，孔徑10mm，與電動機尾部出軸相匹配，電源電壓+5v，每轉(zhuǎn)輸出120個a/b脈沖，信號為電壓輸出。第三章 微機數(shù)控硬件電路設(shè)計根據(jù)總體方案及機械結(jié)構(gòu)的控制要求，確定硬件電路的總體方案，繪制系統(tǒng)電氣控制的結(jié)構(gòu)框圖。1、數(shù)控系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。硬件是組成系

18、統(tǒng)的基礎(chǔ)，機床硬件電路由以下五部分組成：、主控制器，即中央控制單元cpu；、總線，包括數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線；、存儲器，包括程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器；、接口，即i/o輸入/輸出接口電路；、外圍設(shè)備，如鍵盤、顯示器及光電輸入機等。見圖31。2、選擇中央處理單元cpu的類型考慮到系統(tǒng)應(yīng)用場合、控制對象對各種參數(shù)的要求，及經(jīng)濟價格比等經(jīng)濟性的要求。因此，在經(jīng)濟數(shù)控銑床中，推薦使用mcs51系列單片機作主控制器。3、存儲器擴展電路設(shè)計存儲器擴展電路設(shè)計應(yīng)該包括程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的擴展。 在選擇程序存儲器芯片時，要考慮cpu與eprom時序的匹配，還應(yīng)考慮最大讀出速度、工作溫度及存儲器的容量等問

19、題。 在存儲器擴展電路的設(shè)計中還應(yīng)包括地址鎖存器和譯碼電路的設(shè)計。4 、i/o口即輸入/輸出接口電路設(shè)計包括接口芯片的選用，步進電機控制電路，鍵盤顯示電路及其他輔助電路的設(shè)計。3.1 mcs51系列單片機簡介3.1.1 mcs51系列指令系統(tǒng)簡介mcs51系列指令系統(tǒng)共有111條基本指令，其中單字節(jié)指令有49條，雙字節(jié)指令有45條，單字節(jié)指令有17條。1、mcs51系列指令系統(tǒng)的七種尋址方式簡介：（1）、立即尋址 跟在操作碼后的一個字節(jié)就是實際操作數(shù)。（2）、直接尋址 指令中直接給出參加運算或傳送的數(shù)的地址?？梢栽L問三種地址：特殊功能寄存器sfr、內(nèi)部ram128字節(jié)個單元、221個地址空間。

20、 （3）、寄存器尋址 指定某一可尋址的寄存器的內(nèi)容為操作數(shù)。尋址空間是r0r7、a、b、dptr。（4）、寄存器間接尋址 由指令指定某一寄存器的內(nèi)容作為操作數(shù)地址，選定r0、r1、sp、dptr（16位）來存放地址，使用時前加。（5）、變址尋址 由爭論指定的偏移量寄存器或稱變址寄存器和基址寄存器dptr或pc相加所得結(jié)果作為操作數(shù)地址。（6）、相對尋址 在指令中給定的地址偏移量與本指令所在單元地址（即pc內(nèi)容）相加，即得到真正有效的單元地址。（7）、位尋址 對內(nèi)部ram的128位和sfr塊內(nèi)的93位進行位操作。2、mcs51系列指令系統(tǒng)主要指令簡介：mcs51系列指令系統(tǒng)111條指令可分為五類

21、：（1）、數(shù)據(jù)傳送類 29條 （2）、算術(shù)操作類 24條（3）、邏輯操作類 24條 （4）、控制程序轉(zhuǎn)移類 17條（5）、布爾變量操作類 17條3.1.2 定時器/計數(shù)器mcs51系列單片機提供兩個十六位可編程的定時器/計數(shù)器，即t0和t1。他們具有兩種工作方式和四種模式。其工作原理如圖3-2所示。定時器/計數(shù)器的核心是加一計數(shù)器，加一計數(shù)器脈沖有兩個來源，一個是外部脈沖源，另一個是系統(tǒng)的時鐘振蕩器。有兩個模擬開關(guān)，前一個開關(guān)就是特殊寄存器tmod的相應(yīng)位，后一個模擬開關(guān)就是特殊寄存器tcon的相應(yīng)位。tmod和tcon是專門用于定時器/計數(shù)器的控制寄存器。用戶可以用圖3-2 定時器/計數(shù)器的

22、結(jié)構(gòu)框圖指令對其各位進行寫入或更改操作，從而選擇不同的工作狀態(tài)或啟動時間，并可設(shè)置相應(yīng)的控制條件。這兩個控制寄存器各位的功能：1、tmod控制寄存器gate門控位或叫選通位。c/t計數(shù)器方式或定時器方式的選擇位。m1和m0工作模式控制位。00 模式0：tlx中的低5位和thx的高8位構(gòu)成13位計數(shù)器。01 模式1：tlx與thx構(gòu)成16位計數(shù)器。10 模式2：可自動再裝入的8位計數(shù)器。11 模式3：把定時器0分成兩個8位計數(shù)器，關(guān)閉定時器1。2、tcon控制寄存器tf0、tf1定時器t0、t1溢出標志位，為1時申請中斷。tr0、tr1定時器t0、t1運行控制位，有軟件設(shè)定，來控制定時器/計數(shù)器

23、開啟或關(guān)閉。ie0、ie1外部中斷源的標志，為1時表示外部中斷源向cpu申請中斷。it0、it1外部中斷源觸發(fā)控制位。3.1.3 中斷系統(tǒng)mcs51系列單片機提供五個中斷源，配備兩個中斷優(yōu)先級，int0、int1輸入外部中斷請求，兩個片內(nèi)定時器/計數(shù)器t0和t1溢出中斷請求tf0和tf1，一個片內(nèi)串行口中斷請求ti和ri。各中斷源所對應(yīng)的中斷服務(wù)程序的入口地址和優(yōu)先級如下：中斷源 人口地址 優(yōu)先級int0 0003h 0t0 000bh 1int1 0013h 2t1 001bh 3串行口中斷 0023h 43.2 存儲器擴展電路設(shè)計3.2.1 程序存儲器的擴展1、常用的rom芯片及引腳：（1

24、）常用的半導(dǎo)體rom芯片有：2716（2k*8）、2732a（4k*8）、2764、（8k*8）、27128（16k*8）、27256（32k*8）、27512（64k*8）。2764、27128、27256、27512芯片均有28腳雙列直插式平封裝芯片。引腳向下兼容。圖3-3是2764引腳排列。（2）地址鎖存器常用的地址鎖存器芯片是74ls373。74ls373是帶三態(tài)緩沖輸出的8d觸發(fā)器。其真值表見表3-1圖3-3 2764引腳排列表3-1 真值表74ls373egdqlhhhlhllllxq03.2.2 數(shù)據(jù)存儲器的擴展常用數(shù)據(jù)存儲器及引腳常用的靜態(tài)ram芯片有6116（2k*8）、62

25、64（8k*8）、62256（32k*8）等，6264、62256均采用cmos工藝、28腳雙列直插式平封裝。6264引腳及邏輯符號見圖3-4。圖3-4 6264引腳圖3.2.3 譯碼電路設(shè)計1、mcs51系列單片機應(yīng)用系統(tǒng)中的地址譯碼規(guī)則（1）程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器獨立編址。程序存儲器地址和數(shù)據(jù)存儲器地址可以重疊使用。都是從0000hffffh。（2）外圍i/o芯片與擴展數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址外圍i/o芯片占用數(shù)據(jù)存儲器地址單元，且使用數(shù)據(jù)存儲器的讀/寫控制信號與讀/寫指令。（3）cpu在訪問外部存儲器時地址編碼cpu的p2口提供高8位地址，p0口經(jīng)外部地址鎖存器后提供低8位地址。2、地址譯碼方

26、法（1）線選法利用單片機地址總線高位中的一根線作為選擇某一片存儲器芯片的片選信號。此法用于規(guī)模較小的系統(tǒng)。其優(yōu)點是不需要地址譯碼器，可節(jié)省硬件，降低成本。缺點是可尋址的芯片數(shù)目受到很大的限制，且地址空間不連續(xù)，不能充分利用。（2）全地址譯碼法對容量較大的系統(tǒng)，擴展的外圍芯片較多，芯片所需的片選信號多于可利用的地址線時，就需要用這種全地址譯碼法。常采用的譯碼器是74ls138。圖3-5是其引腳圖。表13是其邏輯功能表。圖18是全地址譯碼圖。表3-2是其地址譯碼表。表3-2 74ls138邏輯功能表g1 g2a g2bc b ay7 y6 y5 y4 y3 y2 y1 y01 0 01 0 01

27、0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 0其 他 狀 態(tài)0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1x x x1 1 1 1 1 1 1 01 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 0 1 11 1 1 1 0 1 1 11 1 1 0 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 11 0 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1圖3-5 74ls138引腳圖表3-3 74ls138地址譯碼表器 件地 址 選 擇 線片內(nèi)地址單元（字節(jié)）地 址 編 碼2764000x xxxx xxxx xxxx8

28、k0000h1fffh6264001x xxxx xxxx xxxx8k2000h3fffh8155ram0101 1110 xxxx xxxx2565e00h5effhi/o0101 1111 1111 1xxx65ff8h5fffh82550111 1111 1111 11xx46ffch6fffh圖3-6 數(shù)控銑床全地址譯碼圖87c513.3 i/o接口電路及輔助電路設(shè)計常用外圍接口芯片有：8155：可編程的ram/io擴展接口電路（256個ram、兩個8位口、一個6位口、一個14位的定時器/計數(shù)器）8255：可編程的通用并行接口電路（3個8位口）8279：可編程的鍵盤、顯示接口電路3.

29、3.1 8155 通用可編程接口芯片1、8155引腳及其功能8155 的結(jié)構(gòu)框圖及引腳排列見圖3-7。8155 具有40條引腳，采用雙列直插式風(fēng)裝，各引腳功能見表3-4。 表3-4 8155引腳功能引腳含義引腳含義引腳含義ad0ad7pa0pa7pb0pb7pc0pc5timer in地址、數(shù)據(jù)線a口b口c口定時輸入timer outio/malerdwr定時輸出io/ram口選擇地址鎖存讀寫ceresetvssvcc片選復(fù)位地電源圖3-7 可編程的ram/io擴展接口電路定義a口輸入/輸出方式定義b口輸入/輸出方式00：alt1 01：alt2 10：alt3 11alt400：空操作01：

30、停止定時器操作10：定時器減為一時停止計數(shù)11：置定時器方式后，開始計數(shù)0：禁止a口中斷1：允許a口中斷0：禁止b口中斷1：允許b口中斷圖3-8命令寄存器格式及工作方式2、8155 的工作方式設(shè)定8155 命令寄存器格式及工作方式見圖3-83、8155 初始化程序格式如下：mov dptr ， 控制口地址mov a ， 命令字movx dptr ，amov dptr ， 計數(shù)初值入口地址mov a， 計數(shù)初值 inc dptr mov a ， 計數(shù)初值高位movx dptr ，a 3.3.2 8255 通用可編程接口芯片1、8255 引腳及其功能 8255 引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖3-9，其引腳功能

31、見3-5：2、8255 工作方式的設(shè)定 8255 有三種工作方式：方式0、方式1、方式2。方式0基本的輸入輸出方式方式1應(yīng)答式輸入輸出方式方式2應(yīng)答式雙向輸入輸出方式引 腳含 義d0d7pa0pa7pb0pb7pc0pc7a0、a1rdwrceresetgndvcc數(shù)據(jù)線a口b口c口地址線讀寫片選復(fù)位地電源引 腳含 義d0d7pa0pa7pb0pb7pc0pc7a0、a1rdwrceresetgndvcc數(shù)據(jù)線a口b口c口地址線讀寫片選復(fù)位地電源圖3-9 8255 引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)8255 io的工作方式選擇通過對其內(nèi)部命令寄存器設(shè)定方式選擇控制字來實現(xiàn)。其格式及工作方式見圖3-10。c口置/復(fù)位控制字格式如圖3-11所示。3、8255 初始化程序格式如下：mov al ， 控制字；定義工作方式out 控制口地址，alin al ， 初值out 輸出口地址，al b組下c口：0輸出 1輸入b口： 0輸出 1輸入模式選擇：0模式0 1模式1 a組上c口：0輸出 1輸入a口： 0輸出 1輸入模式選擇：00模式0 01模式1 x1模式