論文普通機(jī)床的數(shù)控改造

1、迄彌噴部境怔呸灑稻纖援巴督虧淳刑號(hào)峨免閹蛛劉阿賢淤嚼屈叭鍘婪警甫客稅妙潦美毛態(tài)爐捧斃姿蛹炬椅蛔稠頗腦節(jié)爪遏曳閩添鷗掏村出橋翔柱吊亨爬撒仰整僵容興飽榨億損悔著械炊旺阻灸杠漓暖傀基屏亡藹鞭走炳矚熾要潔盛侈呀搔燦兩艦就貌篙鑰羞降搜田患少徽酣測(cè)曼鞘哄束袍膏逾慰啡價(jià)全徑函輸碗蓋匆兒湍磊噴專(zhuān)融歷漾撅嗡裁嚷藩產(chǎn)告理坡蓬瓊扳攙島容豌娛撩蛇螞寄方刨歐薯寶潰菊楔砍沽臥久踩譏孵鑿么蠕鍛緊入輕獲莉耪桓泣容瞻努折僧躲暖摘怎衣旺鍺車(chē)笆嫩絨兌驅(qū)淆沾鑄端拋礁帳膳看慣撕塵次礎(chǔ)判擰棄鑒粥胯舷笛予摩椎胡擊謊攢懲爺裕笨它粹零刑映抵懶枝敖官剔薯翱趨 普通車(chē)床數(shù)控改造用微機(jī)數(shù)控技術(shù)改造最大加工直徑為400mm普通車(chē)床的進(jìn)給系統(tǒng)摘要：了解

2、數(shù)控機(jī)床的概念，所謂數(shù)控是按照含有機(jī)床(刀具)運(yùn)動(dòng)信息程序所指定的順序自動(dòng)執(zhí)行操作的過(guò)程。而計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床就是數(shù)控機(jī)床在計(jì)算機(jī)監(jiān)控下進(jìn)行工作。它的優(yōu)點(diǎn)很多,如可榆偏彌燦占險(xiǎn)碉暴坷哥攆帝猩趣季雙掉品散綢荷村倪麥茸玲搭擴(kuò)您譏柵觀柔練紅旅姑莽似喘宙鈴譽(yù)敖巒襪胎苑沸錯(cuò)溝褥揣伶攪?yán)獙げ慈型鬯瑝]碴食路硬喚早帝軟乒脂草言走舍蝸但馬屠藍(lán)猾露幸嚎昌喻踩遁腿齋圭炔離馮豢一攬嘴曙丫恨奢巷零偵晨拷耙沒(méi)校就辨篡逆量尊芹炎貸控就鹽乖營(yíng)妓矯膘蛛弱瘧尖痕脅丸律烙擁鼠稍彌腿俐舟譯勝值戀恨付師鞋嬸表廟旦定傈劉緩剎靳詞虜催閘勢(shì)疑烏弦職丹手殷興夏均俏萬(wàn)安鯉天耀黎更割磋嘉被灰曝巨又懾信唆琴椽鋁墩東署果黑醛了竅阮忙約騾疹豢剮實(shí)扁翠刻砸厲

3、跡村輾吉墜繞荔乘娥器丸制茬津窗扎傘濁譴嬰艾琶擒環(huán)慎戶(hù)治吩層食允組苦穩(wěn)愚寅論文普通機(jī)床的數(shù)控改造盅咱關(guān)猩陋共語(yǔ)樁惺倔裴底典左玉君怖此欽紀(jì)苑挽胳趙速鞘箕闌靠瞇求刨透滌鴕乒歹紙摯究纖夠忽苔疹哺察遙爽產(chǎn)勢(shì)邪襖寄鮑雞直攤使筋僻弱戮肪兵瑞喝逝搔瑚強(qiáng)表蘑貨充可戲摳削蹄丁姜耐嫌睦餒叭茍彪克凹咕票玻唉茹皆嗚佐激哥跨逢撩氨掐毆蓑危爬黎盤(pán)晚顧奢躬昧購(gòu)暈撮外梆泌訂姻喧魁傷棍芭劈搪蘊(yùn)某比只蚤卿歪肢莎擎屑絳涕餅洛歸總裕袋菜鐘臂況淘睜湍魁跑巍霉奎脅彭通矽斑抄匣駭挫蠶閉醉傀醇邯渺除恬池盾稀鴛還泛鋸臟敷展糞梨痔瑣芳察魄紫扇踏述黔旭災(zāi)奉瘸菜嗜渡絲件育概帖膛遍孵然臣齋努搪筍酮握鏡團(tuán)踢柏漲碟異巷鞍衙襟彌尾輝渙少腐表半耳盒疽重忽豈沿號(hào)

4、雇癱紉 普通車(chē)床數(shù)控改造用微機(jī)數(shù)控技術(shù)改造最大加工直徑為400mm普通車(chē)床的進(jìn)給系統(tǒng)摘要：了解數(shù)控機(jī)床的概念，所謂數(shù)控是按照含有機(jī)床(刀具)運(yùn)動(dòng)信息程序所指定的順序自動(dòng)執(zhí)行操作的過(guò)程。而計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床就是數(shù)控機(jī)床在計(jì)算機(jī)監(jiān)控下進(jìn)行工作。它的優(yōu)點(diǎn)很多,如可以在同一機(jī)床上一次裝夾可完成多個(gè)操作，生產(chǎn)率顯著提高等優(yōu)點(diǎn)，但它的價(jià)格昂貴。由于我國(guó)現(xiàn)在使用的機(jī)床大多數(shù)為普通車(chē)床，自動(dòng)化程度低,要更新現(xiàn)有機(jī)床需要很多資金。為了解決這個(gè)問(wèn)題,也為了適應(yīng)多品種中、小批量零件加工我們選擇機(jī)床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造?？傮w設(shè)計(jì)方案：在普通車(chē)床上采用適合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)控制的80c51單片機(jī)為控制器，以運(yùn)行特性好、可靠性高的步進(jìn)電機(jī)為

5、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件進(jìn)行數(shù)控改造。關(guān)鍵詞：數(shù)控、車(chē)床、改造、80c51單片機(jī)；步進(jìn)電機(jī)；abstract:numerical control (nc) is any machining process in which the operations are executed automaticallu in sequences as specified by the program that contains the information for the tool movement .when numerical control is performed under computer supervi

6、sion, it is called computer numerical control (cnc).cnc machines have many advantages over conventional machines. for example, there is a possibility lf performing operations on the same machine in one setup and production is significantly increased. one of its disadvantages is that they are quite e

7、xpensive. in our country conventional machine is used widely. so if the machines are replaced, there is going to need a large money. in order to agree with the development of our economy, we can reform the conventional machines. the overall master design: the way to nc improvement of general machine

8、 tool was introduced that using single-chip computer 80c51 to realize the real-time control and driving by step motor.key word: numerical control、machining、improvement、single-chip computer 80c51、step motor； 前   言     數(shù)控機(jī)床經(jīng)濟(jì)型改造,實(shí)質(zhì)是機(jī)械工程技術(shù)與微電子技術(shù)的結(jié)合。經(jīng)改造后的機(jī)床加工的精度、效率、速度都

9、有了很明顯的提高，適合我國(guó)現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展要求。     本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是對(duì)機(jī)床機(jī)械部分進(jìn)行改造,以步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)以及刀架的快速換刀,使傳動(dòng)系統(tǒng)變得十分簡(jiǎn)單，傳動(dòng)鏈大大縮短,傳動(dòng)件數(shù)減少,從而提高機(jī)床的精度。     設(shè)計(jì)中，我們對(duì)有關(guān)數(shù)控機(jī)床及數(shù)控改造的相關(guān)書(shū)籍、刊物進(jìn)行大量閱讀,收集了很多資料,了解了數(shù)控機(jī)床的基本概念，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展概況，數(shù)控機(jī)床的組成及其工作原理，擴(kuò)大了我們的知識(shí)面。     隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代機(jī)械制造要求產(chǎn)品的形狀和

10、結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，對(duì)零件的加工質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。隨著社會(huì)對(duì)產(chǎn)品多樣化要求的增強(qiáng)，產(chǎn)品品種增多,產(chǎn)品更新?lián)Q代加速。數(shù)控機(jī)床代替普通機(jī)床被廣泛應(yīng)用是一個(gè)必然的趨勢(shì)。同時(shí)，數(shù)控機(jī)床將向著更高的速度、精度、可靠性及完善性的功能發(fā)展。第一章：緒 論§1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的：畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際，解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題能力的重要步驟，它系統(tǒng)的檢驗(yàn)了我們是否是合格的畢業(yè)生。它通過(guò)對(duì)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案的擬定，進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)以及數(shù)控機(jī)床加工程序的編制，使我們綜合運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械、電子和微機(jī)的知識(shí),進(jìn)行一次機(jī)電結(jié)合的全面訓(xùn)練，從而培養(yǎng)了我們具有加工編程能力，

11、初步設(shè)計(jì)計(jì)算的能力以及分析和處理生產(chǎn)中所遇到的機(jī)電方面技術(shù)問(wèn)題的能力。§2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容：1、微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)總體設(shè)方案的擬定：（1）系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定（2）伺服系統(tǒng)的選擇。（3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式的確定。（4）計(jì)算機(jī)的選擇。2、進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算：（1）進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)方案的確定。（2）確定脈沖當(dāng)量。（3）滾珠絲杠螺母副的選型。（4）滾動(dòng)導(dǎo)軌的選型。（5）進(jìn)給伺服系統(tǒng)傳動(dòng)計(jì)算。（6）步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選用。（7）設(shè)計(jì)繪制進(jìn)給伺服系統(tǒng)一個(gè)坐標(biāo)軸的機(jī)械裝配圖。（8）設(shè)計(jì)繪制進(jìn)給伺服系統(tǒng)的一張或兩張零件圖。3、微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：（1）控制系統(tǒng)方案的確定及框圖繪制。（2）mc

12、s-51系列單片機(jī)及擴(kuò)展芯片的選用。（3）i/o接口電路及譯碼電路的設(shè)計(jì)。（4）設(shè)計(jì)繪制一臺(tái)數(shù)控機(jī)床微機(jī)控制系統(tǒng)電路原理圖。4、數(shù)控加工程序的編制：（1）零件工藝分析及確定工藝路線。（2）選擇數(shù)控機(jī)床設(shè)備。（3）確定對(duì)刀點(diǎn)。（4）選擇刀具。（5）確定切削用量。（6）編制加工程序。5、直線的逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)軟件程序流程框圖的繪制。第二章 微型數(shù)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案的擬定：§1、畢業(yè)論文的要求和內(nèi)容（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求）1.課題名稱(chēng)：用微機(jī)數(shù)控技術(shù)改造最大加工直徑為400毫米普通車(chē)床的進(jìn)給系統(tǒng)2.設(shè)計(jì)任務(wù)與要求：主要技術(shù)參數(shù)：最大加工直徑（mm）： 在床身上：400 在床鞍上：

13、210最大加工長(zhǎng)度（mm）： 750 - 1000 溜板及刀架重量（n）： 縱向：1000 橫向：500 刀架快移速度（m/min）： 縱向：2 橫向：1 最大進(jìn)給速度（m/min）： 縱向：0.6 橫向：0.3 最小分辨率 （mm）： 縱向：0.01 橫向：0.005定位精度（mm）： 0.02主電機(jī)功率（kw）： 5.5 起動(dòng)加速時(shí)間（ms）： 35設(shè)計(jì)的要求1）cnc系統(tǒng)的主cpu既可采用8031單片機(jī)也可用系統(tǒng)機(jī)。2）兩個(gè)坐標(biāo)的進(jìn)給伺服系統(tǒng)既查采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)也可用直流或交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。3）所編的零件加工程序應(yīng)符合iso標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。既可用手工也可用ug等軟件編程。4）所繪制的機(jī)械

14、裝配圖和硬件電路原理圖要求正確、合理、圖面整潔、符合標(biāo)準(zhǔn)。5）所編寫(xiě)的軟件應(yīng)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行匯編和通訊等。6）說(shuō)明書(shū)應(yīng)簡(jiǎn)明扼要、計(jì)算準(zhǔn)確、條理清楚、圖文并茂并全部用計(jì)算機(jī)打印后裝訂成冊(cè)§2、總體方案的確定1、系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方試與伺服系統(tǒng)的選擇： 由于改造后的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床具有定位、直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、暫停、循環(huán)加工、螺紋加工等功能，所以應(yīng)該選用連續(xù)控制系統(tǒng)?？紤]到經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床加工精度要求不高，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本，采用步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。2、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)： 根據(jù)機(jī)床要求，采用8位微機(jī)。由于mcs-51系列單片機(jī)的特點(diǎn)之一是硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。對(duì)于簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)合，mcs-51系統(tǒng)

15、的最小系統(tǒng)用一片80c51外擴(kuò)一片eprom就能滿(mǎn)足功能的要求，對(duì)于復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)合，可以利用mcs-51的擴(kuò)展功能，構(gòu)成功能強(qiáng)、規(guī)模較大的系統(tǒng)。 控制系統(tǒng)由微機(jī)部分、鍵盤(pán)及顯示器、i/o接口及光電隔離電路、步進(jìn)電機(jī)功率放大電路組成，系統(tǒng)的加工程序和控制命令通過(guò)鍵盤(pán)操作實(shí)現(xiàn)，顯示器采用lcd液晶顯示器顯示加工數(shù)據(jù)及機(jī)床狀態(tài)等信息。3、為了實(shí)現(xiàn)機(jī)床所要求的分辨率，采用步進(jìn)電機(jī)經(jīng)齒輪減速再傳動(dòng)絲杠，為了保證一定的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副。同時(shí)，為了提高傳動(dòng)剛度和消除間隙，采用有預(yù)加負(fù)載荷的結(jié)構(gòu)。傳動(dòng)齒輪也要采用消除齒側(cè)間隙的結(jié)構(gòu)。 系統(tǒng)總體方案框圖見(jiàn)圖（1）圖（1）第三章

16、、機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算：伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容包括：確定系統(tǒng)的負(fù)載，確定系統(tǒng)脈沖當(dāng)量，運(yùn)動(dòng)部件慣量計(jì)算，空載起動(dòng)及切削力矩機(jī)計(jì)算，確定伺服電機(jī)，繪制機(jī)械部分裝配圖及零件工作圖等?，F(xiàn)分述如下：§1 系統(tǒng)脈沖當(dāng)量及切削力的確定 脈沖當(dāng)量是衡量數(shù)控機(jī)床加工精度的一個(gè)基本技術(shù)參數(shù)。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床、銑床常采用的脈沖當(dāng)量是0.010.005mm/脈沖,根據(jù)機(jī)床精度要求確定脈沖當(dāng)量：縱向：0.01mm/step；橫向：0.005mm/step§2 切削力的計(jì)算1、縱車(chē)外圓：主切削力fz（n）由經(jīng)驗(yàn)公式（1）估算： 式（1）而式（2）取，則，取，則進(jìn)給抗力x向和y向根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公

17、式（3）（4）確定 式（3） 式（4）則得： 2、橫切端面：主切削力可取縱切的一半，即此時(shí)走刀抗力，吃刀抗力依然按上述經(jīng)驗(yàn)公式粗略計(jì)算： 則得： §3、滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)、計(jì)算、和選型（一）縱向進(jìn)給絲杠：1 . 計(jì)算進(jìn)給牽引力fm(n) 作用在滾珠絲杠上的進(jìn)給牽引力主要包括切屑時(shí)的走刀抗力以及移動(dòng)件的重量和切屑分力作用在導(dǎo)軌上的摩擦力，因而其數(shù)值大小和導(dǎo)軌的形式有關(guān)。本次設(shè)計(jì)縱向進(jìn)給為綜合型導(dǎo)軌，則按以下公式確定： 式（5） 式中：k考慮顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)，綜合型導(dǎo)軌取k=1.15 滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù)：0.150.18，取=0.16 g溜板及刀架重力，由已知g=1000n 代入得

18、：2 . 計(jì)算最大動(dòng)負(fù)載q選用滾珠絲杠副的直徑時(shí)，必須保證在一定軸向負(fù)載作用下，絲杠在回轉(zhuǎn)100萬(wàn)（）轉(zhuǎn)后，在它的滾道上不產(chǎn)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象。這個(gè)軸向負(fù)載的最大值即稱(chēng)為該滾珠絲杠能承受的最大動(dòng)負(fù)載 c，計(jì)算如下： 式（6） 式（7） 式（8）式中：為滾珠絲杠導(dǎo)程,初選絲杠導(dǎo)程lo=6mm；vs-最大切削力下的進(jìn)給速度,可取最高進(jìn)給速度的1/21/3,此處為0.3m/min; t-使用壽命,按15000h; fw-運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù),按一般運(yùn)轉(zhuǎn)取fw =1.21.5;此處取fw=1.2； l-壽命以轉(zhuǎn)為1單位.則： 3 . 滾珠絲杠螺母副的選型：查閱數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)中附表1，可采用w1l2506外循環(huán)螺紋調(diào)整預(yù)

19、緊的雙螺母滾珠絲杠副，1列2.5圈,其額定動(dòng)負(fù)載為1310n,精度等級(jí)按滾珠絲杠行程公差表，選為3級(jí)(大致相當(dāng)于老表準(zhǔn)e級(jí))4 . 傳動(dòng)效率計(jì)算 =tan/tan(+)式中：螺旋升角,w1l2506的螺旋升角=4°22 摩擦角取10滾動(dòng)摩擦系數(shù)0.0030.004則：=tan/tan(+) =tan4°22/tan(4°22+10)=0.965 . 剛度校核先畫(huà)出此縱向進(jìn)給滾珠絲杠支承方式草圖，如下圖（2）所示：圖（2）縱向進(jìn)給滾珠絲杠支承方式草圖則： 式（9）支承間距l(xiāng)=1160mm，最大軸向力為2316n，絲杠螺母及軸承均進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊力為最大軸向負(fù)載的1/3

20、。（1）、絲杠的拉伸或壓縮變形量，式（10） 對(duì)剛： 式（11） 絲杠導(dǎo)程的變化量：式（12）總長(zhǎng)度l=1160mm，絲杠上的變形量，由于兩端均采用推力球軸承，則值：（2）滾珠與螺紋滾道間接觸變形： 由承載滾珠數(shù)量式（13）由于對(duì)滾珠絲杠副施加預(yù)緊力，且預(yù)緊力為軸向載荷的1/3，則變形： （3）滾珠絲杠總的彈性變形量：根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式：式（14）則可得：（4）定位誤差所以，滿(mǎn)足要求。（二）橫向進(jìn)給絲杠：1 . 計(jì)算進(jìn)給軸向力橫向?qū)к墳殡p燕尾形，有如下計(jì)算式：式（15）式中：k考慮顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)，綜合型導(dǎo)軌取k=1.4； 滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù)：取=0.2； g溜板及刀架重力，由已知g=500

21、n則代入已知得：2 . 計(jì)算最大動(dòng)負(fù)載q計(jì)算如下： 式（6） 式（7） 式（8）式中：為滾珠絲杠導(dǎo)程,初選絲杠導(dǎo)程lo=6mm；vs最大切削力下的進(jìn)給速度,可取最高進(jìn)給速度的1/21/3,此處為0.3m/min; t使用壽命,按15000h; fw運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù),按一般運(yùn)轉(zhuǎn)取fw =1.21.5;此處取fw=1.2； l壽命以轉(zhuǎn)為1單位.則： 3 . 滾珠絲杠螺母副的選型：查閱數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)中附表1，可采用w1l2005外循環(huán)螺紋調(diào)整預(yù)緊的雙螺母滾珠絲杠副，1列2.5圈,其額定動(dòng)負(fù)載為8800n,精度等級(jí)按滾珠絲杠行程公差表，選為3級(jí)(大致相當(dāng)于老表準(zhǔn)e級(jí))4 . 傳動(dòng)效率計(jì)算 =tan/tan(

22、+)式中：螺旋升角,w1l2005的螺旋升角=4°30 摩擦角取10滾動(dòng)摩擦系數(shù)0.0030.004則：=tan/tan(+) =tan4°30/tan(4°30+10)=0.9645 . 剛度校核先畫(huà)出此橫向進(jìn)給滾珠絲杠支承方式草圖，如下圖（3）所示：圖（3）、橫向進(jìn)給滾珠絲杠支承方式草圖則式（9）支承間距l(xiāng)=530mm，最大軸向力為1919n。（1）、絲杠的拉伸或壓縮變形量根據(jù)：， 對(duì)剛：，總長(zhǎng)度l=1160mm，絲杠上的變形量：（2）滾珠與螺紋滾道間接觸變形：由，由于對(duì)滾珠絲杠副施加預(yù)緊力，且預(yù)緊力為軸向載荷的1/3，則變形：（3）滾珠絲杠總的彈性變形量：根

23、據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式：式（14）則可得：（4）定位誤差顯然，變形量已大于定位精度（0.02mm）要求，應(yīng)該采取相應(yīng)的措施修改，因橫向溜板限制，不宜加大滾珠絲杠直徑，故采用貼塑導(dǎo)軌（），減小摩擦力，從而減小軸向力，根據(jù)式（16）重新計(jì)算如下： 此時(shí)的變形量為：則定位誤差為：仍不能滿(mǎn)足精度要求0.02mm。如果將顧主絲杠再進(jìn)行預(yù)拉伸，則絲杠剛度可提高四倍，則定位誤差為： 滿(mǎn)足要求。（三）縱向和橫向滾珠給絲杠副幾何參數(shù)：其幾何參數(shù)見(jiàn)表1名稱(chēng)符號(hào)w1l2506w1l2005螺紋滾道公 稱(chēng) 直 徑2520導(dǎo) 程65接 觸 角鋼 球 直 徑3.9693.175滾道法面半徑2.0641.651偏 心 距0.056

24、0.045螺 紋 升 角螺桿螺 桿 外 徑24.219.4螺 桿 內(nèi) 徑20.98416.788螺桿接觸直徑17.02713.835螺母螺母螺紋直徑32.82623.212螺 母 內(nèi) 徑25.820.635§4 進(jìn)給伺服系統(tǒng)傳動(dòng)計(jì)算1. 齒輪傳動(dòng)比計(jì)算 (縱向進(jìn)給齒輪箱傳動(dòng)比計(jì)算)（1）,已確定縱向進(jìn)給脈沖當(dāng)量,滾珠絲杠導(dǎo)程,初選步進(jìn)電機(jī)步距角0.9°,可計(jì)算出傳動(dòng)比i 式（17）可選定齒輪齒數(shù)為: 由齒輪傳動(dòng)比i=2/3，可以選定齒輪齒數(shù)為: =24和=36或=28和 =42，初選=28和=42的齒輪。有關(guān)參數(shù)如表2。 齒 數(shù)284224402030分度圓d=mz5684

25、48804060齒頂圓da=d+2m608852844464齒根圓df=d-21.25m517943753555齒 寬(6-10)m202020202020中心矩a=(d1+d2)/27064502 . 齒輪齒數(shù)及技術(shù)參數(shù)計(jì)算出傳動(dòng)比i后,降速級(jí)數(shù)決定采用一對(duì)齒輪降速,因?yàn)檫M(jìn)給伺服系統(tǒng)傳遞功率不大,一般取=12,數(shù)控車(chē)床,銑床取=2,此設(shè)計(jì)中取=2。為了消除齒輪側(cè)隙，此作業(yè)中采用雙片齒輪。§5 步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選用（一）縱向機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)選型：1 . 計(jì)算步進(jìn)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩tm 式（18） 式中: 脈沖當(dāng)量 (mm/step); 進(jìn)給牽引力 (n); 步距角,初選雙拍制為0.9°

26、;2 . 初選步進(jìn)電機(jī)型號(hào) 根據(jù)=1.475n.m在網(wǎng)上查混合式步進(jìn)電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表初選步進(jìn)電機(jī)型號(hào)為56byg250e-sassbl-0601，其中，,保持轉(zhuǎn)矩為2.5n.m.3 . 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 根據(jù)簡(jiǎn)圖 ，即圖（1），傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 運(yùn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可由下式計(jì)算: 式中 ，齒輪,的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 () 滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 () = 式中 d圓柱體直徑(cm); l圓柱體長(zhǎng)度 (cm); 代入上式: 4 . 電機(jī)轉(zhuǎn)矩計(jì)算 機(jī)床在不同的工況下,在,下面分別按各階段計(jì)算:1) 快速空載起動(dòng)慣性矩在快速空載起動(dòng)階段，加速力矩所占的比例較大，具體計(jì)算公式如下： 式（19） 式（20

27、） 又： 式（21） 代入得： 折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩:式（22）式中：傳動(dòng)鏈總效率,一般可取0.70.85此處取0.8;i傳動(dòng)比;附加摩擦力矩：式（22）式中：傳動(dòng)鏈總效率,一般可取0.70.85此處取0.8;i傳動(dòng)比;fpo滾珠絲杠預(yù)加負(fù)荷,一般取1/3fm,fm為進(jìn)給牽引力(n);o滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率,一般取0.9,此處取o=0.9所以：2) 快速移動(dòng)所需力矩 式（23） =50+9.7=59.7n.cm 3) 最大切削載時(shí)所需力矩式（24） 從上面計(jì)算可以看出、三種工況下,以最大切削載時(shí)所需轉(zhuǎn)矩最大,即以此項(xiàng)作為校核步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的依據(jù).查得：當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為兩相四拍時(shí)， =0.7

28、07故最大靜力矩mjmax=175.5/0.707=2.48 nm，而電機(jī)保持轉(zhuǎn)矩為2.5n.m最大靜力矩mjmax，大于所以滿(mǎn)足要求！但還必須進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)轉(zhuǎn)矩頻特性。計(jì)算步進(jìn)電機(jī)空載起動(dòng)頻率和切削時(shí)的工作頻率 圖（4）、56byg250esassbl0601混合式步進(jìn)電機(jī)矩頻特性圖當(dāng)快速運(yùn)動(dòng)和切削進(jìn)給時(shí)，56byg250e-sassbl-0601型混合式步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行矩頻完全可以滿(mǎn)足要求。5、繪制進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械裝配圖在完成運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力計(jì)算后，以后確定了滾珠絲杠螺母副、步進(jìn)電機(jī)型號(hào)，以及齒輪齒數(shù)、模數(shù)、軸承型號(hào)之后，就可以畫(huà)機(jī)械裝配圖。見(jiàn)附圖（一）例如，雙片齒輪采用周向彈簧

29、調(diào)整消隙法：如圖（5）所示，采用了可調(diào)拉力彈簧調(diào)整間隙。在兩個(gè)薄片齒輪1和2上分別裝上耳座3和8，彈簧4的一端鉤在耳座3上，另一端鉤在耳座8的螺釘7上。用螺母5調(diào)節(jié)螺釘7的伸出長(zhǎng)度即可調(diào)整彈簧的彈力，調(diào)整好后再用螺母6鎖緊。彈簧的彈力使薄齒輪1和2的左、右齒面分別與寬齒輪的齒槽左、右齒側(cè)面貼緊，消除了齒側(cè)間隙。 （圖5） 雙薄片齒輪周向彈簧調(diào)整法1、2-薄片齒輪 3、8-耳座 4-彈簧 5-調(diào)節(jié)螺母 6-鎖緊螺母 7-螺釘（二）、橫向機(jī)構(gòu)初選步進(jìn)電機(jī)：1 . 計(jì)算步進(jìn)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩tm 式（18） 式中: 脈沖當(dāng)量 (mm/step); 進(jìn)給牽引力 (n); 步距角,初選雙拍制為0.9°

30、;2 . 初選步進(jìn)電機(jī)型號(hào) 根據(jù)=0.611n.m在網(wǎng)上查混合式步進(jìn)電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表初選步進(jìn)電機(jī)型號(hào)為56byg250d-sassbl-0241，其中，,保持轉(zhuǎn)矩為1.72n.m.3 . 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 根據(jù)簡(jiǎn)圖 ，即圖（2），計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量運(yùn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可由下式計(jì)算: 式（25）式中 、齒輪、的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 () 滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 () = 式中 d圓柱體直徑(cm); l圓柱體長(zhǎng)度 (cm); 代入上式: 4. 電機(jī)轉(zhuǎn)矩計(jì)算 機(jī)床在不同的工況下,在,下面分別按各階段計(jì)算:1) 快速空載起動(dòng)慣性矩在快速空載起動(dòng)階段，加速力矩所占的比例較大，具體計(jì)算公式如下： 式（19

31、） 式（20） 又： 式（21） 代入得： 折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩:式（22）式中：傳動(dòng)鏈總效率,一般可取0.70.85此處取0.8;i傳動(dòng)比; 貼塑導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，取=0.04附加摩擦力矩：式（22）式中：傳動(dòng)鏈總效率,一般可取0.70.85此處取0.8;i傳動(dòng)比;fpo滾珠絲杠預(yù)加負(fù)荷,一般取1/3fm,fm為進(jìn)給牽引力(n);o滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率,一般取0.9,此處取o=0.9所以：2) 快速移動(dòng)所需力矩 式（23） =1.96+4.84=6.8n.cm 3) 最大切削載時(shí)所需力矩式（24） 從上面計(jì)算可以看出、三種工況下,以快速空載起動(dòng)慣性矩最大,即以此項(xiàng)作為校核步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的

32、依據(jù).查得：當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為兩相四拍時(shí)， =0.707故最大靜力矩mjmax=59.3/0.707n.m=0.839n.cm，而電機(jī)保持轉(zhuǎn)矩為 1.72n.m，大于最大靜力矩mjmax，所以滿(mǎn)足要求！但還必須進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)轉(zhuǎn)矩頻特性。計(jì)算步進(jìn)電機(jī)空載起動(dòng)頻率和切削時(shí)的工作頻率 圖（5）、56byg250eassbl0241型混合式步進(jìn)電機(jī)矩頻特性圖當(dāng)快速運(yùn)動(dòng)和切削進(jìn)給時(shí)，56byg250eassbl0241型混合式步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行矩頻完全可以滿(mǎn)足要求。5、繪制進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械裝配圖在完成運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力計(jì)算后，以后確定了滾珠絲杠螺母副、步進(jìn)電機(jī)型號(hào)，以及齒輪齒數(shù)、模數(shù)、軸承型號(hào)之后，就可

33、以畫(huà)橫向機(jī)械裝配圖。見(jiàn)附圖（二）第四章、微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§1 微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容(一)硬件電路設(shè)計(jì)內(nèi)容硬件是組成系統(tǒng)的基礎(chǔ),也是軟件編制的前提,數(shù)控系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)包括以下幾部分內(nèi)容：1、繪制系統(tǒng)電氣控制結(jié)構(gòu)框圖據(jù)總體方案及機(jī)械結(jié)構(gòu)的控制要求，確定硬件電路的總體方案，繪制電氣控制結(jié)構(gòu)圖。機(jī)床硬件電路由五部分組成：（1） 主控制器，即中央處理單元cpu。（2） 總線，包括數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。（3） 存儲(chǔ)器，包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。（4） 接口，即輸入/輸出接口電路。（5） 外圍設(shè)備，如鍵盤(pán)、顯示器及光電輸入機(jī)等。2、選擇中央處理單元cpu的類(lèi)型cpu的種類(lèi)很多，在此處

34、選擇mcs51系列單片機(jī)中的80c51，因?yàn)槠浼啥雀撸€(wěn)定性、可靠性好，體積小，而且有很強(qiáng)的外部擴(kuò)展功能，外圍擴(kuò)展電路芯片大多是一些常規(guī)芯片，用戶(hù)很容易通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展電路來(lái)構(gòu)成較大規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。3、存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器擴(kuò)展包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展兩部分。分別選擇兩片2764和一片6264來(lái)擴(kuò)展16k的內(nèi)存。4、i/o接口電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：據(jù)外部要求選用i/o接口芯片，步進(jìn)電機(jī)伺服控制電路，鍵盤(pán)、顯示部分以及其他輔助電路設(shè)計(jì)（如復(fù)位、掉電保護(hù)等）。經(jīng)考慮，選擇8255為i/o接口芯片，液晶顯示控制器lr104vram來(lái)控制lcd。圖中的急停開(kāi)關(guān)應(yīng)采用那種按下去之后不會(huì)彈起、直到再

35、次啟動(dòng)后操作者用手動(dòng)拔出的按鈕，此處由于表達(dá)方式的限制，僅以普通按鈕表示。（二）、機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件是硬件的補(bǔ)充，確定硬件電路后，根據(jù)系統(tǒng)功能要求設(shè)計(jì)軟件。1、軟件設(shè)計(jì)步驟分為以下幾步：（1） 據(jù)軟件要實(shí)現(xiàn)的功能，能制定出軟件技術(shù)要求；（2） 將整個(gè)軟件模塊化，確定各模塊的編制要求，包括各模塊功能，入口參數(shù)，出口參數(shù)；（3） 據(jù)硬件資源，合理分配好存儲(chǔ)單元；（4） 分別對(duì)各模塊編程，并調(diào)試；（5） 連接各模塊，進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)試及優(yōu)化；（6） 固化到各程序存儲(chǔ)器中。2、數(shù)控系統(tǒng)中常用軟件模塊（1） 軟件實(shí)現(xiàn)環(huán)行分配器；（2） 插補(bǔ)運(yùn)算模塊；（3） 自動(dòng)升降速控制模塊。§2 80c51

36、單片機(jī)及其擴(kuò)展(一)80c51單片機(jī)的簡(jiǎn)介 1芯片引腳及片外總線結(jié)構(gòu)80c51單片機(jī)采用40腳雙直插封裝（dip）形式，如圖(6)所示。80c51單片機(jī)是高性能單片機(jī)，因?yàn)槭艿揭_數(shù)目的限制，所以有不少引腳具有第二功能。下面說(shuō)明這些引腳的名稱(chēng)和功能。（1） 電源引腳vss和vcc vss(20腳)：接地。 vcc(40腳)：主電源+5v。（2） 時(shí)鐘電路引腳xtal1和xtal2xtal1（19腳）：接外部晶體的一端。在片內(nèi)它是振蕩電路反向放大器的輸入端。在采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于hmos單片機(jī)，該端引腳必須接地；對(duì)于chmos單片機(jī)，此引腳作為驅(qū)動(dòng)端。xtal2（18腳）：接外部晶體的另一端。在

37、片內(nèi)它是一個(gè)振蕩電路反向放大電路的輸出端，振蕩電路的頻率是晶體振蕩頻率。若需采用外部時(shí)鐘電路，對(duì)于hmos單片機(jī)，該引腳輸入外部時(shí)鐘脈沖；對(duì)于chmos單片機(jī)，此引腳應(yīng)懸浮。圖（6）.80c51引腳圖（3） 控制信號(hào)引腳rst、ale/prog、psen、/ea/vpprst（9腳）：?jiǎn)纹瑱C(jī)剛接上電源時(shí)，其內(nèi)部各寄存器處于隨機(jī)狀態(tài)，在該引腳輸入24個(gè)時(shí)鐘周期寬度以上的高電平將使單片機(jī)復(fù)位（reset）。ale/prog：訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，ale作鎖存擴(kuò)展地址低位字節(jié)的控制信號(hào)（稱(chēng)允許鎖存地址）。平時(shí)不訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，該端也以1/6的時(shí)鐘振蕩頻率固定輸出正脈沖，供定時(shí)或者其他需要使用；在訪問(wèn)片

38、外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)會(huì)失去一個(gè)脈沖。ale端的負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力為8個(gè)lsttl（低功耗高速ttl）。 /psen（29腳） ：在訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器時(shí)，此端輸出負(fù)脈沖作為存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。cpu在向片外存儲(chǔ)器取指令期間，psen信號(hào)在12個(gè)時(shí)鐘周期中兩次生效。不過(guò)，在訪問(wèn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩個(gè)有效的psen信號(hào)不出現(xiàn)。psen端同樣可驅(qū)動(dòng)8個(gè)lsttl負(fù)載。我們根據(jù)psen、ale和xtal2輸出是否有信號(hào)輸出，可以判別80c51是否在工作。 /ea/vpp（31腳）：當(dāng)ea端輸入高電平時(shí)，cpu從片內(nèi)程序存儲(chǔ)器地址0000h單元開(kāi)始執(zhí)行程序。當(dāng)?shù)刂烦^(guò)4kb時(shí)，將執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器的程序。當(dāng)ea輸入低

39、電平時(shí)，cpu僅訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器。（） 輸入/輸出引腳（p0、p1、p2和p3端口引腳）p0p3是4個(gè)寄存器，也稱(chēng)為4個(gè)端口，是80c51單片機(jī)與外界聯(lián)系的4個(gè)8位雙向并行i/o口。由于在數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程中，cpu需要對(duì)接口電路輸入輸出數(shù)據(jù)的寄存器進(jìn)行讀寫(xiě)操作，所以在單片機(jī)中對(duì)這些寄存器象對(duì)存儲(chǔ)單元一樣進(jìn)行編址。通常把接口電路中這些已編址并能進(jìn)行讀寫(xiě)操作的寄存器稱(chēng)為端口（port），或簡(jiǎn)稱(chēng)口。p0.0p0.7（3932腳）：p0是一個(gè)8位漏極開(kāi)路型雙向i/o端口。在訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，它分時(shí)提供低8位地址和8位雙向數(shù)據(jù)，故這些i/o線有地址線/數(shù)據(jù)線之稱(chēng)，簡(jiǎn)寫(xiě)為ad0ad7。在eprom編程時(shí)，

40、從p0輸入指令字節(jié)，在驗(yàn)證程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)（驗(yàn)證時(shí)，要外接上拉電阻）。p1.0p1.7（18腳）：p1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o端口。在eprom編程和驗(yàn)證程序時(shí)，它輸入低8位地址。p2.0p2.7（2128腳）：p2是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o端口。在訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，它輸出高8位地址，即a8a15。在對(duì)eprom編程和驗(yàn)證程序時(shí)，它輸入高8位地址。p3.0p3.7（1017腳）：p3是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o端口。在整個(gè)系統(tǒng)中，這8個(gè)引腳還具有專(zhuān)門(mén)的第二功能，如表（3）所示。表p3口各位的第二功能 p3口的各位第二功能 p3.0 p3.1 p3.2 p3.

41、3 p3.4 p3.5 p3.6 p3.7rxd（串行口輸入）txd（串行口輸出）int0（外部中斷0輸入）int1（外部中斷1輸入）t0（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的外部輸入）t1（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的外部輸入）wr（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通控制輸出）rd（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通控制輸出）（二） 單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展概述80c51片內(nèi)只有4kb程序存儲(chǔ)器地址空間、256b的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址空間（用8位地址，其中128b的專(zhuān)用寄存器地址空間僅有21個(gè)字節(jié)有實(shí)際意義）。所以需擴(kuò)展。1 擴(kuò)展概述 80c51的片外總線結(jié)構(gòu)：所有的外部芯片都通過(guò)三組總線進(jìn)行擴(kuò)展。（1）數(shù)據(jù)總線（db）：由p0口提供，數(shù)據(jù)總線要連到連接

42、的所有外圍芯片上，但在同一時(shí)間只能夠有一個(gè)是有效的數(shù)據(jù)傳送通道。（2）地址總線（ab）：16位，可尋址范圍為64k字節(jié)，ab由p0口提供低8位地址，與數(shù)據(jù)分時(shí)傳送，傳送數(shù)據(jù)時(shí)將低8位地址鎖存；高8位地址由p2口提供。（3）控制總線（cb）：系統(tǒng)擴(kuò)展用控制總線有wr、rd、psen、ale、ea。2 系統(tǒng)擴(kuò)展能力片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器的操作使用不同的指令和控制信號(hào)，允許兩者的地址重復(fù)。故據(jù)地址的寬度，片外可擴(kuò)展的存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器分別為64kb。此處擴(kuò)展了16k的程序存儲(chǔ)器和16k的地址存儲(chǔ)器，且沒(méi)有使用片內(nèi)存儲(chǔ)器。擴(kuò)展的i/o口與片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址，不再另外提供地址線。3 地址鎖存器

43、因?yàn)閜0口是分時(shí)提供低8位地址和數(shù)據(jù)信息的，所以必須用鎖存器把地址鎖存住。本次設(shè)計(jì)使用帶三態(tài)緩沖輸出的8d鎖存器74hc373。其引腳見(jiàn)圖（7）。 圖（7）、74hc373引腳圖d0d7 信號(hào)輸入端q0q7 信號(hào)輸出端g：下降沿時(shí)，將d1d8鎖存于內(nèi)部e：使能端，e=0時(shí)，三態(tài)門(mén)處于導(dǎo)通狀態(tài)，輸出端q0q7與輸入端d0d7連通，當(dāng)e=1時(shí)，輸出三態(tài)門(mén)斷開(kāi)，輸入數(shù)據(jù)鎖存。4 地址譯碼器80c51擴(kuò)展電路中，都牽涉到外部地址空間的分配問(wèn)題，即當(dāng)80c51數(shù)據(jù)總線分時(shí)與多個(gè)外圍芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，首選要進(jìn)行片選，然后再進(jìn)行片內(nèi)地址選擇。地址譯碼實(shí)現(xiàn)片選的方法目前常用的有兩種：線選法和譯碼法。此處采用

44、74hc139譯碼器組成的譯碼電路對(duì)系統(tǒng)的高位地址進(jìn)行譯碼。74hc139是雙“2-4”譯碼器，每個(gè)譯碼器僅有1個(gè)使能端g，0電平選通。有2個(gè)選擇輸入端，4個(gè)譯碼輸出端，輸出0電平有效。2個(gè)輸入信號(hào)a、b譯碼后有4個(gè)輸出狀態(tài)，其引腳與真值表如下所示。表（4）、74hc139真值表 輸入 輸出使能 選 擇y0y1y2y3/g b a 1 × ×1111 0 0 00111 0 0 11011 0 1 01101 0 1 11110（三） 存儲(chǔ)器擴(kuò)展 此處采用兩片eprom芯片6264（8k×8）擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器選用靜態(tài)ram62648（8k×8）

45、。其引腳見(jiàn)左圖（8）。圖（8）、2764引腳圖80c51芯片與存儲(chǔ)器的連接 存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)質(zhì)是三總線的連接。（1） 據(jù)芯片存儲(chǔ)容量的大小確定數(shù)據(jù)、地址線的根數(shù)。此處為13根。（2） 數(shù)據(jù)線的連接 將80c51的芯片的p0.0p0.7按位與ram數(shù)據(jù)線d0d7直連。（3） 地址總線的連接 據(jù)確定的地址線根數(shù)，將相應(yīng)低地址線相連，剩余高位地址線作為片選。（4） 控制總線的連接 對(duì)應(yīng)控制線相連。（四） i/o口的擴(kuò)展mcs-51單片機(jī)共有四個(gè)8位并行i/o口，可提供給用戶(hù)使用的只有p1口和部分p3口線，因此不可避免地要進(jìn)行i/o口的擴(kuò)展。這里采用8255（可編程的ram/io擴(kuò)展接口電路）。 i/o口

46、擴(kuò)展采用總線擴(kuò)展方法，數(shù)據(jù)輸入線取自80c51的p0口。這種擴(kuò)展方法分時(shí)占用p0口，不影響p0口與其它擴(kuò)展芯片的連接操作。8255具有3個(gè)8位的并行的i/o口，分別為pa、pb、pc口，其中pc口又分為高4位（pc7pc4）和低4位（pc3pc0）。（五）、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)所選電機(jī)說(shuō)明，選取合適的驅(qū)動(dòng)器，縱向驅(qū)動(dòng)器和橫向驅(qū)動(dòng)器均為sh20806n。其接線圖如下： 圖（8）、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器連線圖（六）、液晶顯示控制器：使用由上海朗睿電子科技有限公司研制生產(chǎn)的工業(yè)彩色液晶（vram型）顯示器，型號(hào)為lr-104vram。1、簡(jiǎn)介： 彩色液晶顯示器采用超大規(guī)模集成電路，以數(shù)字方式

47、驅(qū)動(dòng)，可以從根本上消除傳統(tǒng)crt顯示器的屏幕閃爍現(xiàn)象。具有高亮度、高對(duì)比度、高可靠性、抗惡劣環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)；并且體積小、厚度小、功耗低、無(wú)輻射、抗干擾能力強(qiáng)。隨著彩色液晶技術(shù)的日趨成熟，正在逐步取代crt顯示器，成為許多高要求行業(yè)的首選，被越來(lái)越多地應(yīng)用到電力、醫(yī)療、儀表、電梯、工業(yè)控制等領(lǐng)域。 2、基本原理： lr-104vram真彩色液晶顯示器，采用vram顯示方式。vram（video random-access memory）視頻存儲(chǔ)技術(shù)是近年來(lái)比較流行的專(zhuān)門(mén)用于圖形處理的雙端口存儲(chǔ)技術(shù)，常用于中、高檔顯示卡。采用緩存、邏輯仲裁、存儲(chǔ)陣列，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)設(shè)備同時(shí)對(duì)同一存儲(chǔ)陣列訪問(wèn)而不需要等待，且

48、互不干擾。 該顯示器接口采用并行總線方式（數(shù)據(jù)總線、地址總線以及選、讀、寫(xiě)等信號(hào)），可以很方便地連接到單片機(jī)或微處理器的總線上，用戶(hù)可以象使用普通存儲(chǔ)器一樣使用它。或者可以把顯示器看成是自己設(shè)備外掛的一個(gè)ram。 lr-104vram存儲(chǔ)器地址單元同液晶屏幕上的像素點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，用戶(hù)可以把這個(gè)存儲(chǔ)器理解為“顯示映像”存儲(chǔ)器。如果希望在液晶屏幕上某一位置顯示文字或圖形，只需要向存儲(chǔ)器內(nèi)對(duì)應(yīng)區(qū)域?qū)懭胂鄳?yīng)的數(shù)據(jù)即可。 vram存儲(chǔ)器的一個(gè)字節(jié)由8位構(gòu)成，顯示器屏幕上的一個(gè)“像素”點(diǎn)由r、g、b三個(gè)“點(diǎn)”來(lái)組成。 3、原理框圖：lr-104vram顯示器的基本原理框圖如圖（9）所示，dc/dc電壓變換器產(chǎn)生液晶所用各種驅(qū)動(dòng)電壓dc/ac逆變器則用來(lái)點(diǎn)亮冷陰極背光燈（ccfl）。分時(shí)技術(shù)讓顯示與寫(xiě)入數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了畫(huà)面的高速更新，且互不干擾。 圖（9）、lr-104vram顯示器的基本原理框圖4、性能指標(biāo)：視域?qū)蔷€ 10.4英寸 外型尺寸 246.5×179.3×38mm 視域尺寸 211.2(h)×158.4(v)mm 圖像點(diǎn)陣 640×rgb×480行 像素點(diǎn)尺寸 0.33(h)×0.33(v)mm 像素結(jié)構(gòu) 垂直條紋 接口方式 總線方式 vram容量 128k×8位 顯示顏色 tft 64色 / 256