簡(jiǎn)易數(shù)控刻尺機(jī)

1、 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目：簡(jiǎn)易數(shù)控刻尺機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：班 級(jí)： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 目錄第1章 設(shè)計(jì)任務(wù)21.1 設(shè)計(jì)任務(wù)介紹及意義21.2 設(shè)計(jì)任務(wù)明細(xì)2方案設(shè)計(jì)2總體設(shè)計(jì)2第2章 設(shè)計(jì)總體方案42.1 設(shè)計(jì)的基本依據(jù)42.2 總體方案的確定4第3章 電氣原理設(shè)計(jì)53.1 電氣系統(tǒng)的基本組成53.1.1 8051單片機(jī)53.1.2 Intel6264芯片63.1.3 2764芯片73.1.4 815573.1.5 74ls573介紹93.1.6 SMC2004A LCM93.1.7 BS232光電耦合器103.1.8 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)113.2電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)12第4章 程序設(shè)計(jì)1

2、34.1 軟件完成的主要內(nèi)容134.2 程序設(shè)計(jì)技術(shù)214.3 程序設(shè)計(jì)說(shuō)明21參考文獻(xiàn)23 第一章1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)介紹及意義本次設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行簡(jiǎn)易的數(shù)控刻線機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該刻線機(jī)能夠?qū)Σ煌蔫F尺進(jìn)行刻線加工1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)明細(xì)1.2.1方案設(shè)計(jì)根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，在搜集、歸納、分析資料的基礎(chǔ)上，明確系統(tǒng)的主要功能，確定實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)主要功能的原理方案，并對(duì)各種方案進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，進(jìn)行方案選優(yōu)。1.2.2總體設(shè)計(jì)針對(duì)具體的原理方案，通過(guò)對(duì)動(dòng)力和總體參數(shù)的選擇和計(jì)算，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，最后給出系統(tǒng)的總電氣原理圖（A1一張）。根據(jù)系統(tǒng)的組成可以設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖或者進(jìn)行復(fù)雜的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，畫出另外一張A

3、1圖紙。課程設(shè)計(jì)的成果最后集中表現(xiàn)在課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書和所繪制的設(shè)計(jì)圖紙上，每個(gè)學(xué)生應(yīng)獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份，字?jǐn)?shù)為10000字以上，設(shè)計(jì)圖紙不少于兩張A1。用計(jì)算機(jī)繪圖或手工繪圖，打印說(shuō)明書。課程設(shè)計(jì)共4周，各階段的任務(wù)和時(shí)間安排建議如下：（一）課程實(shí)習(xí)，搜集資料及方案設(shè)計(jì)(5天)1、課程實(shí)習(xí)實(shí)習(xí)期間，要根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，搜集、閱讀有關(guān)的文字資料和結(jié)構(gòu)圖片資料，依據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)一步分析和歸納資料，為課程設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。程實(shí)習(xí)的要求：1.學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)對(duì)象的有關(guān)的專業(yè)知識(shí)。2.學(xué)習(xí)產(chǎn)品工作過(guò)程和電氣設(shè)計(jì)要求。3.搜集其它有關(guān)資料。4.按時(shí)寫好課程實(shí)習(xí)(調(diào)研)記錄。2、方案設(shè)計(jì)這一階段應(yīng)明確整個(gè)設(shè)

4、計(jì)的目的和方向，根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)的要求搜集、歸納、分析資料的基礎(chǔ)上，將設(shè)計(jì)要求具體實(shí)施，確定控制系統(tǒng)的方案。具體任務(wù)如下：1.根據(jù)調(diào)研和搜集資料的情況以及老師所列些課題的任務(wù)參數(shù)情況，制定設(shè)計(jì)要求明細(xì)，并形成表格。2.尋求實(shí)現(xiàn)主要設(shè)計(jì)要求的原理，應(yīng)盡可能的多構(gòu)想一些原理方案。3.對(duì)所構(gòu)想的原理分析計(jì)算，考查所提原理方案能否滿足設(shè)計(jì)要求，必要時(shí)在條件允許時(shí)可進(jìn)行原理方案試驗(yàn)。4.對(duì)各種方案進(jìn)行分析比較：使設(shè)計(jì)方案在性能上滿足技術(shù)要求和使用要求，并具有一定的先進(jìn)性和較好的經(jīng)濟(jì)效果，要避免片面地強(qiáng)調(diào)某一方面的傾向，應(yīng)全面地綜合分析比較工作性能、成本、使用費(fèi)用、實(shí)現(xiàn)可能性等。5.確定方案：對(duì)選擇哪一種

5、方案進(jìn)行設(shè)計(jì)作出決策。(二)原理草圖設(shè)計(jì)階段（5天）在本階段中，學(xué)生在自己畫的草圖和草紙上進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中的總體布局和設(shè)計(jì)的分析計(jì)算， 確定原件的相互位置及尺寸，并考慮使設(shè)計(jì)方案滿足多方面要求而采取的各種措施，使各控制結(jié)構(gòu)相互協(xié)調(diào)以保證整機(jī)性能，最完善的滿足設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能。具體工作內(nèi)容：1.了解電控原理的要求，搞清器件間的限制條件。2.選擇合適的設(shè)計(jì)方案(優(yōu)化)。3.結(jié)合對(duì)所選方案中各器件的關(guān)系、計(jì)算參數(shù)，進(jìn)行總體圖的設(shè)計(jì)。4.針對(duì)總體布置圖，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改。5.確定電氣系統(tǒng)的組成及方案的合理性。通過(guò)對(duì)總體設(shè)計(jì)全面考慮設(shè)計(jì)、使用、和目前技術(shù)發(fā)展的要求。

6、保證整機(jī)的性能趨于完善，滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。要求學(xué)生必須全面考慮問(wèn)題，搞清技術(shù)要求和使用要求的實(shí)質(zhì)，從而選擇合適的檢測(cè)與控制器件，滿足要求。這一階段計(jì)算、研究討論和繪圖應(yīng)交錯(cuò)進(jìn)行，相互補(bǔ)充，由于時(shí)間限制，各種數(shù)據(jù)不能通過(guò)計(jì)算確定，因此可以采用比較設(shè)計(jì)的方法，選用成熟器件。（三）、原理圖設(shè)計(jì)階段（3天）根據(jù)原理草圖及設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果，進(jìn)行原理圖的設(shè)計(jì)。在繪圖的過(guò)程中，根據(jù)老師每天的檢查指導(dǎo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)制圖標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行繪制，線條橫平豎直，要保持圖紙的清潔和質(zhì)量。（四）軟件的編寫（3天）根據(jù)設(shè)計(jì)的原理圖，進(jìn)行軟件的編寫，要求有匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言或可編程控制器梯形圖（語(yǔ)句表）的程序訓(xùn)練。（五)編寫課程設(shè)

7、計(jì)說(shuō)明書(3天)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書是課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的文字闡述。它與設(shè)計(jì)圖紙一道，是檢驗(yàn)學(xué)生課程設(shè)計(jì)情況的主要依據(jù)。因此要求其內(nèi)容密切結(jié)合設(shè)計(jì)課題，重點(diǎn)突出，用自己的語(yǔ)言認(rèn)真書寫，文字通順流暢，計(jì)算機(jī)打印，要防止不加分析地長(zhǎng)篇引用教科書，抄襲其它著作中的闡述。要求如下：1 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書必須打印。文中所用的公式、圖表及程序代碼，在條件許可時(shí)，應(yīng)打印輸出。2 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書一律裝訂為橫開本，左側(cè)裝訂。3 文中所用的符號(hào)、縮略詞、制圖規(guī)范和計(jì)量單位、必須遵守國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)或本學(xué)科通用標(biāo)準(zhǔn)。作者自己擬定的符號(hào)、記號(hào)縮略詞，均應(yīng)在第一次出現(xiàn)時(shí)加以說(shuō)明。4 注序要與文中提及的頁(yè)碼一致，序號(hào)不能用1、2、3等數(shù)碼

8、表示，以免與參考文獻(xiàn)的序碼相混淆。5 文后要注明參考文獻(xiàn)和附錄，參考文獻(xiàn)要寫明作者，書名（或文章題目及報(bào)刊名）、版次（初版不注版次），出版地、出版者、出版年、頁(yè)碼。序號(hào)使用1、2、3。中文譯本前加國(guó)別。 第2章 設(shè)計(jì)總體方案2.1 設(shè)計(jì)的基本依據(jù)認(rèn)真審題，明確任務(wù)布置書上所述要求，通過(guò)自己分析以及詢問(wèn)老師確定設(shè)計(jì)的各個(gè)關(guān)鍵部分，再由圖書館所借來(lái)的參考資料，深入了解各部件，根據(jù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)，確定了單片機(jī)采用8051，根據(jù)要求需要進(jìn)行數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)擴(kuò)展，分別是Intel 6264與2764芯片，接口電路采用8155。由機(jī)電書可知，和驅(qū)動(dòng)器連接需要功率放大器，其放大倍數(shù)根據(jù)各個(gè)元件的功率匹配

9、確定。對(duì)于行程控制的要求，以及所設(shè)計(jì)的刻線機(jī)的特點(diǎn)，在刀具外側(cè)加一個(gè)行程開關(guān)。急停開關(guān)是屬于主令控制電器的一種,當(dāng)機(jī)器處于危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí),通過(guò)急停開關(guān)切斷電源,停止設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn),達(dá)到保護(hù)人身和設(shè)備的安全. "急停開關(guān)"通常為手動(dòng)控制的按壓式開關(guān)(按鍵為紅色),串聯(lián)接入設(shè)備的控制電路,用于緊急情況下直接斷開控制電路電源從而快速停止設(shè)備避免非正常工作?？紤]到保護(hù)各個(gè)元器件，還需要采用光電耦合器。對(duì)于工作臺(tái)的保護(hù)，還要在極限位置加上兩個(gè)限位開關(guān)。2.2 總體方案的確定顯示器接口電路步進(jìn)電動(dòng)機(jī)A單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)擴(kuò)展程序存儲(chǔ)擴(kuò)展功率放大光電隔離步進(jìn)電動(dòng)機(jī)B功率放大光電隔離步進(jìn)電動(dòng)機(jī)C功率放大光

10、電隔離行程開關(guān) 鍵盤由鍵盤輸入所需刻定長(zhǎng)度，單片機(jī)接到鍵盤輸入信號(hào)，按照預(yù)定程序分別控制三個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其中：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)A控制工作臺(tái)帶動(dòng)鐵尺沿X方向進(jìn)行1mm間歇進(jìn)給；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)B控制刻刀沿Y方向進(jìn)行刻線，刻線長(zhǎng)度先后是1長(zhǎng)、4短、1中、4短；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)C控制刻刀沿Z方向每次刻線前的接近鐵尺以及刻線后的離開鐵尺的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)一個(gè)鐵尺刻線完畢，觸動(dòng)行程開關(guān)，單片機(jī)接到信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)A快速反向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，回到初始位置，準(zhǔn)備重新裝夾繼續(xù)工作。第3章 電氣原理設(shè)計(jì) 3.1 電氣系統(tǒng)的基本組成3.1.1 8051單片機(jī) 引腳功能介紹首先我們來(lái)連接一下單片機(jī)的引腳圖，如果，具體功能在下面都有介紹。單片機(jī)的4

11、0個(gè)引腳大致可分為4類：電源、時(shí)鐘、控制和I/O引腳。3.1.1.1 電源: VCC - 芯片電源，接+5V； VSS - 接地端；3.1.1.2 時(shí)鐘:XTAL1、XTAL2 - 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 3.1.1.3 控制線:控制線共有4根， ALE/PROG:地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖 ALE功能：用來(lái)鎖存P0口送出的低8位地址 PROG功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。 PSEN:外ROM讀選通信號(hào)。 RST/VPD:復(fù)位/備用電源。 RST（Reset）功能：復(fù)位信號(hào)輸入端。 VPD功能：在Vcc掉電情況下，接備用電源。 EA

12、/Vpp:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。 EA功能：內(nèi)外ROM選擇端。 Vpp功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源Vpp。3.1.1.4 I/O線80C51共有4個(gè)8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32個(gè)引腳。P3口還具有第二功能，用于特殊信號(hào)輸入輸出和控制信號(hào)（屬控制總線）。 圖3-13.1.2 Intel6264芯片 3.1.2.1 Intel 6264的特性及引腳信號(hào) Intel 6264的容量為8KB，是28引腳雙列直插式芯片，采用CMOS工藝制造A12A0（address inputs）：地址線，可尋址8KB的存儲(chǔ)空間。 D7D0（

13、data bus）：數(shù)據(jù)線，雙向，三態(tài)。 （output enable）：讀出允許信號(hào)，輸入，低電平有效。 （write enable）：寫允許信號(hào)，輸入，低電平有效。（chip enable）：片選信號(hào)1，輸入，在讀/寫方式時(shí)為低電平。 CE2（chip enable）：片選信號(hào)2，輸入，在讀/寫方式時(shí)為高電平。 VCC：+5V工作電壓。GND：信號(hào)地。 3.1.2.2 Intel 6264的操作方式 Intel 6264的操作方式由, , , CE2的共同作用決定 寫入：當(dāng)和為低電平，且和CE2為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)輸入緩沖器打開，數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)線D7D0寫入被選中的存儲(chǔ)單元。 讀出：當(dāng)和為低電平，

14、且和CE2為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)輸出緩沖器選通，被選中單元的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)線D7D0上。 保持：當(dāng)為高電平，CE2為任意時(shí)，芯片未被選中，處于保持狀態(tài)，數(shù)據(jù)線呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。 3.1.3 2764芯片下面介紹2764各引腳的含義: A0一A12：13根地址輸入線。用于尋址片內(nèi)的8K個(gè)存儲(chǔ)單元。 D0D7：8根雙向數(shù)據(jù)線，正常工作時(shí)為數(shù)據(jù)輸出線。編程時(shí)為數(shù)據(jù)輸入線。 OE：輸出允許信號(hào)。低電平有效。當(dāng)該信號(hào)為0時(shí)，芯片中的數(shù)據(jù)可由D0D7端輸出。 CE：選片信號(hào)。低電平有效。當(dāng)該信號(hào)為0時(shí)表示選中此芯片。 PGM:編程脈沖輸入端。對(duì)EPROM編程時(shí)，在該端

15、加上編程脈沖。讀操作時(shí)該信號(hào)為1。 VPP：編程電壓輸入端。編程時(shí)應(yīng)在該端加上編程高電壓，不同的芯片對(duì)VPP的值要求的不一樣，可以是+12.5V，+15V，+21V，+25V等。3.1.4 8155 描述：2048位靜態(tài)內(nèi)存與I/O端口和定時(shí)器 8155各引腳功能說(shuō)明如下： RST：復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。復(fù)位后，3個(gè)I/O口均為輸入方式。 AD0AD7：三態(tài)的地址/數(shù)據(jù)總線。與單片機(jī)的低8位地址/數(shù)據(jù)總線（P0口）相連。單片機(jī)與8155之間的地址、數(shù)據(jù)、命令與狀態(tài)信息都是通過(guò)這個(gè)總線口傳送的。 讀選通信號(hào)，控制對(duì)8155的讀操作，低電平有效。 寫選通信號(hào)，控制對(duì)8155的寫操作

16、，低電平有效。 片選信號(hào)線，低電平有效。 IO/ ：8155的RAM存儲(chǔ)器或I/O口選擇線。當(dāng)IO/ 0時(shí)，則選擇8155的片內(nèi)RAM，AD0AD7上地址為8155中RAM單元的地址（00HFFH）；當(dāng)IO/ 1時(shí)，選擇 8155的I/O口，AD0AD7上的地址為8155 I/O口的地址。 ALE：地址鎖存信號(hào)。8155內(nèi)部設(shè)有地址鎖存器，在ALE的下降沿將單片機(jī)P0口輸出的低8位地址信息及 ，IO/ 的狀態(tài)都鎖存到8155內(nèi)部鎖存器。因此，P0口輸出的低8位地址信號(hào)不需外接鎖存器。 PA0PA7：8位通用I/O口，其輸入、輸出的流向可由程序控制。 PB0PB7：8位通用I/O口，功能同A口。

17、 PC0PC5：有兩個(gè)作用，既可作為通用的I/O口，也可作為PA口和PB口的控制信號(hào)線，這些可通過(guò)程序控制。 TIMER IN：定時(shí)/計(jì)數(shù)器脈沖輸入端。 TIMER OUT：定時(shí)/計(jì)數(shù)器輸出端。 VCC：5V電源。 3.1.4.2 8155的地址編碼及工作方式 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，8155是按外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址的，為16位地址，其高8位由片選線 提供， 0，選中該片。 當(dāng) 0，IO/ 0時(shí)，選中8155片內(nèi)RAM，這時(shí)8155只能作片外RAM使用，其RAM的低8位編址為00HFFH；當(dāng) 0，IO/ 1時(shí)，選中8155的I/O口，其端口地址的低8位由AD7AD0確定，如表6-6所示。這時(shí)，A

18、、B、C口的口地址低8位分別為01H、02H、03H（設(shè)地址無(wú)關(guān)位為0）。 8155的A口、B口可工作于基本I/O方式或選通I/O方式。C口可工作于基本I/O方式，也可作為A口、B口在選通工作方式時(shí)的狀態(tài)控制信號(hào)線。當(dāng)C口作為狀態(tài)控制信號(hào)時(shí)，其每位線的作用如下： PC0：AINTR（A口中斷請(qǐng)求線） PC1：ABF（A口緩沖器滿信號(hào)） PC2： （A口選通信號(hào)） PC3：BINTR（B口中斷請(qǐng)求線） PC4：BBF（B口緩沖器滿信號(hào)） PC5： （B口選通信號(hào)） 8155的I/O工作方式選擇是通過(guò)對(duì)8155內(nèi)部命令寄存器設(shè)定控制字實(shí)現(xiàn)的。命令寄存器只能寫入，不能讀出，命令寄存器的格式如圖6-1

19、6所示。 在ALT1ALT4的不同方式下，A口、B口及C口的各位工作方式如下： ALT1：A口，B口為基本輸入/輸出，C口為輸入方式。 ALT2：A口，B口為基本輸入/輸出，C口為輸出方式。 ALT3：A口為選通輸入/輸出，B口為基本輸入/輸出。PC0為AINTR，PC1為ABF，PC2為 ，PC3PC5為輸出。 ALT4：A口、B口為選通輸入/輸出。PC0為AINTR，PC1為ABF，PC2為 ，PC3為BINTR，PC4為BBF，PC5為 。 8155內(nèi)還有一個(gè)狀態(tài)寄存器，用于鎖存輸入/輸出口和定時(shí)/計(jì)數(shù)器的當(dāng)前狀態(tài)，供CPU查詢用。狀態(tài)寄存器的端口地址與命令寄存器相同，低8位也是00H，

20、狀態(tài)寄存器的內(nèi)容只能讀出不能寫入。所以可以認(rèn)為8155的I/O口地址00H是命令/狀態(tài)寄存器，對(duì)其寫入時(shí)作為命令寄存器；而對(duì)其讀出時(shí)，則作為狀態(tài)寄存器。 3.1.4.3 8155的定時(shí)/計(jì)數(shù)器 8155內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器實(shí)際上是一個(gè)14位的減法計(jì)數(shù)器，它對(duì)TIMER IN端輸入脈沖進(jìn)行減1計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)結(jié)束（即減1計(jì)數(shù)“回0”）時(shí)，由TIMER OUT端輸出方波或脈沖。當(dāng)TIMER IN接外部脈沖時(shí)，為計(jì)數(shù)方式；接系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)，可作為定時(shí)方式。定時(shí)/計(jì)數(shù)器由兩個(gè)8位寄存器構(gòu)成，其中的低14位組成計(jì)數(shù)器，剩下的兩個(gè)高位（M2，M1）用于定義輸出方式。3.1.4.4 振蕩電路能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路叫做

21、振蕩電路。一般由電阻、電感、電容等元件和電子器件所組成。由電感線圈l和電容器c相連而成的lc電路是最簡(jiǎn)單的一種振蕩電路。一種不用外加激勵(lì)就能自行產(chǎn)生交流信號(hào)輸出的電路。它在電子科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中得到廣泛地應(yīng)用，如通信系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)的載波振蕩器、接收機(jī)中的本機(jī)振蕩器、醫(yī)療儀器以及測(cè)量?jī)x器中的信號(hào)源等。 振蕩器的種類很多，按信號(hào)的波形來(lái)分，可分為正弦波振蕩器和非正弦波振蕩器。正弦波振蕩器產(chǎn)生的波形非常接近于正弦波或余弦波，且振蕩頻率比較穩(wěn)定；非正弦波振蕩器產(chǎn)生的波形是非正弦的脈沖波形，如方波、矩形波、鋸齒波等。非正弦振蕩器的頻率穩(wěn)定度不高。 在正弦波振蕩器中，主要有LC振蕩電路、石英晶體振蕩電路和RC振

22、蕩電路等幾種。這幾種電路，以石英晶體振蕩器的頻率最穩(wěn)定，LC電路次之，RC電路最差。RC振蕩器的工作頻率較低，頻率穩(wěn)定度不高，但電路簡(jiǎn)單，頻率變化范圍大，常在低頻段中應(yīng)用。 在通信、廣播、電視等設(shè)備中，振蕩器正逐步實(shí)現(xiàn)集成化，這些集成化正弦波振蕩器的工作原理、電路分析、設(shè)計(jì)方法等原則上與分立元件振蕩電路相一致。由于集成電路的集成度愈來(lái)愈高，并在向系統(tǒng)功能發(fā)展，其內(nèi)部電路日趨復(fù)雜，如果不從系統(tǒng)組成和單元電路原理這兩方面同時(shí)著手，那是很難弄清某一集成芯片的，振蕩器也不例外。3.1.5 74ls573介紹三態(tài)總線驅(qū)動(dòng)輸出：置數(shù)全并行存取 緩沖控制并行存取 緩沖控制輸入 使輸入有改善抗擾度的滯后作用

23、原理：74ls573的八個(gè)鎖存器都是透明的D型鎖存器，當(dāng)使能（G）為高時(shí)，Q輸出將隨數(shù)據(jù)（D）輸入而變，當(dāng)使能為低時(shí)，輸出將鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平上。輸出控制不影響鎖存器的內(nèi)部工作，即老數(shù)據(jù)可以保持，甚至當(dāng)輸出被關(guān)閉時(shí)，新數(shù)據(jù)也可以置入。這種電路可以驅(qū)動(dòng)大電容或低阻抗負(fù)載，可以直接與系統(tǒng)總線接口并驅(qū)動(dòng)總線，而不需要外接口，特別適用于緩沖寄存器，I/O通道，雙向總線驅(qū)動(dòng)器和工作寄存器。3.1.6 SMC2004A LCMSMC2004A 標(biāo)準(zhǔn)字符點(diǎn)陣型液晶顯示模塊(LCM)，采用點(diǎn)陣型液晶顯示器(LCD)，可顯示20 個(gè)字符X4 行西文字符，字符尺寸為2.95X4.75(WXH)mm，內(nèi)置HD4

24、4780 接口型液晶顯示控制器，可與MCU 單片機(jī)直接連接，廣泛應(yīng)用于各類儀器儀表及電子設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品型號(hào)顯示類型顯示模式工作溫度存儲(chǔ)溫度工作電壓工作電流背光顏色背光電流SMC2004ASTN黃綠模常溫 0+50-20+704.85.2V2.0mA,5.0V黃綠80mA表3-1接口信號(hào)說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VSS電源地9D2Date I/O2VDD電源正極10D3Date I/O3VOLCD偏壓輸入11D4Date I/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端(H/L)12D5Date I/O5R/W讀寫控制信號(hào)(H/L)13D6Date I/O6E使能信號(hào)14D7Date I/O7D0

25、Date I/O15BLA背光源正極8D1Date I/O16BLK背光源負(fù)極表3-23.1.7 BS232光電耦合器BS232光電耦合器（optical coupler，英文縮寫為OC）亦稱光耦合器，簡(jiǎn)稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號(hào)。它對(duì)輸入、輸出電信號(hào)有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，被光探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電光電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸

26、入輸出間互相隔離，電信號(hào)傳輸具有單向性等特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。所以，它在長(zhǎng)線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號(hào)隔離的接口器件，可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性。 光耦合器的主要優(yōu)點(diǎn)是：信號(hào)單向傳輸，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，輸出信號(hào)對(duì)輸入端無(wú)影響，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，無(wú)觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，傳輸效率高。光耦合器是70年代發(fā)展起來(lái)產(chǎn)新型器件，現(xiàn)已廣泛用于電氣絕緣、電平轉(zhuǎn)換、級(jí)間耦合、驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)電路、斬波器、多諧振蕩器、信號(hào)隔離、級(jí)間隔離 、脈

27、沖放大電路、數(shù)字儀表、遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)接口中。在單片開關(guān)電源中，利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路，通過(guò)調(diào)節(jié)控制端電流來(lái)改變占空比，達(dá)到精密穩(wěn)壓目的。BS232系列RS-232光電隔離器都無(wú)需供電，隔離電壓2500V，通信速率一般保證最高9600bps，實(shí)際可達(dá)38.4Kbps以上。3.1.8 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)該步進(jìn)電機(jī)為一四相步進(jìn)電機(jī)，采用單極性直流電源供電。只要對(duì)步進(jìn)電機(jī)的各相繞組按合適的時(shí)序通電，就能使步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)。四相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)工作原理示意圖圖3-2開始時(shí)，開關(guān)SB接通電源，SA、SC、SD斷開，B相磁極和轉(zhuǎn)子0、3號(hào)齒對(duì)齊，同

28、時(shí)，轉(zhuǎn)子的1、4號(hào)齒就和C、D相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒，2、5號(hào)齒就和D、A相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。當(dāng)開關(guān)SC接通電源，SB、SA、SD斷開時(shí)，由于C相繞組的磁力線和1、4號(hào)齒之間磁力線的作用，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，1、4號(hào)齒和C相繞組的磁極對(duì)齊。而0、3號(hào)齒和A、B相繞組產(chǎn)生錯(cuò)齒，2、5號(hào)齒就和A、D相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。依次類推，A、B、C、D四相繞組輪流供電，則轉(zhuǎn)子會(huì)沿著A、B、C、D方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 四相步進(jìn)電機(jī)按照通電順序的不同，可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。單四拍與雙四拍的步距角相等，但單四拍的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩小。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持較高的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩又可以提

29、高控制精度。單四拍、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時(shí)序與波形圖 圖3-33.2電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由鍵盤輸入所需刻定長(zhǎng)度，單片機(jī)接到鍵盤輸入信號(hào)，按照預(yù)定程序分別控制三個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其中：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)A控制工作臺(tái)帶動(dòng)鐵尺沿X方向進(jìn)行1mm間歇進(jìn)給；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)B控制刻刀沿Y方向進(jìn)行刻線，刻線長(zhǎng)度先后是1長(zhǎng)、4短、1中、4短；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)C控制刻刀沿Z方向每次刻線前的接近鐵尺以及刻線后的離開鐵尺的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)一個(gè)鐵尺刻線完畢，觸動(dòng)行程開關(guān)，單片機(jī)接到信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)A快速反向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，回到初始位置，準(zhǔn)備重新裝夾繼續(xù)工作。第4章 程序設(shè)計(jì)4.1 軟件完成的主要內(nèi)容程序所包含的內(nèi)容有： 刀具刻線的長(zhǎng)度分別是1長(zhǎng)、

30、4短、1中、4短，循環(huán) 當(dāng)工作臺(tái)移動(dòng)到極限位置出發(fā)行程開關(guān)時(shí)，程序控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)A快速反轉(zhuǎn)，回到初始位置后停止 當(dāng)工作臺(tái)出現(xiàn)意外超過(guò)極限位置時(shí)，出發(fā)限位開關(guān)，程序控制所有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng) 控制工作臺(tái)沿X方向間歇運(yùn)動(dòng)，間隔為1mm/*電機(jī)驅(qū)動(dòng)*/#include<reg52.h>#include<lcd1602.h>sbit Kstart= P20;sbit Kzh = P21;sbit Kfz = P22;sbit Ksup = P23;sbit Ksdw = P24;sbit As = P30;/電機(jī)A的4相sbit Bs = P31;sbit Cs = P33;s

31、bit Ds = P34;sbit A1s = P10;/電機(jī)B的4相sbit B1s = P11;sbit C1s = P12;sbit D1s = P13;sbit A2s = P35;/電機(jī)C的4相sbit B2s = P34;sbit C2s = P33;sbit D2s = P14;unsigned int count=0;unsigned int startstop=0;unsigned int zhengzhfanzh=0;unsigned char flag=0;unsigned int chg=0;unsigned int chd=0;unsigned long jishus

32、um=0;unsigned long jipulsez=0;unsigned long jipulsef=0;unsigned char getkey(); void jisun_s();/計(jì)算位移程序void kedu(); void delay(unsigned int t)while(t-);void int0() interrupt 0 flag=1;/*timer function*/ void timer1() interrupt 3 count+; if(flag=0) /正轉(zhuǎn) switch(count) case 1:As=1;Bs=0;Cs=0;Ds=0;break; / A

33、 case 2: As=1;Bs=1;Cs=0;Ds=0;break; / AB case 3: As=0;Bs=1;Cs=0;Ds=0;break; / B case 4: As=0;Bs=1;Cs=1;Ds=0;break; / BC case 5:As=0;Bs=0;Cs=1;Ds=0;break; / C case 6: As=0;Bs=0;Cs=1;Ds=1;break; / CD case 7: As=0;Bs=0;Cs=0;Ds=1;break; / D case 8: Bs=0;Cs=0;Ds=1;count=0;As=1;break; / DA TH1=chg; TL1=ch

34、d; jipulsez+; else /反轉(zhuǎn) switch(count) case 1: As=1;Ds=0;Cs=0;Bs=0;break; / A case 2: As=1;Ds=1;Cs=0;Bs=0;break; / AD case 3: As=0;Ds=1;Cs=0;Bs=0;break; / D case 4: As=0;Ds=1;Cs=1;Bs=0; break; /DC case 5: As=0;Ds=0;Cs=1;Bs=0;break; / C case 6: As=0;Ds=0;Cs=1;Bs=1;break; / CB case 7: As=0;Ds=0;Cs=0;Bs=

35、1;break; / B case 8: Ds=0;Cs=0;Bs=1;As=1; count=0;break; / BA TH1=chg; TL1=chd; jipulsef+; void main() unsigned char key=0,keysflag=0; Init_Lcd(); /初始化LCD1602 delay(100); dispstr(0,0,"Ready!");/ TMOD=0x10; / EA=1; jishusum=2000; TH1=jishusum/256; TL1=jishusum%256; ET1=1;/ delay(100);chg=TH

36、1;chd=TL1; while(1) key=getkey();/ switch(key) case 0: if(keysflag=1)jisun_s(); kedu(); if( jipulsez=0) key='e' break;/沒(méi)有按鍵按下 case 's':cls();TR1=1; ET1=1;dispstr(0,0,"Run");dispchar(0,1,'Z');keysflag=1;jisun_speed();break;/ 開始case 'e':TR1=0; ET1=0; dispstr(0

37、,0,"Stop"); break;/ 停止 case 2: flag=0; dispchar(0,1,'Z'); count=0; break;/case 3:flag=1;dispchar(0,1,'F');count=0;break;/ case 4: jishusum=jishusum+2000; if(jishusum>=60000) jishusum=60000; chg=jishusum/256; chd=jishusum%256; / disp_jishusum(); jisun_speed(); jisun_s();

38、dispstr(0,1,"U"); break;/case 5: jishusum=jishusum-2000; if(jishusum<=0)jishusum=0; chg=jishusum/256; chd=jishusum%256; / disp_jishusum(); jisun_s(); jisun_speed();dispstr(0,1,"D"); break;/ /*get keynumber*/unsigned char getkey()unsigned char key=0; if(!Kstart) / delay(10); if

39、(!Kstart) startstop+; if(startstop=1)key='s' else key='e'startstop=0; while(!Kstart); if(!Kzh) / delay(10); if(!Kzh) key=2; while(!Kzh); if(!Kfz) / delay(10); if(!Kfz) key=3; while(!Kfz); if(!Ksup) delay(10); if(!Ksup) key=4; while(!Ksup); if(!Ksdw) / delay(10); if(!Ksdw) key=5; whil

40、e(!Ksdw); return(key); void jisun_s() unsigned long fs=0; unsigned char k1,k2,k3,k4,k5; fs=jipulsez; k1=fs/10000; k2=(fs-k1*10000)/1000; k3=(fs-k1*10000-k2*1000)/100; k4=(fs-k1*10000-k2*1000-k3*100)/10; k5=(fs-k1*10000-k2*1000-k3*100-k4*10); dispstr(5,0,"S=+"); dispnumb(8,0,k1); dispnumb(9

41、,0,k2); dispnumb(10,0,k3); dispchar(11,0,'.'); dispnumb(12,0,k4); dispnumb(13,0,k5); dispstr(14,0,"mm"); void kedu()EA=0;if(s%5=0)&(s%10!=0) dianjizhuan1();dianji1zhuan(0);dianjizhuan2();if(s%10=0)dianjizhuan1();dianji1zhuan(1);dianjizhuan2();EA=1;void dianji1zhuan(unsigned cha

42、r i)unsigned char j; if(i=0) A1s=1;B1s=0;C1s=0;D1s=0;delay(10); A1s=1;B1s=1;C1s=0;D1s=0;delay(10); A1s=0;B1s=1;C1s=0;D1s=0;delay(10); A1s=0;B1s=1;C1s=1;D1s=0;delay(10); A1s=0;B1s=0;C1s=1;D1s=0;delay(10); A1s=0;B1s=0;C1s=1;D1s=1;delay(10); A1s=0;B1s=0;C1s=0;D1s=1;delay(10); B1s=0;C1s=0;D1s=1;As=1;del

43、ay(10); A1s=1;D1s=0;C1s=0;B1s=0;delay(10); A1s=1;D1s=1;C1s=0;B1s=0;delay(10); A1s=0;D1s=1;C1s=0;B1s=0;delay(10); A1s=0;D1s=1;C1s=1;B1s=0; delay(10); A1s=0;D1s=0;C1s=1;B1s=0;delay(10); A1s=0;D1s=0;C1s=1;B1s=1;delay(10); A1s=0;1s=0;C1s=0;B1s=1;delay(10); D1s=0;C1s=0;B1s=1;A1s=1; delay(10); if(i=1)for(

44、j=0;j<2;j+) A1s=1;B1s=0;C1s=0;D1s=0;delay(10); A1s=1;B1s=1;C1s=0;D1s=0;delay(10); A1s=0;B1s=1;C1s=0;D1s=0;delay(10); A1s=0;B1s=1;C1s=1;D1s=0;delay(10); A1s=0;B1s=0;C1s=1;D1s=0;delay(10); A1s=0;B1s=0;C1s=1;D1s=1;delay(10); A1s=0;B1s=0;C1s=0;D1s=1;delay(10); B1s=0;C1s=0;D1s=1;As=1;delay(10); A1s=1;

45、D1s=0;C1s=0;B1s=0;delay(10); A1s=1;D1s=1;C1s=0;B1s=0;delay(10); A1s=0;D1s=1;C1s=0;B1s=0;delay(10); A1s=0;D1s=1;C1s=1;B1s=0; delay(10); A1s=0;D1s=0;C1s=1;B1s=0;delay(10); A1s=0;D1s=0;C1s=1;B1s=1;delay(10); A1s=0;1s=0;C1s=0;B1s=1;delay(10); D1s=0;C1s=0;B1s=1;A1s=1; delay(10);void dianjizhuan1() A2s=1;

46、B2s=0;C2s=0;D2s=0;delay(10); A2s=1;B2s=1;C2s=0;D2s=0;delay(10); A2s=0;B2s=1;C2s=0;D2s=0;delay(10); A2s=0;B2s=1;C2s=1;D2s=0;delay(10); A2s=0;B2s=0;C2s=1;D2s=0;delay(10); A2s=0;B2s=0;C2s=1;D2s=1;delay(10); A2s=0;B2s=0;C2s=0;D2s=1;delay(10); B2s=0;C2s=0;D2s=1;A2s=1;delay(10); void dianjizhuan2()A2s=1;D2s=0;C2s=0;B2s=0;delay(10); A2s=1;D2s=1;C2s=0;B2s=0;delay(10); A2s=0;D2s=1;C2s=0;B2s=0;delay(10); A2s=0;D2s=1;C2s=1;B2s=0; delay(10); A2s=0;D2s=0;C2s=1;B2s=0;delay(10); A2s=0;D2s=0;C2s=1;B2s=1;delay(10); A2s=0;B2s=0;C2s=0;B2s=1;delay(10); D2s=0;C2s=0;B2s=1;A2s=1; del