經(jīng)濟(jì)型數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)——畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 南京工程學(xué)院 自動(dòng)化學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè)： 自動(dòng)化（數(shù)控技術(shù)應(yīng)用） 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 起迄日期： 設(shè)計(jì)地點(diǎn)： _ graduation design (thesis) hardware design of economic nc drilling machinebyhuang li gangsupervised byassociate prof. hua mao fadepartment of automation engineeringnanjing institute of technologyjune, 2007摘

2、 要本文介紹了經(jīng)濟(jì)型數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)方法。該控制系統(tǒng)以8031為主cpu，用它來(lái)控制整個(gè)數(shù)控鉆床的工作,另外選用89c2051作從cpu ，實(shí)現(xiàn)對(duì)八位led動(dòng)態(tài)顯示電路的控制。主cpu 8031擴(kuò)展了外部程序存儲(chǔ)器27256和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6264，外部程序存儲(chǔ)器用于存放系統(tǒng)程序；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于存放加工程序和數(shù)控系統(tǒng)處理的中間數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)用8155來(lái)實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)接口電路的擴(kuò)展。數(shù)控鉆床的mdi方式包括手動(dòng)、自動(dòng)、空運(yùn)行、回零、編輯等，它的擴(kuò)展本設(shè)計(jì)選用了8255芯片的pa口。步進(jìn)電機(jī)控制信號(hào)由8031發(fā)出，通過(guò)總線驅(qū)動(dòng)，由74ls273d觸發(fā)器向外發(fā)送。利用8155和8255的剩余口進(jìn)行

3、輸入輸出接口電路的擴(kuò)展。各芯片間信息的相互傳遞，通過(guò)數(shù)據(jù)總線和控制總線來(lái)實(shí)現(xiàn)。加之以相應(yīng)的軟件，此系統(tǒng)就構(gòu)成了完整的數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)。它不僅可以作為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控鉆床的控制系統(tǒng)，還可用作對(duì)普通鉆床的數(shù)控改造。在國(guó)內(nèi)的中小企業(yè)將有一定的應(yīng)用市場(chǎng)。關(guān)鍵詞：數(shù)控鉆床；控制系統(tǒng)；電路設(shè)計(jì)；abstractin this paper, the design of economy numerical control system for drilling machine is introduced. a 8031 used asthe host cpu, the control system controls

4、 the entire numerical drilling machine. another mcu, 89c2051, is used as the slave cpu to achieve the control of led. an external rom 27256 and a ram 6264 was used to store system program and the machining data separately. and the keyboard function was realized with an 8155. the mdi function of the

5、nc drilling machine including manual and automatic operation, returning to zero, editing and so on, which were realized with the pa port of a 8255 chip. the control signal, with which the step motor is driven, was generated with a mcu, 8031, and transmitted with a d latch 74ls273. other ports of 815

6、5 and 8255 were used for the i/o signal of the nc system. the information exchange of different chips was realized with the data bus and the control bus. with adequate software, this system can be integrated to nc system of a drilling machine or used in the reconstruction of universal drilling machi

7、ne. so it will find its widely usage in the markets of middle or small enterprise.key words： numerical control drilling machines; control system; design of circuit目 錄 第一章 緒論11.1 引言11.2 選題背景與意義11.3 研究現(xiàn)狀21.4 本文的結(jié)構(gòu)3第二章 數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)42.1 設(shè)計(jì)總體思路及結(jié)構(gòu).52.2 數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)主cpu的選擇52.3 控制系統(tǒng)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)6 2.4 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)72.5 鍵

8、盤(pán)擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)11 2.6 顯示電路設(shè)計(jì)14 2.6.1 八段數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示電路.14 2.6.2 十六段數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路.212.7 輸入/輸出信號(hào)接口電路設(shè)計(jì)222.8 步進(jìn)電機(jī)控制信號(hào)輸出接口電路設(shè)計(jì)252.9 譯碼電路設(shè)計(jì).25第三章 控制系統(tǒng)電路原理圖以及pcb圖的繪制27 3.1 電路原理的圖繪制27 3.2 pcb圖的繪制28第四章 結(jié)論304.1論文總結(jié)304.2 感想30致謝32參考文獻(xiàn)33附錄a：英文資料.34附錄b：英文資料翻譯.41附錄 c： 硬件設(shè)計(jì)pcb圖48附錄 d：硬件設(shè)計(jì)原理圖及光盤(pán)第一章 緒 論1.1 引言 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開(kāi)始了根本

9、性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專(zhuān)用型封閉式開(kāi)環(huán)控制模式向通用型開(kāi)放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智

10、能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，cad/cam與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。 目前我國(guó)機(jī)床總擁有量約為400 萬(wàn)臺(tái)，其中數(shù)控機(jī)床只有8 萬(wàn)多臺(tái)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國(guó)、日本、德國(guó)、韓國(guó)等制造業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)床數(shù)控化率20 以上的水平。主要表現(xiàn)在設(shè)備老化陳舊、自動(dòng)化水平低、技術(shù)水平落后、勞動(dòng)生產(chǎn)率低，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)力的發(fā)展。采用先進(jìn)的工藝設(shè)備，逐步增加數(shù)控機(jī)床所占比重，已經(jīng)成為我國(guó)制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)，也是企業(yè)走出困境、提升水平，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的必由之路。提高機(jī)床數(shù)控化率有兩個(gè)途徑：（1）購(gòu)買(mǎi)新的數(shù)控機(jī)床； （2） 把普通型的舊機(jī)床改造成數(shù)控機(jī)床。目前我國(guó)的普通鉆床仍占很大比重，

11、所以才會(huì)出現(xiàn)上述的大量求購(gòu)意向，而且還有的小型企業(yè)不愿廢棄原有的普通鉆床，想要在已有的普通鉆床基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)控改造，這都需要開(kāi)發(fā)適合普通機(jī)床改造的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)。1.2 選題背景與意義由于我國(guó)現(xiàn)處于社會(huì)主義初級(jí)階段，經(jīng)濟(jì)水平相對(duì)而言比較落后，普通鉆床占據(jù)著國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)的市場(chǎng)，而普通鉆床有著很大的弊端，如精度方面達(dá)不到要求，工作效率比較低。所以經(jīng)濟(jì)型數(shù)控鉆床以及對(duì)普通鉆床進(jìn)行經(jīng)濟(jì)型數(shù)控鉆床改造，在國(guó)內(nèi)還是有著十分廣闊的前景。本設(shè)計(jì)選用了8031單片機(jī)作為核心，開(kāi)發(fā)通用型數(shù)控鉆床的控制系統(tǒng)。它具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：1）開(kāi)發(fā)成本低。 8031單片機(jī)芯片的價(jià)格（10元左右）相對(duì)現(xiàn)在比較前沿的eda板（200

12、元左右）而言有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。2）電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。3）通用性好。相對(duì)于傳統(tǒng)的由純硬件組成的普通鉆床控制電路而言，它的控制信號(hào)是由芯片發(fā)出的，所以它的控制系統(tǒng)的通用性很強(qiáng)。它不但能用做經(jīng)濟(jì)型數(shù)控鉆床的控制系統(tǒng)，而且可以用來(lái)對(duì)普通鉆床進(jìn)行數(shù)控改造。所以此課題有一定的研究?jī)r(jià)值，能取得一定的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)意義。1.3 研究現(xiàn)狀 隨著科技發(fā)展的日新月異，新一代的cpu及控制算法不斷推陳出新，目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，較傳統(tǒng)相比，各方面都有很大的提高。1高速高精高效化速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速cpu芯片、risc芯片、多cpu控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對(duì)式檢測(cè)元件的交流

13、數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。2柔性化包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面大，可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶(hù)的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。3工藝復(fù)合性和多軸化以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾后，通過(guò)自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺(tái)等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單的理想環(huán)境，其作用是如

14、何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類(lèi)的各種智能行為。科學(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展，由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專(zhuān)家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專(zhuān)家系統(tǒng)、故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定和刀具自動(dòng)管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時(shí)的綜合運(yùn)動(dòng)控制中引入提前預(yù)測(cè)和預(yù)算功能、動(dòng)態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控

15、制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達(dá)到最佳控制的目的。4智能化新一代pcnc數(shù)控系統(tǒng) 智能化新一代pcnc數(shù)控系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、cad/cam、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴(yán)密的制造過(guò)程閉環(huán)控制體系。1.4 本文結(jié)構(gòu)本文以數(shù)控鉆床硬件電路的研發(fā)工程項(xiàng)目為應(yīng)用背景，對(duì)數(shù)控技術(shù)進(jìn)行了研究。全文共分為四章，各章的主要內(nèi)容如下：第一章扼要地介紹了國(guó)內(nèi)外數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀發(fā)展趨勢(shì)與研究背景；第二章分模塊地介紹了整個(gè)數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)的硬件電路及相關(guān)芯片的結(jié)構(gòu)與用法。第三章對(duì)怎樣用繪制軟件protel99se完成本畢業(yè)設(shè)計(jì)

16、的原理圖及pcb圖作了簡(jiǎn)單的介紹；第四章對(duì)數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)工作進(jìn)行了總結(jié)，給出了存在的問(wèn)題和進(jìn)一步研究的方向。第二章 數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)的總體思路及結(jié)構(gòu)本設(shè)計(jì)是以8031單片機(jī)為核心，開(kāi)發(fā)通用型數(shù)控鉆床的控制系統(tǒng)。從cpu 選用了89c2051，用來(lái)對(duì)動(dòng)態(tài)顯示電路進(jìn)行控制。之所以選擇8031單片機(jī)作為主cpu是因?yàn)樗鼉r(jià)格便宜，性能穩(wěn)定，被廣泛地用于工程設(shè)計(jì)中。選用89c2051對(duì)動(dòng)態(tài)顯示進(jìn)行控制，不但節(jié)省了很多硬件，節(jié)約了成本，而且使8031主cpu不必花很多時(shí)間用在對(duì)顯示電路的控制上，從而使得此系統(tǒng)運(yùn)行更快，更穩(wěn)定。 總體設(shè)計(jì)一共分為七個(gè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)控制系統(tǒng)的

17、各功能。它們分別是：（1）控制系統(tǒng)復(fù)位電路模塊 包括上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位，當(dāng)系統(tǒng)上電時(shí)復(fù)位引腳獲得高電平，使系統(tǒng)復(fù)位。急停鍵和復(fù)位鍵按下時(shí)都可以使系統(tǒng)復(fù)位，急停時(shí)還可使cpu進(jìn)入中斷程序保存有用的數(shù)據(jù)。（2）存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路模塊 選用27256 32kb程序存儲(chǔ)器對(duì)8031進(jìn)行程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展，用74ls373對(duì)8031的低八位地址進(jìn)行鎖存，與高七位地址組合得到十五位地址，即可對(duì)27256的地址進(jìn)行選擇。選用6264 8kb數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展，用138對(duì)它進(jìn)行片選。 （3） 鍵盤(pán)擴(kuò)展電路模塊 它分為兩部分，分別是8031p1口手動(dòng)鍵盤(pán)擴(kuò)展和8155矩陣鍵盤(pán)擴(kuò)展。p1口用于手動(dòng)鍵盤(pán)的輸入端

18、，分別控制，x軸、y軸、z軸以及起動(dòng)、停止、超程報(bào)警，用8155的pa口和pc口擴(kuò)展了40個(gè)按鈕的矩陣鍵盤(pán)。 （4）顯示電路模塊 分為動(dòng)態(tài)顯示電路和靜態(tài)顯示電路。四排動(dòng)態(tài)顯示由89c2051來(lái)控制，它用來(lái)顯示數(shù)字字符。十六位靜態(tài)顯示是由8031主cpu控制的，它用來(lái)顯示英文字符。 （5）輸入輸出接口電路擴(kuò)展模塊 它分為8255擴(kuò)展電路和8155i/o信號(hào)接口電路。8255的pa口作為mdi（自動(dòng)運(yùn)行、空運(yùn)行、回零、編輯、手動(dòng)）方式的輸入端，pb口和pc口用于cpu與外部信號(hào)的收發(fā)。8155的pb口用于cpu與外部信號(hào)的聯(lián)絡(luò)。（6）步進(jìn)電機(jī)控制信號(hào)輸出模塊 8031的脈沖信號(hào)通過(guò)74ls245總

19、線驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，由74ls273向外發(fā)送步進(jìn)電機(jī)脈沖。（7）74ls138譯碼電路 8031通過(guò)74ls138譯碼得到各芯片的片選地址，加上相應(yīng)的讀寫(xiě)信號(hào)，從而控制整個(gè)數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)。 圖2.1為整體系統(tǒng)模塊構(gòu)成框圖。 626416段led靜態(tài)顯示電路272568031主cpu8155矩陣鍵盤(pán)i/o信號(hào)的收發(fā)74ls24520518255手動(dòng)鍵盤(pán)74ls373動(dòng)態(tài)顯示至步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)收發(fā)信號(hào)電路mdi方式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 圖2.1 模塊構(gòu)成框圖2.2 控制系統(tǒng)主cpu選擇 作為主cpu的8031是本設(shè)計(jì)的核心芯片。mcs-51系列中，各種廉價(jià)的普及型8031單片機(jī)為我國(guó)單片機(jī)技術(shù)的普及、推廣做出了巨大貢

20、獻(xiàn)。8031具有價(jià)格低、功能強(qiáng)、使用靈活、開(kāi)發(fā)方便等特點(diǎn)，輸入輸出口也夠用，所以能用于數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；而本人在大學(xué)課程中的單片機(jī)和微機(jī)原理兩門(mén)專(zhuān)業(yè)課，都對(duì)此芯片作了詳細(xì)的介紹。因此我選用8031單片機(jī)作為此系統(tǒng)的核心cpu。1. 8031單片機(jī)的特點(diǎn)1）具有功能很強(qiáng)的8位中央處理單元（cpu）；2）片內(nèi)有時(shí)鐘發(fā)生電路（12mhz），每執(zhí)行一條指令的時(shí)間為14s;3）片內(nèi)具有128字節(jié)的ram；4）具有21個(gè)特殊寄存器；5）可擴(kuò)展64k字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和64k字節(jié)的外部程序存儲(chǔ)器；6）具有4個(gè)i/o口，32根i/o線；7）具有2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；8）具有5個(gè)中斷源，配備2個(gè)中斷

21、優(yōu)先級(jí)；9）具有一個(gè)全雙功串行接口；10）具有位尋址能力，適合邏輯運(yùn)算。從上述特性可以看出這種8031芯片集成度高、功能強(qiáng)，只需增加少量外圍器件就可以構(gòu)成一個(gè)完整的微機(jī)控制系統(tǒng)。28031引腳功能8031一共有40個(gè)引腳，見(jiàn)圖2.2,其中vcc(40腳)接+5v電壓，vss接地。xtal1(19腳)和xtal2(18腳)接外部晶振的信號(hào)（我選擇的晶振頻率為12mhz），即把外部振蕩器的信號(hào)直接連到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器輸入端。ale(30腳)允許地址鎖存引腳，用于鎖存地址的低字節(jié)。它可用作對(duì)外輸出時(shí)鐘，或用于定時(shí)。psen(29腳)外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)引腳。在從外部程序存儲(chǔ)器取指令期間，每個(gè)機(jī)器周

22、期psen兩次有效。在此期間，每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次信號(hào)將不出現(xiàn)。此引腳可驅(qū)動(dòng)八個(gè)ttl門(mén)電路。ea(31腳)對(duì)于8031而言此引腳必須接地，這樣才能選擇外部程序存儲(chǔ)器27256。p1口（1腳8腳）：是八位準(zhǔn)雙向i/o口。由于這種接口輸出沒(méi)有高阻，輸出也不能鎖存，故不是真正的雙向i/o口。p1口能驅(qū)動(dòng)四個(gè)ttl負(fù)載。在此模塊中p1口用來(lái)進(jìn)行手動(dòng)控制主軸進(jìn)給。由于此鉆床系統(tǒng)為三軸控制（z，y，z），加上啟動(dòng)與暫?？冢ǔ膛c暫停共用一個(gè)端口），p1口的8個(gè)輸入端都被充分利用。p2口（21腳28腳）：是八位準(zhǔn)雙向i/o口。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，它可以作為高8位地址總線，送出高八位地址。p2口

23、可以驅(qū)動(dòng)四個(gè)ttl負(fù)載。p3口（10腳17腳）：是八位準(zhǔn)雙向i/o口。p3能驅(qū)動(dòng)四個(gè)ttl負(fù)載。它作為第一功能使用時(shí)，即作為普通i/o口用，功能和操作方法與p1口相同。作為第二功能使用時(shí)，各引腳的定義如表2.1所示。表 2.1 p3口第二功能表引腳第二功能p3.0rxd(串行口輸入端)串行p3.1txd(串行口輸出端)p3.2into(外部中斷0請(qǐng)求輸入端，低電平有效)p3.3 int1(外部中斷1請(qǐng)求輸入端，低電平有效)p3.4t0(定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)脈沖輸入端)p3.5t1(定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)脈沖輸入端)p3.6wr(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通信號(hào)輸出端，低電平有效)p3.7rd(外部數(shù)據(jù)存

24、儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，低電平有效)2.3 控制系統(tǒng)復(fù)位電路設(shè)計(jì) 當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在rst(9腳引腳)上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，使單片機(jī)復(fù)位。復(fù)位電路可分為系統(tǒng)上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位，如圖2.2所示，系統(tǒng)上電瞬間電容c1和c4充電，與非門(mén)的兩個(gè)輸入端為低電平，輸出高電平使系統(tǒng)復(fù)位。按下“復(fù)位”按鈕與“急?！卑粹o都可使系統(tǒng)復(fù)位。當(dāng)按下復(fù)位按紐時(shí)，與非門(mén)“2”號(hào)引腳經(jīng)電阻分壓所得低電平，使單片機(jī)復(fù)位。當(dāng)急停鍵沒(méi)按下時(shí)，此端管腳處于高電平，即與非門(mén)的一個(gè)管腳“1”為高電平，此時(shí)若連接與非門(mén)的另一個(gè)管腳的復(fù)位按鈕沒(méi)按下，則“2”號(hào)引腳也為高電平，兩個(gè)高電平與非所得低電平，8031不復(fù)位。若按下急停鍵，與之

25、連接的二極管導(dǎo)通，“1”號(hào)引腳為低電平，此時(shí)無(wú)論復(fù)位按鈕有沒(méi)有按下，與非門(mén)的輸出端為高電平，使8031復(fù)位，同時(shí)into的輸入端口為低電平，向cpu申請(qǐng)中斷。 2. 圖2.2 控制系統(tǒng)復(fù)位電路圖2.4 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)圖2.3為存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路模塊，該模塊除了8031外，還用到：74ls373、74ls138、27256、6264四個(gè)主要芯片。由于本系統(tǒng)是采用8031作為主cpu，所以必須外接一個(gè)rom。而27256eprom是具有紫外線可擦除，可編程功能的只讀存儲(chǔ)器,當(dāng)它置于紫外線燈下照20ms以后，內(nèi)部?jī)?nèi)容變?yōu)槿?”，通過(guò)編程器將程序代碼寫(xiě)入后消息不會(huì)丟失，可靠性很高。所以本模塊選擇它作

26、為程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展芯片。其引腳意義如下：aoa14：地址輸入線。因?yàn)?7256一共有15根地址線，所以a15號(hào)地址線沒(méi)有選用，設(shè)取值為“0”。27256地址范圍見(jiàn)下表2.2。 表2.2 程序存儲(chǔ)器地址表 地址線地址a15 a14 a13 a12 a11 a1 a00 0 0 0 0 0 0 0000h0 0 0 0 0 0 1 0001h0 0 0 0 0 1 0 0002h 0 1 1 1 1 1 0 7ffeh0 1 1 1 1 1 1 7fffhd0d7為三態(tài)數(shù)據(jù)總線（有時(shí)用o0o7表示）。讀或編程檢驗(yàn)時(shí)為數(shù)據(jù)輸出線，編程時(shí)為數(shù)據(jù)輸入線。維持或編程禁止時(shí)為高阻抗。 oe為讀選通信號(hào)輸入線，

27、低電平有效，它與8031的psen外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)相連。8031 從27256取指令期間，每個(gè)機(jī)器周期psen兩次有效，即oe引腳兩次出現(xiàn)低電平。在此期間，每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次信號(hào)將不出現(xiàn)。編程電源輸入線vpp（此模塊中vpp接+5v，電壓通過(guò)電容與片選信號(hào)ce隔離）。片選信號(hào)ce，低電平有效，此時(shí)ce接地，選中27256。由于27256的地址線為15位，而主cpu8031的adoad7是分時(shí)復(fù)用的，所以必須有一個(gè)地址鎖存器，鎖存低八位地址。由于我在大學(xué)課本中只接觸到74ls373一種地址鎖存器，所以選擇它來(lái)進(jìn)行地址鎖存。其管腳中d0d7為數(shù)據(jù)輸入端，q0q7為數(shù)據(jù)輸出端 ，o

28、e為輸出控制端，當(dāng)oe為低電平時(shí)，允許d0d7輸出到q0q7上，當(dāng)oe為高電平時(shí)，輸出線為浮空狀態(tài)，此模塊中oe接地，使74ls373一直有效。le為數(shù)據(jù)輸入控制線，當(dāng)le為高電平時(shí)，輸出端q0q7和輸入端d0d7的狀態(tài)相同，當(dāng)le為低電平時(shí)(下降沿)，輸入端d0d0的數(shù)據(jù)鎖入到q0q7的8位鎖存器中。在此鉆床控制系統(tǒng)中，主控程序都被固化在27256eprom中，主cpu通過(guò)運(yùn)行其中程序來(lái)對(duì)整個(gè)鉆床系統(tǒng)進(jìn)行控制。而數(shù)控鉆床在運(yùn)行過(guò)程中將其正在執(zhí)行的程序和各種計(jì)算的結(jié)果存儲(chǔ)到ram中，8031內(nèi)部128b的ram顯然是不夠的。所以必須外擴(kuò)一個(gè)ram。 圖2.3 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路圖本設(shè)計(jì)選擇采用半導(dǎo)

29、體靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器ram作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展。之所以選擇sram，是因?yàn)榭紤]到它與dram相比抗干擾能力強(qiáng)，無(wú)需刷新邏輯電路就可以保持?jǐn)?shù)據(jù)信息的不丟失。在sram系列中，容量為8kb的6264作為本設(shè)計(jì)的外擴(kuò)ram較為合適，其中：a0a12：地址輸入線。 d0 d7：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線，有時(shí)用00o7表示。 cs1:片選通信號(hào)輸入線，低電平有效，此信號(hào)與138的y5相連，經(jīng)譯碼得出6264的地址范圍。地址范圍見(jiàn)表2.3。oe:讀選通信號(hào)輸入線，低電平有效，它與8031的 rd相連。we: 讀選通信號(hào)輸入線，低電平有效，它與8031的wr連接。vcc: 工作電源5v。gnd:線路接地。圖中6264的cs

30、，為第二片選信號(hào)，高電平有效。cs=1,ce=0選中6264。在此模塊中因?yàn)閏s所需的高電平為3.3v,而系統(tǒng)所能提供的為5v，所以必須接表2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址表 地址線 地址a15 a14 a13 a12 a1 a01 0 1 0 0 0 a0ooh1 0 1 0 0 1 a001h 1 0 1 1 1 0 bffeh1 0 1 1 1 1 bfffh一分壓電路，見(jiàn)下圖2.4。兩個(gè)電阻r1和r2的阻值分別為5.1k和10k，經(jīng)計(jì)算cs端口分壓所得電壓約為3.3v。又因?yàn)?264是隨機(jī)存儲(chǔ)器，所以如果不外接電源，系統(tǒng)一但掉電，其中的數(shù)據(jù)將會(huì)丟失，為了保存其中有用的數(shù)據(jù)，本模塊還設(shè)計(jì)了掉電保護(hù)

31、電路。 如圖2.5所示，當(dāng)系統(tǒng)沒(méi)有掉電時(shí)，上面的二極管導(dǎo)通，由于干電池的電壓小于5v，所以下面的二極管截止，6264由系統(tǒng)供電。當(dāng)系統(tǒng)掉電時(shí)，下面的二極管導(dǎo)通，6264由干電池供電。 cs2圖2.4分壓電路 圖2.5掉電保護(hù)電路2.5 鍵盤(pán)擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)數(shù)控鉆床的控制系統(tǒng)需要一個(gè)人機(jī)對(duì)話裝置，這種人機(jī)對(duì)話裝置通常采用鍵盤(pán)和顯示器。顯示器是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)人機(jī)對(duì)話中常用的輸出裝置，鍵盤(pán)是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中人機(jī)對(duì)話常用的輸入裝置。鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)有兩類(lèi)，一類(lèi)是獨(dú)立式鍵盤(pán)，另一類(lèi)是矩陣式鍵盤(pán)。本系統(tǒng)中我用8155擴(kuò)展了一個(gè)四十個(gè)按鈕的矩陣式鍵盤(pán)(見(jiàn)圖2.6),用8031的p1口擴(kuò)展了一個(gè)八按鈕的獨(dú)立式鍵盤(pán)（見(jiàn)圖

32、2.8）。下面對(duì)鍵盤(pán)的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的介紹。18155鍵盤(pán)擴(kuò)展電路 8155鍵盤(pán)擴(kuò)展電路可分為四部分：矩陣式鍵盤(pán)，8155芯片，上拉電阻，74ls466。 如圖2.6所示，矩陣式鍵盤(pán)的按鍵觸點(diǎn)接于由行、列母線構(gòu)成的矩陣電路的交叉處，每當(dāng)一個(gè)鍵按下時(shí)，通過(guò)該鍵將相應(yīng)的行、列母線連通。8155的pa口作為輸出口，輸出鍵盤(pán)的掃描信號(hào)，c口作為輸入口，用來(lái)接收鍵盤(pán)讀入的信號(hào)。根據(jù)按下鍵的不同，產(chǎn)生的鍵值也不同，一個(gè)鍵對(duì)應(yīng)于一個(gè)鍵值，事實(shí)上每個(gè)鍵的輸出與輸入的組合是唯一的，只要按下一個(gè)鍵，那么就可以得到一個(gè)鍵的編碼值，這個(gè)值由軟件控制，不同的鍵，編碼值是不同的。矩陣式鍵盤(pán)的優(yōu)點(diǎn)是：它能最大化地利用可編程i

33、/o設(shè)備的端口。很好地滿足多鍵值鍵盤(pán)設(shè)計(jì)的需要。在本模塊中，鍵盤(pán)電路用到了8155的8個(gè)pa口和5個(gè)pb口，擴(kuò)展了40個(gè)鍵值的矩陣式鍵盤(pán)。圖2.6 8155鍵盤(pán)擴(kuò)展電路模塊（1）8155地址的分配 雙向地址數(shù)/據(jù)線ad0ad7，分時(shí)傳送但單片機(jī)和8155之間的地址、數(shù)據(jù)、命令、狀態(tài)信息。在地址鎖存信號(hào)ale下降沿將ad0ad7上的低8位地址、ram/io口選擇信息鎖存。因此，mcs-51單片機(jī)的p0口輸出的低8位地址不需要再外接鎖存器。io/m=0時(shí)單片機(jī)選擇8155中的ram讀/寫(xiě)， ad0ad7上地址為ram單元地址；io/m=1，單片機(jī)選擇8155寄存器或端口，地址分配見(jiàn)下表2.5。ce

34、io/ma7a6a5a4a2a1a0所選端口01000命令/狀態(tài)寄存器01001a口01010b口01011c口01100計(jì)數(shù)器低八位01101計(jì)數(shù)器高八位00ram單元表2.5 8155地址分配表由于ce片選信號(hào)在此模塊中連接74ls138的 y4（圖2.21），io/m端接a12，所以根據(jù)表2.5，可得此8155端口的具體地址表見(jiàn)表2.6。 a15 a14 a13 a12 a11 a10 a9 a8 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0所選端口 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0命令/狀態(tài)寄存器 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

35、0 1a口1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 b口1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 c口 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0計(jì)數(shù)器低八位1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 計(jì)數(shù)器高八位1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ram單元表2.6 8155口具體地址分配表命令狀態(tài)寄存器：9000ha口地址：9001h此處刪減nnnnnnnnnnnnnnnn字 需要整套設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系q：99872184。以被改變，但只有滿足建立條件的信息才能進(jìn)入。時(shí)鐘控制發(fā)生在時(shí)鐘輸

36、入由低電平到高電平的躍變上。為了減小傳輸線效應(yīng)，所有輸入端均采用二極管鉗位。圖2.12 74ls164引腳圖在本模塊中，a口b口同時(shí)從89c2051的p3.0口引入，這就保證了，在時(shí)鐘信號(hào)上升沿時(shí)被移入的數(shù)據(jù)q0為p3.0口的數(shù)據(jù)。第二個(gè)74ls164的a、b端接第一個(gè)74ls164的q7，第三個(gè)，第四個(gè)74ls164與此類(lèi)似，四個(gè)時(shí)鐘信號(hào)連接在一起，這樣做的目的是，被引入的數(shù)據(jù)可以逐位地從上一個(gè)74ls164移位到下一個(gè)74ls164，89c2051可以一次送一列數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。74ls164的功能表見(jiàn)表2.7輸 入輸 出清零時(shí)鐘a bq0 q1 q7l l l lhl q00 q10 q70

37、hh hh q0n q6nhl l q0n q6nh ll q0n q6n表2.7 74ls164功能表 4.74ls138譯碼器 74ls138地址譯碼器，在本設(shè)計(jì)中一共用到兩個(gè)。此時(shí)是利用它來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)六列l(wèi)ed共陰極數(shù)碼管公共端分時(shí)選中，進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，圖2.13為74ls138引腳圖。圖2.13 74ls138引腳 表2.8 3線-8線譯碼器74ls138的功能 本模塊中74ls138的六個(gè)輸出端y0y5通過(guò)74ls465分別與led的位選端連接,所以當(dāng)輸出端出現(xiàn)一個(gè)低電平時(shí),一列l(wèi)ed同時(shí)被選中?！?”、“5”號(hào)引腳共同接地，“6”號(hào)引腳接+5v高電平，使它的使能端有效。5led八段數(shù)碼管

38、led八段數(shù)碼管是本設(shè)計(jì)中使用最多的器件，因?yàn)槲以O(shè)計(jì)的鉆床系統(tǒng)是三坐標(biāo)進(jìn)給的，共需三排led進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，加上一排程序顯示（字母用一個(gè)十六位led數(shù)碼管進(jìn)行顯示）所以總共需要四排led數(shù)碼管。而鉆床工作臺(tái)的行程一般不會(huì)超過(guò)一米，即顯示的最大字符為“99999”(mm),加上第一位符號(hào)位，所以每排六個(gè)led數(shù)碼管已能滿足要求。所以一共用 圖2.14 led八段數(shù)碼管管腳圖 到了24個(gè)八段led數(shù)碼管。圖2.14為led八段數(shù)碼管的管腳圖，在本模塊中把“3”和“8”管腳相連接，與74ls465的輸出端相連，每個(gè)位選端連接一與+5v電壓相連的上拉電阻，且與74ls164的反向輸出端相連。當(dāng)74ls1

39、38譯碼出一個(gè)低電平時(shí)，連接此引腳的列數(shù)碼管被選中。674ls273d觸發(fā)器（帶清零）圖2.15為74ls273管腳圖，本模塊中，它的輸入端接經(jīng)總線驅(qū)動(dòng)后的數(shù)據(jù)信號(hào)，輸出端接89c2051的輸入端， “1”號(hào)清零引腳接高電平，不讓它處于清零狀態(tài)。時(shí)鐘信號(hào)輸入端，見(jiàn)圖2.16，與一個(gè)或門(mén)的輸出端連接，或門(mén)的輸入端為74ls138譯碼器的y1腳和寫(xiě)允許信號(hào)。74ls273功能表見(jiàn)表2.9。 表2.9 74ls273功能表 輸 入輸 出清零 時(shí)鐘 dql h 上升沿 hh 上升沿 lh l l h l q（鎖存）圖 2.15 74ls273管腳圖2.16 74ls273地址選擇圖由上表2.9和圖2.

40、16可知，當(dāng)a0a15為0010,0100,0000,0000b即2400h時(shí)（沒(méi)有用到的地址線都為0），且寫(xiě)信號(hào)由低向高跳變時(shí)，“11”號(hào)引腳出現(xiàn)上升沿，觸發(fā)數(shù)據(jù)由d端送入q端。時(shí)序如圖2.17所示。地址 數(shù)據(jù) 寫(xiě)信號(hào)圖2.17時(shí)序波形圖 由圖2.16可以看出，74ls273的時(shí)鐘信號(hào)接89c2051的中斷請(qǐng)求信號(hào)口p3.2。如圖2.17所示，當(dāng)?shù)刂沸盘?hào)與寫(xiě)信號(hào)同時(shí)為低電平時(shí)（此時(shí)時(shí)鐘信號(hào)處于上升沿之前）中斷請(qǐng)求信號(hào)有效，89c2051進(jìn)入中斷程序，為接收數(shù)據(jù)作好準(zhǔn)備。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)上升沿到來(lái)時(shí)，數(shù)據(jù)由74ls273引入，89c2051正確接收數(shù)據(jù)，并存貯。2.6.2 十六段數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路相

41、對(duì)動(dòng)態(tài)顯示電路而言，靜態(tài)顯示電路較簡(jiǎn)單。如圖2.18所示，此模塊中的16位靜態(tài)顯示主要用于本數(shù)控系統(tǒng)的英文字符顯示。8031主cpu對(duì)此靜態(tài)顯示模塊進(jìn)行顯示控制。圖2.18中273（ux8）和273（ux12）的時(shí)鐘信號(hào)分別接74ls138（u5）的y0、y7見(jiàn)圖2.21。經(jīng)計(jì)算ux8和ux12的地址分別為0000h和e000h。具體算法見(jiàn)下表2.10。表2.10 74ls273地址算法表地址元件a15 a14 a13 a12 a11 a10 a9 a8 a7 a6 a5 a4 a3 a12 a1 a0ux8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ux121 1 1

42、0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0因?yàn)?031為八位機(jī),所以要讓16位數(shù)碼管正確顯示，數(shù)據(jù)必須送兩次。如圖2.18所示，十六位數(shù)碼管的引腳接至兩個(gè)74ls273 d觸發(fā)器的輸出端。當(dāng)?shù)谝淮嗡蛿?shù)據(jù)時(shí)74ls138選中一個(gè)74ls273，數(shù)碼管的一半引腳被選中，而此時(shí)74ls273的時(shí)鐘信號(hào)保持低電平，數(shù)碼管持續(xù)發(fā)光。第二次送數(shù)據(jù)時(shí)，74ls138選中另一個(gè)74ls273，剩下的一半數(shù)碼管被選中，且此74ls273持續(xù)低電平，數(shù)碼管持續(xù)發(fā)光，所以此時(shí)十六位數(shù)碼管正確顯示英文字符。圖2.18 16段數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路2.7 輸入輸出信號(hào)接口電路設(shè)計(jì)輸入輸出信號(hào)接口電路在本系統(tǒng)中一共分

43、為兩部分：一部分為8255擴(kuò)展電路；另一部分為8155的pb口擴(kuò)展電路。下面首先介紹8255擴(kuò)展電路模塊。18255擴(kuò)展電路圖2.19為8255擴(kuò)展電路模塊，該模塊主要分為三部分：8255芯片，上拉電阻，波段開(kāi)關(guān)。可編程并行i/o擴(kuò)展口8255，是本控制系統(tǒng)的一個(gè)重要芯片。它承擔(dān)著本數(shù)控系統(tǒng)與外設(shè)消息的交換。mdi(自動(dòng)運(yùn)行、空運(yùn)行、回零、編輯、手動(dòng))方式也是通過(guò)它和主cpu通訊的。8255是通用可編程并行輸入/輸出接口芯片，通用性強(qiáng)且使用靈活、常用來(lái)實(shí)現(xiàn)mcs51系列單片機(jī)的并行i/o口擴(kuò)展。它是一個(gè)40引腳的雙列直插式集成電路芯片。8255的pa口有一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器，一個(gè)8位

44、數(shù)據(jù)輸入鎖存器，在本模塊中a口是三個(gè)口中最為關(guān)鍵的一個(gè)端口，如圖2.19所示，它外接一個(gè)波段開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)撥在中間空擋位置時(shí)，pa各引腳通過(guò)上拉電阻引入高電平，當(dāng)撥在其中任意非空擋時(shí)，與此擋相連的pa引腳為低電平，選中此引腳；pb口有一個(gè)8位輸出鎖存/緩沖器，一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器；pc口有一個(gè)8位的輸出鎖存/緩沖器，一個(gè)8位輸入緩沖器，在此模塊中pb口和pc口用于與外部控制信號(hào)（如plc信號(hào)）相通信，其中pc口用于發(fā)送輸出信號(hào)，pb口用于接收輸入信號(hào)。 圖2.19 8255擴(kuò)展電路8255分為a組和b組控制電路：這是兩組根據(jù)cpu命令控制8255工作方式的控制電路，a組控制pa口和pc4pc

45、7，b組控制pb口和pc0pc3。其中雙向三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器是8255和cpu數(shù)據(jù)總線的接口。cpu和8255之間的命令，數(shù)據(jù)總線的傳送部分是通過(guò)雙向三態(tài)門(mén)總線緩沖器傳送的，d0d7接cpu的數(shù)據(jù)總線。（1）8255口地址選擇 讀寫(xiě)和控制邏輯：a0，a1，cs為8255的口選擇信號(hào)和片選信號(hào)，rd，wr為8255的讀寫(xiě)控制信號(hào)，這些信號(hào)分別與cpu的地址線和讀寫(xiě)信號(hào)線相連接，實(shí)現(xiàn)cpu對(duì)8255的口選擇和數(shù)據(jù)傳送。這些控制信號(hào)的組合可以實(shí)現(xiàn)cpu對(duì)8255的pa口，pb口，pc口和控制口的尋址。地址選擇見(jiàn)表2.11。表2.11 8255的口地址選擇 a1 a0寄存器00輸出寄存器a（a口）01輸出

46、寄存器b（b口）10輸出寄存器c（c口）11控制寄存器（控制口） 在本設(shè)計(jì)中a口、b口、c口和控制口的地址分別為6000h，6001h，6002h，6003h（沒(méi)有用到的地址線為0）。具體算法見(jiàn)表2.12表2.12 8255端口地址表寄存器a15 a14 a13 a12 a11 a10 a9 a8 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0輸出寄存器a（a口） 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0輸出寄存器b（b口） 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1輸出寄存器c（c口）0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0控制

47、寄存器（控制口）0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1reset：復(fù)位信號(hào)，高電平有效，清除控制寄存器，8255處于基本操作狀態(tài)，置pa，pb，pc三個(gè)端口均為輸入方式。 （2） 8255的控制字和工作方式 8255有三種可通過(guò)系統(tǒng)軟件來(lái)選擇的基本方式：方式0基本的輸入輸出方式；方式1選通輸入輸出方式；方式2雙向傳送方式（僅用于pa口）。本模塊中a口為基本輸入方式，b口為基本輸出方式，c口為基本輸入方式。工作方式的選擇由方式控制字決定。8255的工作方式由cpu寫(xiě)入一個(gè)控制字到8255的控制寄存器來(lái)選擇，方式控制字格式如下：控制字的低3位（d0d2）用以控制b組;控制字

48、的（d3d6）4位控制a組。由于pa口有3種工作方式，故由d6、d5兩位來(lái)控制：d0控制c口（低4位）作為輸入還是輸出。d01，c口低4位為輸入；d00，c口低4位為輸出。d1控制b口作為輸入還是輸出。d1=1,b口為輸入；d10，b口為輸出。d2控制b組的工作方式。d21，b組工作在方式1；d20，b組工作在方式0。d3控制c口高四位為輸入還是輸出。d3=1，c口高四位為輸入；d30，c口高4位為輸出。d4控制a口為輸入輸出。d41，a口為輸入；d40，a口為輸出。d6、d5= 00a口工作在方式0 01a口工作在方式1 1xa口工作在方式2d7方式/置位 d71表示方式選擇有效。在此模塊中a、b、c三口都工作于方式0狀態(tài)，c口不充當(dāng)聯(lián)絡(luò)信號(hào)。 28155輸入輸出信號(hào)接口電路 在圖2.6中，8155剩余的pb口用于輸入/輸出信號(hào)端口，當(dāng)沒(méi)有信號(hào)通過(guò)pb口時(shí)，pb口由于連接上拉電阻，八個(gè)端口都處于高電平狀態(tài)，當(dāng)它用做輸入端口時(shí)，若輸入高電