小型數(shù)控立式銑床工作臺(tái)升降和制動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

1、學(xué)校代碼： 10128學(xué) 號(hào)：201020102。課程設(shè)計(jì)說明書題 目： 小型數(shù)控立式銑床工作臺(tái)升降和制動(dòng)裝置設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué) 院： 機(jī)械學(xué)院班 級(jí)： 機(jī)電10-班指導(dǎo)教師： 。老師 2014年 1月 9 日摘要【摘要】：小型立式銑床工作臺(tái)升降和制動(dòng)裝置設(shè)計(jì)。數(shù)控機(jī)床的加工系統(tǒng)、立體倉(cāng)庫(kù)中堆垛機(jī)的平面移動(dòng)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(jī)電一體化系統(tǒng)是將機(jī)械系統(tǒng)與微電子系統(tǒng)結(jié)合而形成的一個(gè)有機(jī)整體。本文通過對(duì)小型立式銑床工作臺(tái)的機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及接口電路的設(shè)計(jì),闡述了機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中共性和關(guān)鍵的技術(shù)。本次課程設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)和研究小型立式銑床工作臺(tái)及

2、其電氣原理圖。確定小型立式銑床工作臺(tái)的傳動(dòng)系統(tǒng)，選擇了螺旋傳動(dòng)，驗(yàn)算了螺旋傳動(dòng)的剛度、穩(wěn)定性，壽命等參數(shù)；還設(shè)計(jì)了導(dǎo)軌，根據(jù)其用途和使用要求，選擇了直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副，確定了其類型、轉(zhuǎn)動(dòng)力矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。【關(guān)鍵詞】：小型立式銑床工作；滾珠絲杠螺母副；直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副；步進(jìn)電機(jī)；目錄一、 設(shè)計(jì)任務(wù)1二、 總體方案設(shè)計(jì)2三、 機(jī)械傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)31、 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的計(jì)算與選型32、 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算與選擇43、 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)減速箱64、 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算65、 聯(lián)軸器9四、 微機(jī)數(shù)控硬件電路的設(shè)計(jì)101、 選擇中央處理單元CPU的類型102、 選擇LCD顯示器103、 控制案件114、 ULN280211

3、5、 輔助電路12五、 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)121、 主程序設(shè)計(jì)132、 調(diào)速程序設(shè)計(jì)13六、參考目錄15一、設(shè)計(jì)任務(wù)1、技術(shù)參數(shù)1、工作臺(tái)升降行程：200； 2、工作臺(tái)尺寸：長(zhǎng)×寬400×200； 3、工作臺(tái)總重： 600N； 4、最高運(yùn)行速度：步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行方式： 空載：0.6m/min; 切削：0.1m/min；交流伺服電機(jī)運(yùn)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(fù)載：X

4、向400N；Y向600N；Z向1000N2、設(shè)計(jì)要求1、實(shí)現(xiàn)垂直平穩(wěn)升降，具有快速升降功能；2、用步進(jìn)電機(jī)或交流伺服電機(jī)作驅(qū)動(dòng)元件；3、工作時(shí)離合器脫開，主軸不工作時(shí)，離合器鎖死，主軸箱停在任意位置；4、具有行程越位報(bào)警功能；5、采用滾動(dòng)導(dǎo)軌塊作支承；6、具有斷電鎖緊功能。3、圖紙量和工作量要求1）機(jī)械總裝配圖在CAXA環(huán)境下繪制主軸箱升降制動(dòng)裝置設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)圖，并進(jìn)行詳細(xì)修改和設(shè)計(jì)，最后用A1號(hào)圖紙打印輸出。2）硬件電路圖控制芯片可采用8031、80C31或基于PLC的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，在Protel 99環(huán)境下，進(jìn)行控制電路圖的設(shè)計(jì)，電路圖幅為A2A1為宜。3）設(shè)計(jì)說明書要嚴(yán)格按照內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)

5、課程設(shè)計(jì)（論文）說明書書寫規(guī)范認(rèn)真撰寫，說明書不少于6000字。二、總體方案的確定1、機(jī)械傳動(dòng)部件的選擇（1）導(dǎo)軌副的選用由于工作臺(tái)承受的載荷不大，脈沖當(dāng)量小，定位精度高，所以選用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副。他具有摩擦系數(shù)小，不易爬行、傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊、安裝預(yù)緊方便等優(yōu)點(diǎn)。（2）滾珠絲杠螺母副的選擇伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)需要通過絲杠螺母副轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，要滿足0.01mm的脈沖當(dāng)量和±0.10mm的定位精度，滑動(dòng)絲杠無(wú)能為力，只能選用滾珠絲杠螺母副才能達(dá)到。滾珠絲杠螺母副傳動(dòng)精度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，壽命長(zhǎng)，效率高，預(yù)緊后可以消除反向間隙。（3）減速裝置的選用選擇步進(jìn)電機(jī)和滾珠絲杠之后，為了

6、圓整脈沖當(dāng)量，放大電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，降低運(yùn)動(dòng)部件折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，可能需要減速裝置，且應(yīng)有消隙機(jī)構(gòu)，故應(yīng)該首先考慮采用無(wú)間隙齒輪傳動(dòng)減速箱。（4）伺服電動(dòng)機(jī)選用由于任務(wù)書上規(guī)定的脈沖當(dāng)量尚未達(dá)到0.0001mm，定位精度也未達(dá)到微米級(jí)，空載最快移動(dòng)速度也只有600mm/min。因此本設(shè)計(jì)不必采用高檔次的伺服電動(dòng)機(jī)，可以選用性能好一些的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，以降低成本，提高性價(jià)比。（5）聯(lián)軸器的選用由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠螺母副直接聯(lián)接，所以需要添加聯(lián)軸器。2、微機(jī)數(shù)控硬件電路的設(shè)計(jì)利用微機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)部件的升降和制動(dòng)的控制。三、機(jī)械傳動(dòng)部件的計(jì)算和選型1、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的計(jì)算與選型(1)滑塊

7、承受載荷的計(jì)算以及導(dǎo)軌型號(hào)的選擇工作載荷是影響直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的使用壽命的重要因素，由于工作臺(tái)垂直布置，故采用雙導(dǎo)軌-四滑塊的支承形式。其工作載荷計(jì)算方法如下：圖2-1式子中的W是指總載荷，由于任務(wù)書中給出，G=600N,則W=+G=1600N公式里其他的數(shù)據(jù)分別取，。將以上數(shù)值帶入公式可知：根據(jù)F=0.77KN，查表初選滾動(dòng)導(dǎo)軌副的型號(hào)為KL系列的SBG15型，其額定動(dòng)載荷為8.5kN,額定靜載荷為13.7kN，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，按標(biāo)準(zhǔn)系列，查表選取導(dǎo)軌長(zhǎng)度為460mm。（2）距離額定壽命的計(jì)算 由于SBG15型導(dǎo)軌副的滾到硬度為60HRC，工作溫度不

8、超過,每根導(dǎo)軌上配有兩個(gè)滑塊，精度為4級(jí)，工作速度較低，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：=2873.03km>50km滿足要求。2、滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型（1）最大工作載荷的計(jì)算已知切削負(fù)載：X向400N；Y向600N；Z向1000N，工作臺(tái)重600N,按照矩形導(dǎo)軌進(jìn)行計(jì)算，查表可知，取顛覆力矩影響系數(shù)K=1.1，滾動(dòng)導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)f=0.0030.005，取f=0.005。求得滾珠絲杠的最大工作載荷：（2）最大動(dòng)載荷的計(jì)算已知工作臺(tái)在承受最大銑削力的最快進(jìn)給速度v=0.1m/min,初選絲杠導(dǎo)程P=4mm,此時(shí)絲杠轉(zhuǎn)

9、速=25r/min取滾珠絲杠的使用壽命T=15000h，計(jì)算絲杠的壽命系數(shù)：查表3-30，取載荷系數(shù)=1.2，滾道硬度未60HRC時(shí)，取硬度系數(shù)=1，求得最大動(dòng)載荷：=5979.34N（3）初選型號(hào)根據(jù)以上算得的最大動(dòng)負(fù)載和導(dǎo)程P=4mm,選用型號(hào)為G2504-4的滾珠絲杠，其公稱直徑為25mm,滾珠的排列為4圈1列，額定動(dòng)載荷為7674N>Fq，滿足前面的要求。（4）傳動(dòng)效率的計(jì)算根據(jù)以上計(jì)算可知公稱直徑25mm，導(dǎo)程4mm，計(jì)算螺旋升角=取摩擦角等于10分，計(jì)算傳動(dòng)效率：=95.8（5）剛度的驗(yàn)算滾珠絲杠在工作時(shí)會(huì)發(fā)熱，為了補(bǔ)償熱膨脹，須將絲杠預(yù)拉伸。則上下兩層滾珠絲杠副的支承均采用

10、“單推單推”的方式，絲杠兩端各采用一對(duì)推力角接觸球軸承，面對(duì)面組配。兩個(gè)軸承中心距a=500mm,鋼的彈性模量E=2.1x105MPa,查表可知滾珠直徑,絲杠底徑d2=22.1mm,絲杠截面積。在總變形量中占的比重較大，可按下式計(jì)算：由于轉(zhuǎn)矩M一般較小，式中第二項(xiàng)可忽略。=0.0110mm根據(jù)公式，求得單圈滾珠數(shù)Z=30；該型號(hào)絲杠為單螺母，滾珠圈數(shù)X列數(shù)為3X1,代入公式：×圈數(shù)×列數(shù)，的滾珠總數(shù)量為90；絲杠預(yù)緊時(shí)，取軸向預(yù)緊力。代入公式可以求得由于預(yù)緊力為達(dá)軸向工作載荷的1/3，減小一半，即=0.0011mm.絲杠的總變形量，初取絲杠長(zhǎng)度為300mm,查表可估計(jì)絲杠的

11、有效行程<315mm，則在標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)為5級(jí)時(shí)，滾珠絲杠副允許的偏差為23。由于，則絲杠剛度足夠。(6)壓桿穩(wěn)定性校核對(duì)已選定尺寸的絲杠在給定的支承條件下，承受最大軸向負(fù)載時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算其有沒有產(chǎn)生縱向彎曲（失穩(wěn)）的危險(xiǎn)，產(chǎn)生失穩(wěn)的臨界負(fù)載用下式計(jì)算： ，查表3-34，取支承系數(shù)fz=1,由絲杠直徑22.1mm，求得界面慣性矩;壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)K取2.5；滾動(dòng)螺母至軸向固定處的距離a取最大值500mm。計(jì)算得Fk=38771.9N，遠(yuǎn)大于工作載荷Fm=1765N，故不會(huì)失穩(wěn)。綜上所述，初選的滾珠絲杠滿足要求。3、步進(jìn)電機(jī)減速箱的選用已知工作臺(tái)的脈沖當(dāng)量=0.01mm，滾珠絲杠的導(dǎo)程為4mm，

12、初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角。則減速比i=，因此無(wú)需采用減速箱。4、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算和選型（1）計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量已知滾珠絲杠公稱直徑d0=25mm，總長(zhǎng)l=500mm，導(dǎo)程Ph=4mm,材料密度，計(jì)算滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js=mjd028=0.964kg*cm2。工作臺(tái)折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其公式為：Jw=W(L02)2=0.248kg*cm2初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)為3402HS45AB，步距角為0.9度，查得該型號(hào)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為Jm=1.4kg*cm2。則一對(duì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)的折算到電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：=2.612kg*cm2（2）計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)

13、載轉(zhuǎn)矩 快速空載起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩：其中： 快速空載起動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩 其中，對(duì)應(yīng)空載最快移動(dòng)速度的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由靜止到加速至轉(zhuǎn)速所需時(shí)間，=0.4s傳動(dòng)鏈總效率，=0.7 移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)，折算到電動(dòng)機(jī)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩 ，空載時(shí)，則= 0.0027 N.m代入公式計(jì)算快速空載啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩得： = 0.0173N.m 最大工作狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 其中： 折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩 移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩 滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附件摩擦轉(zhuǎn)矩，由于相對(duì)于另兩項(xiàng)很小，可忽略不計(jì)

14、。代入公式計(jì)算得：=0.9136N.m經(jīng)上述計(jì)算，得到加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 = max ，=0.9136N.m（3）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩的選定考慮到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源受電網(wǎng)電壓影響較大，當(dāng)輸入電壓減小時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)下降，可能造成丟步，甚至堵轉(zhuǎn)。因此根據(jù)來選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩時(shí)，需要考慮安全系數(shù)。本例中取安全系數(shù)K=4，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足：。上述初選的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)為3402HS45AB，查得該型號(hào)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩，可見滿足上述要求。由于步距角是1.8度的，可以通過驅(qū)動(dòng)器細(xì)分。（4）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能校核 最快工進(jìn)速度時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率計(jì)算公式

15、為：式中： 最快工作進(jìn)給速度，=100mm/min代入公式計(jì)算得： 可查得對(duì)應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩>因此滿足要求。 最快空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核此時(shí)電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率：式中： 最快工作進(jìn)給速度， =600mm/min代入公式計(jì)算得： 查表查得對(duì)應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩約等于4.5N*M>因此滿足要求。 最快空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率校核與 =600mm/min對(duì)應(yīng)的，查表可知電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行頻率可達(dá)20000Hz，可見沒有超出上限。 起動(dòng)頻率計(jì)算步進(jìn)電動(dòng)機(jī)克服慣性負(fù)載的起動(dòng)頻率：式中： 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸不帶任何負(fù)載時(shí)的空載起動(dòng)頻率，查表4-5得=1800Hz代入公式計(jì)算得： 上式說明，要想保證步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起

16、動(dòng)時(shí)不失步，任何時(shí)候的起動(dòng)頻率都必須小與1063.3Hz。在采用軟件升降頻時(shí)，起動(dòng)頻率選的更低，通常只有100Hz。綜上所述，本例中工作臺(tái)的進(jìn)給傳動(dòng)選用3402HS45AB步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，完全滿足設(shè)計(jì)要求。5、聯(lián)軸器的選擇滾珠絲杠的軸頭與滾珠絲杠螺母副用聯(lián)軸器聯(lián)接，由于傳遞的轉(zhuǎn)矩小，因此選用小型的聯(lián)軸器。根據(jù)滾珠絲杠的公稱軸徑=25mm和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩=0.9136N.m，故選擇SRJ-55C型號(hào)可撓性聯(lián)軸器。四、微機(jī)數(shù)控硬件電路的設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)書要求，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的硬件電路時(shí)主要考慮以下功能：接受鍵盤數(shù)據(jù)，控制LCD顯示；接受操作面板的開關(guān)與按鈕信號(hào)；接受車床限位開關(guān)信號(hào)；控制Z向

17、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)器；控制系統(tǒng)由微機(jī)部分，鍵盤、顯示器、I/O接口及光電隔離電路，步進(jìn)電機(jī)功率放大電路等幾部分組成。系統(tǒng)的加工程序和控制命令通過鍵盤操作實(shí)現(xiàn)，顯示器采用LCD顯示器?？刂葡到y(tǒng)的原理框圖如下：RAMROMCPUI/O接口外 設(shè)鍵盤、顯示器及其它驅(qū)動(dòng)器步進(jìn)電機(jī)圖4-11、選擇中央處理單元CPU的類型考慮到系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合、控制對(duì)象對(duì)各種參數(shù)的要求，及經(jīng)濟(jì)價(jià)格比等經(jīng)濟(jì)性的要求。因此，在經(jīng)濟(jì)數(shù)控銑床中，推薦使用MCS51系列單片機(jī)作主控制器，故選取89C52單片機(jī)作為主控制器。它結(jié)合了CMOS的高速和高密度技術(shù)及CMOS的低功耗特征，它基于標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，屬于89

18、C51增強(qiáng)型單片機(jī)版本，集成了時(shí)鐘輸出和向上或向下計(jì)數(shù)器等更多的功能，適合于類似馬達(dá)控制等應(yīng)用場(chǎng)合。89C52內(nèi)置8位中央處理單元、256字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、8k片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（ROM）32個(gè)雙向輸入/輸出(I/O)口、3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器和5個(gè)兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩電路。此外，89C52還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結(jié)CPU而RAM定時(shí)器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存RAM數(shù)據(jù)，時(shí)鐘振蕩停止，同時(shí)停止芯片內(nèi)其它功能。所以也不需要擴(kuò)展存儲(chǔ)器。2、選擇LCD顯示器LM016L 液晶模塊采用HD44780控制

19、器。HD44780具有簡(jiǎn)單而功能較強(qiáng)的指令集，可以實(shí)現(xiàn)字符移動(dòng)、閃爍等功能。LM016L 與單片機(jī) MCU（Microcontroller Unit）通訊可采用 8 位或者 4 位并行傳輸兩種方式。HD44780 控制器由兩個(gè) 8 位寄存器、指令寄存器（IR）和數(shù)據(jù)寄存器（DR）、忙標(biāo)志（BF）、顯示數(shù)據(jù) RAM（DDRAM）、字符發(fā)生器 ROM（CGROM）、字符發(fā)生器RAM（CGRAM）、地址計(jì)數(shù)器（AC）。IR 用于寄存指令碼，只能寫入不能讀出；DR 用于寄存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由內(nèi)部操作自動(dòng)寫入DDRAM 和 CGRAM，或者暫存從 DDRAM 和 CGRAM 讀出的數(shù)據(jù)。BF 為 1 時(shí)，液晶

20、模塊處于內(nèi)部處理模式，不響應(yīng)外部操作指令和接受數(shù)據(jù)。DDRAM 用來存儲(chǔ)顯示的字符，能存儲(chǔ) 80 個(gè)字符碼。CGROM 由 8 位字符碼生成 5*7 點(diǎn)陣字符 160 種和5*10 點(diǎn)陣字符 32 種，8 位字符編碼和字符的對(duì)應(yīng)關(guān)。CGRAM 是為用戶編寫特殊字符留用的，它的容量?jī)H 64 字節(jié)?？梢宰远x 8 個(gè) 5*7 點(diǎn)陣字符或者 4 個(gè)5*10 點(diǎn)陣字符。AC 可以存儲(chǔ) DDRAM 和 CGRAM 的地址，如果地址碼隨指令寫入 IR，則 IR 自動(dòng)把地址碼裝入 AC，同時(shí)選擇DDRAM 或者 CGRAM 單元。LM016L 液晶模塊的引腳功能見下圖。LCD 的 數(shù) 據(jù) 端 連 接 到AT

21、89C52 的 P010P017 口上。圖4-23、控制按鍵采用獨(dú)立式鍵盤 ,分別接到 A T89C52 的P2. 3P2. 7 口而實(shí)現(xiàn)。通常按鍵所用的開關(guān)為機(jī)械彈性開關(guān) ,因此機(jī)械觸點(diǎn)斷開、閉合時(shí)均會(huì)有一系列的抖動(dòng)。抖動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短由按鍵的機(jī)械特性決定 ,一般是 510 ms。為了確保 CPU 對(duì)鍵的一次閉合只做一次處理 ,必須去除鍵盤抖動(dòng)。一般多采用軟件消抖。軟件消抖的方法是指 ,檢測(cè)到有按鍵按下時(shí) ,執(zhí)行一個(gè) 10 ms左右(具體時(shí)間可以調(diào)整)的延時(shí)程序產(chǎn)生延時(shí) ,等電壓穩(wěn)定后再讀取按鍵的狀態(tài) ,從而消除抖動(dòng)。4、ULN2802 ULN2803 ULN2804A 8個(gè)NPN達(dá)林頓晶體管，連

22、接在陣列非常適合邏輯接口電平數(shù)字電路（例如TTL，CMOS或PMOS上/ NMOS）和較高的電流/電壓，如電燈，電磁閥，繼電器，打印錘或其他類似的負(fù)載，廣泛的使用范圍：計(jì)算機(jī)，工業(yè)和消費(fèi)應(yīng)用。所有設(shè)備功能由集電極輸出和鉗位二極管瞬態(tài)抑制。 該ULN2803是專為符合標(biāo)準(zhǔn)TTL，而制造ULN2804適合6至15V的高級(jí)別CMOS或PMOS上。該電路為反向輸出型，即輸入低電平電壓，輸出端才能導(dǎo)通工作。ULN2803達(dá)林頓管IC，一般都是 用來驅(qū)動(dòng)功率稍微大一點(diǎn)的被動(dòng)器件的，而驅(qū)動(dòng)的被動(dòng)器件里，有很大一部分是感性的，如繼電器、馬達(dá)、電磁閥等，這些感性器件在關(guān)斷瞬間會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)（自感電壓），

23、低的10多伏，高的幾十伏，甚至幾百伏，這么高的電壓很容易把ULN2803 達(dá)林頓管打壞，甚至打壞電路中的其它元器件，所以需要在感性器件上并聯(lián)一個(gè)二極管，用來續(xù)流（就是把那個(gè)自感高壓放掉），保護(hù)IC和其它器件不受破壞，此續(xù)流二極管正極接2803輸出端(即電感器件的一端），負(fù)極接驅(qū)動(dòng)電源（在2803上是10腳，也就是電感器件的另一端）。2803在內(nèi)部設(shè)計(jì)了二極管以后，用戶在使用的時(shí)候不需要外接二極管，在同時(shí)驅(qū)動(dòng)多路器件的時(shí)候可以節(jié)省PCB空間，節(jié)約成本、方便走線。5、輔助電路1）87C51的時(shí)鐘電路 數(shù)控銑床單片機(jī)的時(shí)鐘電路采用內(nèi)部方式產(chǎn)生。2）復(fù)位電路 單片機(jī)的復(fù)位都靠外部電路實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)通常采

24、用上電復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種，本系統(tǒng)采用前者。3）越界報(bào)警電路為防止工作臺(tái)越界，可分別在極限位置安裝限位開關(guān)。圖3-18為報(bào)警信號(hào)的產(chǎn)生和指示電路。4）掉電保護(hù)電路 避免在掉電的情況下，RAM中的信息丟失，圖121為其工作原理。圖4-3掉電保護(hù)電路.圖4-3五、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)1、主程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件采用模塊化程序設(shè)計(jì) ,系統(tǒng)主程序主要完成的內(nèi)容有:系統(tǒng)參數(shù)初始化、打開中斷、啟動(dòng)電機(jī)等。系統(tǒng)主程序流程圖如圖 3 所示?？梢钥闯?,主程序是一個(gè)死循環(huán) ,在系統(tǒng)上電初始化完畢后 ,系統(tǒng)一直在不斷的執(zhí)行這個(gè)循環(huán)程序。在循環(huán)過程中 ,若產(chǎn)生中斷 ,則程序就轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。圖5-1(1

25、) 首先進(jìn)入啟動(dòng)界面 ,本系統(tǒng)每次啟動(dòng)后將進(jìn)入待機(jī)界面 ,同時(shí)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài) 。(2) 當(dāng)按下啟動(dòng)停止鍵后 ,此時(shí)系統(tǒng)將開始驅(qū)動(dòng)電機(jī) ,電機(jī)將以 0 級(jí)速度 3 r/ min 正轉(zhuǎn) ,如圖 5 所示 ,LCD 的第一行顯示的是系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速級(jí)別 ,第二行顯示轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。其中數(shù)字代表轉(zhuǎn)速值 ,前面的正負(fù)號(hào)代表轉(zhuǎn)向。(3) 每按一次速度加后 ,電機(jī)的速度將提高一個(gè)級(jí)別 ,當(dāng)連續(xù)按下 7 次后 ,電機(jī)將以 6 級(jí)速度30 r/ min正轉(zhuǎn) ,直到 9 級(jí)最高速 120 r/ min。每按一次K4/ 速度減后 ,電機(jī)的速度將降低一個(gè)級(jí)別 ,直到0 級(jí)最低速 3 r/ min。在電機(jī)運(yùn)行的任何時(shí)刻可以按下正反鍵 ,使電機(jī)在正反轉(zhuǎn)動(dòng)之間轉(zhuǎn)換。(4) 在電機(jī)運(yùn)行的任何