機(jī)電一體化畢業(yè)設(shè)計(jì)論文用微機(jī)數(shù)控技術(shù)改造最大加工直徑為毫米普通車(chē)床的橫向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目：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)床的橫向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 院： 南 昌 大 學(xué) 姓 名： 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)電一體化 指導(dǎo)老師： 時(shí) 間： 二0一一年三月摘要隨著科學(xué)技術(shù)和社會(huì)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)產(chǎn)品多樣化的要求日益提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代越來(lái)越快，多品種小批量生產(chǎn)比重加大，零件形狀越來(lái)越復(fù)雜，精度越來(lái)越高，此外，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求產(chǎn)品研制周期越來(lái)越短，傳統(tǒng)的加工設(shè)備和制造手段已經(jīng)難于滿足這種變化，為了解決這些問(wèn)題，數(shù)控機(jī)床就這樣應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)控技術(shù)是集，機(jī)，電，液及計(jì)算機(jī)等各項(xiàng)技術(shù)為一體的綜合技術(shù)，數(shù)控機(jī)床以其精度高，效率高，能適應(yīng)小批量多種復(fù)雜零件加工的特點(diǎn)，在機(jī)械加

2、工中得到日益廣泛的應(yīng)用，在本次設(shè)計(jì)中，就包括了關(guān)于數(shù)控技術(shù)的基本知識(shí)，并且針對(duì)本次設(shè)計(jì)的課題，擬定了一系列的方案，進(jìn)給系統(tǒng)的總體方案，數(shù)控車(chē)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械部分，以及數(shù)控系統(tǒng)的硬件分析和設(shè)計(jì)。關(guān)鍵字：步進(jìn)電機(jī) 數(shù)控設(shè)計(jì)  進(jìn)給系統(tǒng)  滾珠絲杠 單片機(jī)AbstractAlong with science and technology and the development of society, the society for increasing product diversification requirements, product update more

3、 and more quick, many varieties small batch production increased, parts shape proportion of more and more complicated, the accuracy is higher and higher, in addition, the fierce market competition requires shorter product development cycles, the traditional processing equipment and manufacturing tec

4、hnique has been difficult to meet this change, in order to solve these problems, nc machine tools so arises at the historic moment. Numerical control technology is the collection, machine, electricity, liquid and computer etc various technique is a body comprehensive technology, nc machine tools to

5、its high accuracy, high efficiency and can adapt small batch various complex parts processing the features in machining the get increasingly widelyIn this design, including about the basic knowledge of numerical control technology in the design, and the topic, drew up a series of solutions, feeding

6、system, overall scheme of the CNC lathe into give transmission system, and the mechanical parts of the CNC system hardware analysis and design.Key word: Stepping motor The number controls to design    the system of enters    roll the bead in silk microcontroller目錄摘要2Abs

7、tract.2第一章：緒論.41數(shù)控機(jī)床的概念，組成，特點(diǎn).42數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)與現(xiàn)狀.53設(shè)計(jì)的內(nèi)容與方法.5第二章：數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案.6 1：進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的組成和原理.6 2：進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)部件.7 3：進(jìn)給傳動(dòng)伺服系統(tǒng)的選擇.8 4：數(shù)控伺服系統(tǒng)的選擇.9 5：機(jī)械傳動(dòng)方式的選擇.11第三章 機(jī)床橫向進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算.14 2.1 確定系統(tǒng)脈沖量.14 2.2 切削力計(jì)算.152.3進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)計(jì)算 16 2.4 步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型.18第四章 微機(jī)數(shù)控機(jī)床硬件系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì).20 3.1 微機(jī)數(shù)空系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容 . 20 3.2 硬件控制電路設(shè)計(jì).22

8、 3.3 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì).23結(jié)束語(yǔ).27參考文獻(xiàn).28第一章，緒論1數(shù)控機(jī)床的概念，組成，特點(diǎn) 1.1 數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床的簡(jiǎn)稱(chēng)，是指用數(shù)字指令來(lái)控制機(jī)械執(zhí)行預(yù)定的動(dòng)作，通常由硬件電路發(fā)出數(shù)字化信號(hào)，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作數(shù)控折彎?rùn)C(jī)并加工零件。 數(shù)控機(jī)床一般由輸入介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床體組成。 1、輸入介質(zhì)，數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，有時(shí)不需要工人去操作機(jī)床，但它又要自動(dòng)地執(zhí)行人們的想法，因此這就必須要在人和數(shù)控機(jī)床之間建立一定的聯(lián)系，聯(lián)系的物體則稱(chēng)為輸入介質(zhì)(或稱(chēng)程序介質(zhì)、控制介質(zhì)、

9、信息載體)。 2、數(shù)控裝置， 數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的中樞，大多數(shù)的數(shù)控機(jī)床中一般由輸入裝置、存儲(chǔ)器、控制器、運(yùn)算器和輸出裝置組成。數(shù)控裝置是收取信息的，并將其信息代碼加以識(shí)別、儲(chǔ)存、計(jì)算，輸出相應(yīng)的指令脈沖后去驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)，以便控制機(jī)床動(dòng)作。 3、伺服系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)的作用是把來(lái)自數(shù)控裝置的脈沖信息變換成為機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，使工作臺(tái)精確定位精確加工，嚴(yán)格按規(guī)定的軌跡做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最后加工出與圖紙要求符合的的精密零件。 常用的伺服驅(qū)動(dòng)元件有功率步進(jìn)電機(jī)、電液脈沖馬達(dá)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)等。 4、機(jī)床體， 數(shù)控機(jī)床當(dāng)中的機(jī)床，一般在開(kāi)始時(shí)使用的通用機(jī)床，但是在自動(dòng)變速、刀架或是工作臺(tái)要自動(dòng)

10、轉(zhuǎn)位和手柄等方面作些改變。數(shù)控機(jī)床在切削用量大、連續(xù)加工時(shí)會(huì)影響工件精度，并且由于是自動(dòng)控制，當(dāng)加工時(shí)不好控制。因此我們必須設(shè)計(jì)比通用機(jī)床更嚴(yán)格，制造要求更精密。因而在后來(lái)在數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)，采用了許多措施，減小熱變形、提高精度，使得數(shù)控機(jī)床的外部造型、整體一個(gè)布局、伺服傳動(dòng)系統(tǒng)以及在刀具系統(tǒng)等方面都發(fā)生了比較大的變化。1.3數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的比較：a：數(shù)控機(jī)床，操作者可以在較短的時(shí)間內(nèi)掌握操作和加工技能，它加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定，較少依賴(lài)于操作者的操作水平，編制程序花費(fèi)的時(shí)間較多，加工的零件比較復(fù)雜，適合多工序的加工，易于加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化和刀具管理規(guī)范化，數(shù)控機(jī)床還可以長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人

11、操作和加工自動(dòng)化，比且借助計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)控制，生產(chǎn)率高等特點(diǎn)。b:普通機(jī)床:要求操作者有較高的長(zhǎng)期的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)歷，高質(zhì)量，高精度的零件要求操作者具有較高的技能水平，普通機(jī)床適合加工形狀簡(jiǎn)單，單一的工序的產(chǎn)品，加工過(guò)程要求具有直覺(jué)和技巧，操作者以自己的方式完成加工，加工方式多樣化，很難實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)必不可少的，例如材料應(yīng)去除多少，普通機(jī)床很難提高加工的專(zhuān)門(mén)技術(shù)，不利于知識(shí)系統(tǒng)化和普及，生產(chǎn)率比較低，質(zhì)量不穩(wěn)定。1.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)與現(xiàn)狀！數(shù)控機(jī)床以其獨(dú)特卓越的柔性自動(dòng)化的性能、優(yōu)異穩(wěn)定的精度、靈活敏捷多樣化的功能引起廣泛的關(guān)注，它開(kāi)創(chuàng)了機(jī)械產(chǎn)品并向機(jī)電一體化發(fā)展的開(kāi)始，成

12、為先進(jìn)制造技術(shù)當(dāng)中的一門(mén)核心技術(shù)。數(shù)字控制系統(tǒng)技術(shù)的快速發(fā)展為數(shù)控機(jī)床的技術(shù)進(jìn)步提供了條件。目前我國(guó)的數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在：高速、高效，數(shù)控機(jī)床逐漸向高速化方向發(fā)展，它大大的提高加工效率、降低加工生產(chǎn)成本，并且還達(dá)到了提高零件的表面質(zhì)量及其加工精度。高速化的加工技術(shù)對(duì)一些企業(yè)制造業(yè)提供了更高效，優(yōu)質(zhì)，成本低生產(chǎn)比較廣泛適用性。 而且目前在一些發(fā)達(dá)的國(guó)家數(shù)控機(jī)床的高速運(yùn)行，其高速主軸單元，電主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)15000 100000r/min，快移速度在60120m/min范圍之內(nèi)，切削進(jìn)給速度高達(dá)60m/min、一系列高性能控制伺服系統(tǒng)以及數(shù)控工具系統(tǒng)都有新的突破，數(shù)控機(jī)床發(fā)展到了更高的水平

13、?，F(xiàn)在的數(shù)控機(jī)床比以前的普通車(chē)床加工的零件更加的精密，精密加工技術(shù)有了相當(dāng)大的提高，加工精度已從原來(lái)的絲級(jí)(0.01mm)提升到目前的微米級(jí)(0.001mm)，甚至有些品種已達(dá)到0.05m左右。超精密數(shù)控機(jī)床的微細(xì)切削和磨削加工，精度可穩(wěn)定達(dá)到0.05m左右，形狀精度可達(dá)0.01m左右。通過(guò)機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、機(jī)床零部件的超精加工和精密裝配、采用高精度的全閉環(huán)控制及溫度、振動(dòng)等動(dòng)態(tài)誤差補(bǔ)償技術(shù)，提高機(jī)床加工的幾何精度，降低形位誤差、表面粗糙度等，從而進(jìn)入亞微米、納米級(jí)超精加工時(shí)代，智能化，數(shù)控機(jī)床的智能化現(xiàn)在又有了新的突破，在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了充分的體現(xiàn)。比如說(shuō)：自動(dòng)調(diào)整干涉防碰撞功能、高精

14、度加工零件智能化參數(shù)選用功能、加工過(guò)程自動(dòng)消除機(jī)床震動(dòng)等功能進(jìn)入了實(shí)用化階段等等，數(shù)控機(jī)床的智能化提升了機(jī)床的功能及其品質(zhì)，現(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床在還有較高的可靠性，而且復(fù)合化，多軸化，網(wǎng)絡(luò)化等方面都得到了大大的提高。我國(guó)的數(shù)控機(jī)床相比于前幾年有了很大的提高，尤其是在以上的幾個(gè)方面內(nèi)，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還是有一定的差距，還沒(méi)有與國(guó)際上的接軌，這也只能在日后加工中不斷的完善！1.3設(shè)計(jì)的內(nèi)容與方法 用微機(jī)數(shù)控技術(shù)改造加工零件時(shí)，數(shù)控改造必須首先擬定總體方案，繪制系統(tǒng)總統(tǒng)框圖，才能覺(jué)得各種設(shè)計(jì)參數(shù)和結(jié)構(gòu)，然后選擇數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的選擇，其進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的組成和原理，分析伺服系統(tǒng)的選擇，怎樣達(dá)到控制要求，合

15、理的選擇機(jī)械傳動(dòng)方式，數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)的進(jìn)給伺服系統(tǒng)既可以采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)也可以用直流或交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。數(shù)控車(chē)床進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械部分的計(jì)算，例如，脈沖當(dāng)量，切削力和滾珠，絲桿削等等一些物理量的計(jì)算，還有應(yīng)該對(duì)車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)的硬件分析和設(shè)計(jì)，比如說(shuō)：數(shù)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)及其一些擴(kuò)展，存儲(chǔ)和通信的設(shè)計(jì)，比且還要加以計(jì)算，必要時(shí)要繪圖分析，數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給分為橫向進(jìn)給和縱向進(jìn)給，本次設(shè)計(jì)為橫向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)以上的一些內(nèi)容完成本次設(shè)計(jì)課題用微機(jī)數(shù)控技術(shù)改造最大加工直徑為400mm普通車(chē)床的橫向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)！第二章：數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案1. 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的組成和原理數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的作用：

16、數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)是負(fù)責(zé)接受數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)發(fā)出的脈沖指令，并經(jīng)放大和轉(zhuǎn)換之后驅(qū)動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件來(lái)達(dá)到預(yù)期的運(yùn)動(dòng)。為保證數(shù)控機(jī)床加工精度，所以必須要求進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)有比較高的傳動(dòng)精度、高的靈敏度，工作穩(wěn)定、有高的構(gòu)件剛度及使用壽命、小的摩擦及運(yùn)動(dòng)慣量，并能清除傳動(dòng)間隙。進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)一般有四種：1步進(jìn)伺服電機(jī)伺服進(jìn)給系統(tǒng)2直流伺服電機(jī)伺服進(jìn)給系統(tǒng) 3交流伺服電機(jī)伺服進(jìn)給系統(tǒng)4 直線電機(jī)伺服進(jìn)給系統(tǒng)伺服進(jìn)給系統(tǒng)的主要組成部分當(dāng)中就包括進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，它主要由四大機(jī)構(gòu)組成，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、執(zhí)行件組成，由于數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由數(shù)字信號(hào)控制的直接對(duì)象，被加工的零件的一些參數(shù)都是由

17、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制的！工作原理是數(shù)控裝置內(nèi)的計(jì)算機(jī)對(duì)以數(shù)字和字符編碼方式所記錄的信息進(jìn)行一系列處理后，向機(jī)床進(jìn)給等執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出命令，執(zhí)行機(jī)構(gòu)則按其命令對(duì)加工所需各種動(dòng)作，如刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡、位移量和速度等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，從而完成工件的加工。2：進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)部件 對(duì)于數(shù)控機(jī)床加工零件，就必須要求其零部件有較好的性能，比如說(shuō)部件的剛度，運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦，傳動(dòng)間隙，等等。一般的數(shù)控進(jìn)給系統(tǒng)主要部件有：1、滾珠絲杠螺母副 ，數(shù)控加工時(shí)，需將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動(dòng)，故采用絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)。2、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，每一臺(tái)數(shù)控機(jī)床都有其工藝范圍，為了擴(kuò)大數(shù)控機(jī)床的工藝范圍，數(shù)控機(jī)床除了沿X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸作直線進(jìn)

18、給外,往往還需要有繞Y或Z軸的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。數(shù)控機(jī)床的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一般由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于加工中心,回轉(zhuǎn)工作臺(tái)已成為一個(gè)不可缺少的部件。 數(shù)控機(jī)床中常用的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)有分度工作臺(tái)和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。    （1）分度工作臺(tái)     分度工作臺(tái)只能完成分度運(yùn)動(dòng),不能實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給，它是按照數(shù)控系統(tǒng)的指令，在需要分度時(shí)將工作臺(tái)連同工件回轉(zhuǎn)一定的角度。分度時(shí)也可以采用手動(dòng)分度。分度工作臺(tái)一般只能回轉(zhuǎn)規(guī)定的角度(如90、60和45度等)。    （2）數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)     數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)外觀上與分度工作

19、臺(tái)相似，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功用大不相同。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的主要作用是根據(jù)數(shù)控裝置發(fā)出的指令脈沖信號(hào)，完成圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行各種圓弧加工或曲面加工，它也可以進(jìn)行分度工作。  3、導(dǎo)軌，導(dǎo)軌是進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，是機(jī)床基本結(jié)構(gòu)的要素之一，它在很大程度上決定數(shù)控機(jī)床的剛度、精度與精度保持性。目前，數(shù)控機(jī)床上的導(dǎo)軌形式主要有滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和液體靜壓導(dǎo)軌等。安全防護(hù)，改造效果必須以安全為前提。在機(jī)床改造中要根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施，切不可忽視。滾珠絲杠副是精密元件，工作時(shí)要嚴(yán)防灰塵特別是切屑及硬砂粒進(jìn)入滾道。在縱向絲杠上也可加整體鐵板防護(hù)罩。大拖板與滑動(dòng)導(dǎo)軌接觸的兩端面要密封好，絕對(duì)防止硬質(zhì)

20、顆粒狀的異物進(jìn)入滑動(dòng)面損傷導(dǎo)軌3：進(jìn)給傳動(dòng)伺服系統(tǒng)的選擇一般數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)可分為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，半閉環(huán)控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)的作用是將機(jī)械運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，電動(dòng)機(jī)作為控制對(duì)象，將數(shù)控控制器為核心，利用電力電子功率變換裝置為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在自動(dòng)控制理論的指導(dǎo)下組成的電氣傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)。這類(lèi)系統(tǒng)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)要求。具體在數(shù)控機(jī)床中，伺服系統(tǒng)接收數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的位移、速度指令，經(jīng)變換、放調(diào)與整大后，由電動(dòng)機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)床坐標(biāo)軸、主軸等，帶動(dòng)工作臺(tái)及刀架，通過(guò)軸的聯(lián)動(dòng)使刀具相對(duì)工件產(chǎn)生各種復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，從而加工出用戶(hù)所要求的復(fù)雜形狀的工件。伺服系

21、統(tǒng)可分為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，半閉環(huán)控制系統(tǒng)。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)中，沒(méi)有檢測(cè)反饋裝置，數(shù)控裝置發(fā)出的信號(hào)的流程是單向的，也正是由于信號(hào)的單向流程，它對(duì)機(jī)床移動(dòng)部件的實(shí)際位置不做檢測(cè)，所以機(jī)床加工精度要求不太高，其精度主要取決于伺服系統(tǒng)的性能。開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)主要是由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。這類(lèi)機(jī)床工作比較穩(wěn)定，反映迅速，調(diào)試和維修比較簡(jiǎn)單。目前經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床普通采用開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)。半閉環(huán)控制系統(tǒng)中，對(duì)工作臺(tái)的實(shí)際位置不進(jìn)行檢查測(cè)量，而是通過(guò)與伺服電機(jī)有聯(lián)系的測(cè)量元件，如測(cè)速發(fā)電機(jī)或光電編碼盤(pán)等間接測(cè)出伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)角，推算出工作臺(tái)的實(shí)際位置量，用此值與指令植進(jìn)行比較，用差值來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。這種控制方式介于開(kāi)環(huán)與閉環(huán)之間，精度沒(méi)有

22、閉環(huán)高，調(diào)試卻比比環(huán)方便。閉環(huán)控制系統(tǒng)有機(jī)床移動(dòng)部件上的檢測(cè)反饋裝置，在加工時(shí)刻檢測(cè)機(jī)床移動(dòng)部件的位置，使之和數(shù)控裝置所要求的位置想符合，以期達(dá)到很高的加工精度。閉環(huán)系統(tǒng)多采用直流伺服電機(jī)或交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。這類(lèi)機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)是精度高，速度快，但是調(diào)試個(gè)維修比較復(fù)雜，其關(guān)鍵是系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所以在設(shè)計(jì)是必須對(duì)穩(wěn)定性給予足夠的重視。 4：數(shù)控伺服系統(tǒng)的選擇數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)數(shù)控機(jī)床對(duì)數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求（1）輸出位置精度要高靜態(tài)：要求定位精度高 / 重復(fù)定位精度高，即 定位誤差要小 / 重復(fù)定位誤差要小。保證尺寸精度。動(dòng)態(tài)：要求跟隨精度高，即跟隨誤差要小，以保證輪廓精度，另外，要求靈敏度高，有足夠高的分

23、辯率2.響應(yīng)速度快且無(wú)超調(diào)： 對(duì)伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的要求反映了系統(tǒng)對(duì)插補(bǔ)指令的跟蹤精度；為了保證輪廓切削形狀精度和低表面粗糙度，要求響應(yīng)速度快。即在無(wú)超調(diào)或超調(diào)很小的前提下，執(zhí)行部件的運(yùn)動(dòng)速度的建立時(shí)間 tp 應(yīng)盡可能短。通常要求從 0Fmax（Fmax0 ) , 其時(shí)間應(yīng)小200ms，且不能有超調(diào)或超調(diào)很小，否則對(duì)機(jī)械部件不利，有害于加工質(zhì)量。3) 良好的穩(wěn)定性伺服系統(tǒng)在給定輸入和外界干擾下，能在短暫的調(diào)節(jié)過(guò)程后，恢復(fù)到原有的平衡狀態(tài)或達(dá)到新的平衡狀態(tài)，即有較強(qiáng)的抗干擾能力。穩(wěn)定性是保證數(shù)控機(jī)床正常工作的條件，直接影響數(shù)控加工的精度和表面粗糙度。在系統(tǒng)負(fù)載范圍內(nèi)，負(fù)載特性要硬當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，輸出

24、速度應(yīng)基本不變。即F盡可能??；當(dāng)負(fù)載突變時(shí)，要求速度的恢復(fù)時(shí)間短且無(wú)振蕩。即t盡可能短；這要求伺服系統(tǒng)有良好的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)剛度。 4）低速大扭矩：數(shù)控加工的特點(diǎn)是在低速時(shí)切削深度和進(jìn)給量較大。系統(tǒng)的可靠性高，維護(hù)使用方便，成本低。綜上所述：1， 對(duì)伺服系統(tǒng)的要求包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性?xún)煞矫妫?， 對(duì)高精度的數(shù)控機(jī)床，對(duì)其動(dòng)態(tài)性能的要求更嚴(yán)。5：機(jī)械傳動(dòng)方式的選擇機(jī)械傳動(dòng)，包括螺旋傳動(dòng)、摩擦輪傳動(dòng)，帶、鏈傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)，多點(diǎn)嚙合柔性傳動(dòng)。皮帶傳動(dòng)能夠生產(chǎn)連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將力從一個(gè)傳動(dòng)輪傳導(dǎo)到另外一個(gè)上面。早在公元前一世紀(jì)，中國(guó)就出現(xiàn)了皮帶傳動(dòng)。公元前15年歷史典籍中就有關(guān)于皮帶傳送的記載。皮帶傳送的最

25、早出現(xiàn)和中國(guó)絲綢業(yè)的發(fā)展有著密切的關(guān)系。 皮帶傳動(dòng)對(duì)紡車(chē)的最終發(fā)明起著極為重要的作用。其后出現(xiàn)的鏈條傳動(dòng)是在皮帶傳動(dòng)的基礎(chǔ)上出現(xiàn)的另一改進(jìn)。皮帶傳動(dòng)技術(shù)隨著紡車(chē)一同傳入了歐洲，其后推動(dòng)了眾多相關(guān)的發(fā)明。皮帶傳動(dòng)是將A傳動(dòng)輪轉(zhuǎn)到B傳動(dòng)輪，也是現(xiàn)代傳動(dòng)技術(shù)的前身。齒輪傳動(dòng)。其實(shí)在我國(guó)古代早就都使用了相當(dāng)復(fù)雜的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。古代這些齒輪只用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)，其強(qiáng)度要求不高。在生產(chǎn)上所采用的齒輪，要傳遞較大的動(dòng)力，受力一般較大，強(qiáng)度要求較高。古代在利用水力和風(fēng)力進(jìn)行提水、糧食加工等工作時(shí)，都要應(yīng)用此類(lèi)齒輪，比如在翻車(chē)上，須應(yīng)用一級(jí)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以改變運(yùn)動(dòng)的方位和傳遞，適應(yīng)翻車(chē)的工作要求。商代的馬具上已有青銅

26、鏈條，其他青銅器和玉器上也有用鏈條作為裝飾的，自行車(chē)也就是使用了它在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中還有一個(gè)螺旋傳動(dòng)，其特點(diǎn)是傳動(dòng)精度高，而且工作比較平穩(wěn)無(wú)雜音，容易自鎖，而且傳動(dòng)較大的動(dòng)力等特點(diǎn)，螺旋傳動(dòng)用的螺旋分為傳力螺旋、傳導(dǎo)螺旋和調(diào)整螺旋，這是按照特點(diǎn)分的。按螺紋間摩擦性質(zhì)，螺旋傳動(dòng)可分為滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)和滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)。傳力螺旋:以傳遞動(dòng)力為主,它用較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力,一般為間歇工作,工作速度不高，而且通常要求自鎖，例如螺旋千斤頂上的螺旋。傳導(dǎo)螺旋：以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，常要求具有高的運(yùn)動(dòng)精度，一般在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)連續(xù)工作，工作速度也較高，如機(jī)床的進(jìn)給螺旋。調(diào)整螺旋：用于調(diào)整并固定零件或部件之間的相對(duì)位置，

27、一般不經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)，要求自鎖，有時(shí)也要求很高精度，如機(jī)器和精密儀表微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺旋。按螺紋間摩擦性質(zhì)，螺旋傳動(dòng)可分為滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)和滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)。滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)又可分為普通滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)和靜壓螺旋傳動(dòng)。第三章 機(jī)床橫向進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 確定系統(tǒng)脈沖量 相對(duì)于每一脈沖信號(hào)的機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的位移量稱(chēng)為脈沖當(dāng)量，又稱(chēng)作最小設(shè)定單位。 脈沖增量插補(bǔ)是行程標(biāo)量插補(bǔ)，每次插補(bǔ)結(jié)束產(chǎn)生一個(gè)行程增量，以脈沖的方式輸出。這種插補(bǔ)算法主要應(yīng)用在開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中，在插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程中不斷向各坐標(biāo)軸發(fā)出互相協(xié)調(diào)的進(jìn)給脈沖，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。一個(gè)脈沖所產(chǎn)生的坐標(biāo)軸移動(dòng)量叫做脈沖當(dāng)量。脈沖當(dāng)量是脈沖分配的基本單位，按機(jī)床設(shè)計(jì)的加工

28、精度選定，普通精度的機(jī)床一般取脈沖當(dāng)量為：0.01mm，較精密的機(jī)床取1 或0.5 。采用脈沖增量插補(bǔ)算法的數(shù)控系統(tǒng)，其坐標(biāo)軸進(jìn)給速度主要受插補(bǔ)程序運(yùn)行時(shí)間的限制，一般為13m/min。脈沖增量插補(bǔ)主要有逐點(diǎn)比較法、數(shù)據(jù)積分插補(bǔ)法等。脈沖當(dāng)量影響數(shù)控機(jī)床的加工精度，它的值取得越小，加工精度越高！脈沖當(dāng)量是衡量數(shù)控機(jī)床加工精度的一個(gè)技術(shù)參數(shù)。就普通經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床常采用的脈沖當(dāng)量是0.010.005mm/step。主要的技術(shù)參數(shù)最大加工直徑（mm） 在床身上：400 在床鞍上：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：縱向：1.6

29、 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 縱向：0.01 橫向：0.005定位精度（mm）0.02主機(jī)功率：（kw） 4.0起動(dòng)加速時(shí)間（ms）： 30已知條件：工作臺(tái)重（根據(jù)圖紙粗略計(jì)算） W=30kgf=300N時(shí)間常數(shù) T=25ms滾珠絲杠基本導(dǎo)程 L=4mm左旋行程 S=230mm脈沖當(dāng)量 =0.005mm/step步距角 =0.75 °/step快速進(jìn)給速度 max=1mm/min2 切削力計(jì)算 切削力，是指在切屑過(guò)程中產(chǎn)生的作用在工件和刀具上的大小相等、方向相反的切削力。通俗的講：在切削加工時(shí)，工件材料抵抗刀具切削時(shí)產(chǎn)生的阻力，切削力有三個(gè)

30、垂直的分力：切削力， 背向力、進(jìn)給力。A.切削力計(jì)算 橫向進(jìn)給量為縱向的1/21/3,取1/2,則切削力約為縱向的1/2 F=(1/2)×152.76=76.38kgf=763.8N 在切斷工件時(shí)：F=0.5F=0.50×76.38=38.19kgf=381.9N B.滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算a.強(qiáng)度計(jì)算對(duì)于燕尾型導(dǎo)軌：P=KFy+f(Fz+W) 取K=1.4 f=0.2則 P=1.4×38.19+0.2×（76.38+30） =74.74kgf=747.4N 壽命值 L=13.5 最大動(dòng)負(fù)載 Q=×1.2×1×74.74=213.

31、55kgf=2135.5N 3進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)計(jì)算 在機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中要涉及到許多的計(jì)算，比如：效率計(jì)算，.穩(wěn)定性驗(yàn)算，剛度驗(yàn)算，下面就針對(duì)各部分作具體分析：A.滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算a.強(qiáng)度計(jì)算對(duì)于燕尾型導(dǎo)軌：P=KFy+f(Fz+W) 取K=1.4 f=0.2則 P=1.4×38.19+0.2×（76.38+30） =74.74kgf=747.4N 壽命值 L =13.5 最大動(dòng)負(fù)載 Q=×1.2×1×74.74=213.55kgf=2135.5N （3-6）根據(jù)最大動(dòng)負(fù)荷Q的值，可選擇滾珠絲杠的型號(hào)。型號(hào)為WL2004-2.5X1B左，其

32、額定動(dòng)負(fù)荷為6100N，所以強(qiáng)度足夠用。b.效率計(jì)算螺旋升角=3°39，摩擦角=10則傳動(dòng)效率 =0.956 c.剛度驗(yàn)算滾珠絲杠受工作負(fù)載P引起的導(dǎo)程的變化量L=5.96×10-6cm （3-8）滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量L2很小，可忽略，即：L=L。所以，導(dǎo)程變形總誤差為=L=×5.96×10-6=14.9m/m 知E級(jí)精度絲杠允許的螺距誤差1m長(zhǎng)為15m/m，故剛度足夠。d.穩(wěn)定性驗(yàn)算由于選用滾珠絲杠的直徑與原絲杠直徑相同，而支承方式由原來(lái)的一端固定、一端懸空，變?yōu)橐欢斯潭?，一端徑向支承，所以穩(wěn)定性增強(qiáng)，故不用驗(yàn)算。C.齒輪及轉(zhuǎn)矩有關(guān)計(jì)算a.有

33、關(guān)齒輪計(jì)算傳動(dòng)比 故取 Z=18 Z=30 m=2mm b=20mm =20°d=36mm d=60mm d=40mm d=64mma=48mmb.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算工作臺(tái)質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JI=（）2W=（）2×30×0.01=0.0439kgfcm2（3-11）絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JS=7.8×10-4×24×50=0.624kgfcm2 齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=7.8×10-4×3.64×2=0.262kgfcm2 J=7.8×10-4×64×2=2.022kgfcm2 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)

34、慣量很小可忽略，因此，總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J= =1.258kgfcm2 （3-15）c所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算 n=41607r/min M=Nm=2.23kgfcm m=0.1775kgfcm 所以，快速空載啟動(dòng)所需轉(zhuǎn)矩，切削時(shí)所需力矩：從以上計(jì)算可知：最大轉(zhuǎn)矩發(fā)生在快速啟動(dòng)時(shí)， =2.633kgfcm=26.33Ncm第四章 微機(jī)數(shù)控機(jī)床硬件系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì) .4.1 微機(jī)數(shù)空系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容 微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)都是有硬件和軟件部分的，在我們分析微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)容中就必須包括這兩大塊，硬件，軟件。硬件是數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，沒(méi)有硬件就不能正常的工作，其性能的好壞能直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的正常工作，安裝了硬件之后就可以安裝軟

35、件，機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)硬件電路由CPU、總線、存儲(chǔ)器以及I/O接口四部分組成。CPU是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它是運(yùn)算和處理各個(gè)部分的數(shù)據(jù)和控制，存儲(chǔ)器是存放軟件的數(shù)據(jù)等作用，總線及I/O是與外界連接的，總線是其它們的紐帶，I/O是連接軟件和硬件的橋梁。在分析微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)時(shí)我們就必須選好微型計(jì)算機(jī)，確定微機(jī)機(jī)型就是選擇CPU。單片機(jī)價(jià)格低、可靠性較高，適用于控制，選擇單片機(jī)做控制器比較合適。微機(jī)采用MCS-51系列單片機(jī)。51系列有三種型號(hào)：8031是無(wú)ROM的8051；8751是用EPROM代替ROM的80C51。目前， 80C51單片機(jī)成為當(dāng)前8位單片機(jī)的典型代表。本設(shè)計(jì)就采用8051單片機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng)

36、的中央處理機(jī)。80C51單片機(jī)的組成，：1中央處理器（CPU2)， 2內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（內(nèi)部RAM），3) 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（內(nèi)部ROM），4) 定時(shí)/計(jì)數(shù)器，5) 并行I/O，6) 串行口7) 中斷控制系統(tǒng)，8) 時(shí)鐘電路MCS-51是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片，引腳擺列如上圖所示，Vcc（40腳）：電源端，為5V。Vss（20腳）：接地端。時(shí)鐘電路引腳XLAL2(18腳)：接外部晶體和微調(diào)電容的一端。時(shí)鐘電路引腳XLAL1(19腳)：接外部晶體的微調(diào)電容的另一端。在片內(nèi)它是振蕩電路方相放大器的輸入端。在采用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳必須接地。RST(9腳)：RST是復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效

37、。RST引腳的第二功能是VPD,即備用電源的輸入端。當(dāng)主電源Vcc發(fā)生故障降低到低電平規(guī)定值時(shí)，將5V電源自動(dòng)接入RST端，為RAM提供備用電源，以保證存儲(chǔ)在RAM中的信息不丟失，以使電源正常后能繼續(xù)正常運(yùn)行。ALE（30腳）：地址鎖存允許信號(hào)端 PSCN（29腳）：程序存儲(chǔ)器允許輸出信號(hào)端。EA（31腳）：外部程序存儲(chǔ)器地址允許輸入端。    P0口（3932腳）：P0口是一個(gè)漏極開(kāi)路的8位準(zhǔn)雙向I/O端口。P1口（1腳8腳）：P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O端口。   P2口（21腳28腳）：P2口是一個(gè)帶內(nèi)部上接電阻

38、的8位準(zhǔn)雙向I/O端口。   P3口（21腳28腳）：P3口是一個(gè)帶內(nèi)部上接電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O端口。   4.2 硬件控制電路設(shè)計(jì) 數(shù)控機(jī)床的動(dòng)作是由軟件可以控制的，單片機(jī)數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)內(nèi)容 ，單片機(jī)數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)要繪制數(shù)控系統(tǒng)電氣控制的結(jié)構(gòu)框圖 ，根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案及機(jī)械結(jié)構(gòu)的控制要求，確定出硬件電路的總體設(shè)計(jì)方案， 通常數(shù)控機(jī)床硬件電路有五大部分：主控制器，即中央處理單元CPU； 總線，包括數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線；存儲(chǔ)器，包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；接口，即I/O輸入輸出接口電路； 外圍設(shè)備，如鍵盤(pán)、顯示器及光電輸入機(jī)等。2.在數(shù)控

39、系統(tǒng)中對(duì)選擇中央處理單元CPU的類(lèi)型比較重要， 在微機(jī)應(yīng)用數(shù)控系統(tǒng)中，選擇CPU時(shí)應(yīng)考慮幾點(diǎn)要求： 第一：，控制數(shù)據(jù)處理的速度的因素：時(shí)鐘頻率和字長(zhǎng)； 第二：可擴(kuò)展存儲(chǔ)器（包括ROM 和RAM）的容量； 第三：基本指令系統(tǒng)功能，影響編程靈活性； 第四： I/O地址接口擴(kuò)展的能力，及對(duì)外接設(shè)備控制的能力； 第五：軟件和硬件的開(kāi)發(fā)除此之外，還應(yīng)該考慮下綜合因素等！ 本設(shè)計(jì)考慮到目前在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床中采用MCS-51 系列單片機(jī)作為主控制器 4.3存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì) 存儲(chǔ)器是單片機(jī)系統(tǒng)中使用最多的外擴(kuò)芯片，對(duì)MCS-51單片機(jī)而言，由于程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間在物理空間的上的各自獨(dú)立性，使得兩者的

40、擴(kuò)展方法略有不同。存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)應(yīng)該包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。.地址鎖存器的選擇由于8031芯片沒(méi)有對(duì)外專(zhuān)用的地址總線和數(shù)據(jù)總線,那么在進(jìn)行對(duì)外擴(kuò)展存儲(chǔ)器或I/O接口時(shí),首先需要擴(kuò)展對(duì)外總線。通過(guò)8031引腳ALE可實(shí)現(xiàn)對(duì)外總線擴(kuò)展。在ALE為有效高電平期間, P0 口上輸出A7A0,因而只需在CPU片外擴(kuò)展一片地址鎖存器,用ALE的有效高電平邊沿作鎖存信號(hào),即可將P0口上的地址信息鎖存,直到ALE再次有效。在ALE無(wú)效期間P0口傳送數(shù)據(jù),即作數(shù)據(jù)總線口。這樣就可將P0口的地址線和數(shù)據(jù)線分開(kāi)。 現(xiàn)選擇74LS373 作單片機(jī)地址鎖存器芯片。74LS373是一個(gè)8位的D型鎖存器,具有

41、三態(tài)總線驅(qū)動(dòng)輸出功能,當(dāng)三態(tài)門(mén)的使能信號(hào)線E為低電平時(shí),三態(tài)門(mén)處于導(dǎo)通狀態(tài),允許Q端輸出；當(dāng)E端為高電平時(shí),輸出三態(tài)門(mén)斷開(kāi),輸出端對(duì)外電路呈高阻狀態(tài)。因此,應(yīng)使三態(tài)門(mén)的使能信號(hào)端E為低電平,這時(shí),當(dāng)G輸入端為高電平時(shí),鎖存器輸出端(1Q8Q)狀態(tài)和輸入端(1D8D)狀態(tài)相同；當(dāng)G端從高電平返回到低電平時(shí),輸入端(1D8D)的數(shù)據(jù)鎖入（1Q8Q）中。74LS373的鎖存控制端G與單片機(jī)的鎖存控制信號(hào)端ALE相連,在ALE下降沿進(jìn)行地址鎖存。使能信號(hào)端OE接地。其管腳分布如圖所示。2.外部程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)用作程序存儲(chǔ)器的器件是EPROM (紫外線擦除電可編程只讀存儲(chǔ)器) 和EE

42、P2ROM (電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器) ,常用EPROM。在這里使用EPROM芯片,掉電后信息不會(huì)丟失。EPROM芯片有2716 ( 2K ×8 位) 、2732 ( 4K ×8 位) 、764 (8K ×8位) 、27128 (16K ×8 位) 、27256 31K ×8位) 、27512 (64K ×8位)等,為了減少芯片組合數(shù)量,簡(jiǎn)化擴(kuò)展電路結(jié)構(gòu),擴(kuò)展16KB的PROM只需選用一片27128,但是,選用27128的擴(kuò)展電路需要用到8031的P215引腳,這樣的話, 8031的引腳就不夠與3 - 8譯碼器相連,因此,擴(kuò)展兩片76

43、4芯片。 2764EPROM為28腳雙列直插式封裝（如圖所示）, A0 A12為13根地址線,可尋址8KB；D07為數(shù)據(jù)輸出線；CE為片選線；OE為數(shù)據(jù)輸出選通線；PGM是編程脈沖輸入端；Vss是編程電源；Vcc是主電源。 圖為8031擴(kuò)展2764的連接圖,以擴(kuò)展一片為例。從圖中看出,接口時(shí)主要將764的地址線、數(shù)據(jù)線和控制線與8031的三總線對(duì)應(yīng)相連。2764的容量為8KB,有A012共13條地址線,其中A0A7接地址鎖存器的輸出,A8A12接8031的P2.0P2.4；764的8條數(shù)據(jù)線D0D7直接連接到8031的P0.0P0.7； 2764的輸出允許OE接8031的讀選通控制線PSEN。

44、如果是擴(kuò)展單片EPROM,其片選CE可接地,這里要擴(kuò)展兩片764,所以選用譯碼法進(jìn)行擴(kuò)展電路,即將片選端接到譯碼器的譯碼輸出端。這里選用74LS138譯碼器,它具有A、B、C三個(gè)譯碼輸入端,可組合成8種輸入狀態(tài)； Y0Y7 為八個(gè)譯碼輸出端,每個(gè)輸入端分別對(duì)應(yīng)8種輸入狀態(tài)中的一種。它還有三個(gè)譯碼輸出允許控制端E3、E2、E1,當(dāng)且僅當(dāng)譯碼輸出允許端E2、E1為低電平, E3為高電平時(shí), 譯碼輸出端 Y0Y7 中有且僅有一個(gè)輸出低電平,至于哪個(gè)譯碼輸出端輸出低電平,則由譯碼輸入端ABC編碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制決定。這里將片選端接譯碼器的Y0和Y1；A、B、C三個(gè)輸入端分別接到8031的P2.7、P2.6

45、、P2.5。輸出端接到存儲(chǔ)器的片選端。E2、E1端接地, E3端通過(guò)一個(gè)2K的電阻接到+ 5V的電源上。這樣,就能保證E2、E1端為低電平, E3端為高電平。又由于8031運(yùn)行所需的程序指令來(lái)自2764,要把其EA端接地,否則, 8031將不會(huì)運(yùn)行。8031擴(kuò)展2764的連接圖外部I/O接口電路的擴(kuò)展因?yàn)?031單片機(jī)本身提供的輸入、輸出口線只有P1口和部分P3口線,所以要對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行I/O口擴(kuò)展。 擴(kuò)展I/O口所用芯片主要有通用可編程I/O口芯片及TTL或CMOS鎖存器、緩沖器電路兩大類(lèi)。 I/O口擴(kuò)展方式主要有并行總線擴(kuò)展法和串行口擴(kuò)展法。這里選用可編程I/O口芯片,可編程接口是指其功能可由計(jì)算機(jī)的指令來(lái)改變的接口芯片。可編程接口通過(guò)編制程序,可使一個(gè)接口芯片執(zhí)行多種不同的接口功能,使用十分靈活。用它來(lái)連接計(jì)算機(jī)和外設(shè)時(shí),不需要或只需要很少的外加硬件。在8031單片機(jī)中常用的兩種接口芯片:8255和8155可編程通用并行接口。8255具有3個(gè)8位的并行I/O口,具有三種工作方式,可通過(guò)編程改變其功能,使用方便,通用性強(qiáng)。8155芯片內(nèi)包含有256字節(jié)RAM, 2個(gè)8位和1個(gè)6位的可編程并行I/O口, 1個(gè)14位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。