小型數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱升降和制動(dòng)裝置設(shè)計(jì)說明

1、 PAGE26 / NUMPAGES29課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書課程名稱：專業(yè)綜合設(shè)計(jì)2 _ 學(xué)院： 機(jī)械學(xué)院 班級(jí)： 機(jī)電07-4 一、題目小型數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱升降和制動(dòng)裝置設(shè)計(jì)二、目的與意義專業(yè)綜合設(shè)計(jì)2課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造與其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)之一，是機(jī)械類高年級(jí)學(xué)生綜合應(yīng)用基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)課等知識(shí)體系，將機(jī)械、驅(qū)動(dòng)、傳感與計(jì)算機(jī)控制有機(jī)地集成融合在一起，獨(dú)立設(shè)計(jì)一種具有特定功能的機(jī)電裝備。通過本次課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)機(jī)電裝備設(shè)計(jì)課程的知識(shí)，對(duì)典型機(jī)電裝備的工作原理、組成要素與核心技術(shù)問題的分析能力；培養(yǎng)學(xué)生用機(jī)電裝備設(shè)計(jì)的知識(shí)與相關(guān)知識(shí)體系，掌握如何將機(jī)

2、械和電氣驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制融合在一起，如何構(gòu)成一種性能優(yōu)良、工作可靠與結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的機(jī)電裝備的一般設(shè)計(jì)方法和規(guī)律，提高設(shè)計(jì)能力；通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，熟悉設(shè)計(jì)過程，學(xué)會(huì)正確使用資料、正確使用圖書特別是電子圖書資源、網(wǎng)絡(luò)資源，查閱技術(shù)文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)計(jì)算、分析設(shè)計(jì)結(jié)果與繪制機(jī)械、電氣圖樣，在機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用上得到訓(xùn)練；通過課程設(shè)計(jì)的全過程，為學(xué)生提供一個(gè)較為充分的設(shè)計(jì)空間，使其在鞏同所學(xué)知識(shí)的同時(shí)，強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)，在設(shè)計(jì)實(shí)踐中深刻領(lǐng)會(huì)機(jī)電裝備設(shè)計(jì)的涵。三、要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計(jì)要求、圖紙量、工作量要求等）技術(shù)參數(shù)1、主軸箱垂直提升行程：400； 2、主軸箱尺寸：長(zhǎng)寬高400300200； 3

3、、主軸箱總重： 800N； 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：0.2m/min；交流伺服電機(jī)運(yùn)行方式：空載：8m/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向400N；Y向600N；Z向1000N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

4、有斷電鎖緊功能。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)格按照工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）說明書書寫規(guī)認(rèn)真撰寫，說明書不少于6000字。四、工作容、進(jìn)度安排1、總體設(shè)計(jì)分析、確定方案、設(shè)計(jì)計(jì)算 -0.5周2、機(jī)械部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、裝配圖繪制1.0周3、硬件電路設(shè)計(jì)0.5周4、撰寫說明書5天5、答辯2天五、主要參考文獻(xiàn)1 林述溫等. 機(jī)電裝備設(shè)計(jì)

5、M.：機(jī)械工業(yè)，2002.2 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)組.機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)（三分冊(cè)）M.：機(jī)械工業(yè)，1986.3 王愛玲.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)M.：兵器工業(yè)，1999.4 志強(qiáng)等.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書M.：機(jī)械工業(yè)，200975 滾珠絲杠、線性滑軌OL.漢意精工.taiwan-hsk.6 滾珠絲杠、線性滑軌OL.海特傳動(dòng)機(jī)械. HYPERLINK :/ hit-lm .cn/ .hit-7 步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器OL.斯達(dá)微步控制技術(shù).startsh.8 步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器、交流伺服電機(jī)與系統(tǒng)OL.步進(jìn)機(jī)電.step-servo.9 伺服電機(jī)相關(guān)技術(shù)、直線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品、光電傳感器OL.市湘聚事業(yè)，.sane

6、t888.10 RORZE高精度步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器OL.偉恒升級(jí)團(tuán). HYPERLINK :/ wellforcesbj / .wellforcesbj.11 步進(jìn)聯(lián)軸器，編碼器聯(lián)軸器，微型電機(jī)聯(lián)軸器OL.菱科自動(dòng)化設(shè)備： HYPERLINK :/ gzlink / .gzlink.12 日本富士、美國(guó)Copley等交流伺服電機(jī)OL.鈞智自動(dòng)化儀器控制 HYPERLINK :/ cqservo / .cqservo.13 博特精工股份： HYPERLINK :/ jsinfo .cn/index.asp OL. 電子工業(yè)股份:.delta.tw/審核意見系（教研室）主任（簽字）指導(dǎo)教師下達(dá)時(shí)間

7、2009 年 12 月 21 日指導(dǎo)教師簽字：_摘 要小型數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱沿著X軸升降。數(shù)控機(jī)床的加工系統(tǒng)、立體倉庫中堆垛機(jī)的升降系統(tǒng)、平面繪圖儀的繪圖系統(tǒng)等,盡管結(jié)構(gòu)和功能各不一樣,但基本原理一樣。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)小型數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱的機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)與接口電路的設(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)。 本說明書簡(jiǎn)要明確的說明了小型數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱升降和制動(dòng)裝置設(shè)計(jì)的過程與容，包括機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)部分包含了確定系統(tǒng)脈沖當(dāng)量和切削力，滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型，電機(jī)的計(jì)算和選型。

8、本次課程設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)和研究小型數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱升降和制動(dòng)裝置與其電氣原理圖。確定小型數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱升降的傳動(dòng)系統(tǒng)，并且選擇了螺旋傳動(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。利用8031、6264、2764、373、8155、8255等MCS51單片機(jī)設(shè)計(jì)其硬件電路圖。關(guān)鍵詞：滾珠絲杠螺母副；直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副；步進(jìn)電機(jī)；MCS51單片機(jī)目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc219904718第一章總體設(shè)計(jì)方案3HYPERLINK l _Toc21990471

9、91.1系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇3HYPERLINK l _Toc2199047201.2機(jī)械傳動(dòng)方式3HYPERLINK l _Toc2199047211.3電氣控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)3HYPERLINK l _Toc219904722HYPERLINK l _Toc219904723第二章主軸箱升降進(jìn)給伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算4HYPERLINK l _Toc2199047242.1 確定系統(tǒng)脈沖當(dāng)量4HYPERLINK l _Toc2199047252.2 確定系統(tǒng)切削力4HYPERLINK l _Toc219904728HYPERLINK l _Toc2199047292.3 滾動(dòng)導(dǎo)軌副的

10、計(jì)算和選型4HYPERLINK l _Toc2199047302.3.1 滾動(dòng)導(dǎo)軌副的額定壽命5HYPERLINK l _Toc2199047312.4滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型6HYPERLINK l _Toc2199047322.4.1滾珠絲杠螺母副的計(jì)算6HYPERLINK l _Toc2199047322.5 聯(lián)軸器的選型10HYPERLINK l _Toc2199047322.6 步進(jìn)電機(jī)變速箱的選用10HYPERLINK l _Toc2199047322.7 步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算與選型11HYPERLINK l _Toc2199047322.7.1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 1

11、1HYPERLINK l _Toc2199047322.7.2初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)11HYPERLINK l _Toc2199047322.7.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩的選定14HYPERLINK l _Toc2199047322.7.4步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能校核14HYPERLINK l _Toc2199047322.7.5起動(dòng)頻率的計(jì)算15HYPERLINK l _Toc219904733第三章微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)16HYPERLINK l _Toc2199047343.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)16HYPERLINK l _Toc2199047353.2 單片微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)容16HYPERLINK

12、l _Toc2199047363.2.1 繪制電氣控制系統(tǒng)框圖16HYPERLINK l _Toc2199047373.2.2 選擇CPU的類型17HYPERLINK l _Toc2199047383.2.3 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì)17HYPERLINK l _Toc2199047393.2.4 I/O接口電路設(shè)計(jì)18HYPERLINK l _Toc2199047403.3 各類芯片簡(jiǎn)介18HYPERLINK l _Toc2199047413.3.1 8031芯片簡(jiǎn)介18HYPERLINK l _Toc2199047423.3.2 373芯片簡(jiǎn)介18HYPERLINK l _Toc2199047

13、433.3.3 6264芯片簡(jiǎn)介19HYPERLINK l _Toc2199047443.3.4 2764芯片簡(jiǎn)介19HYPERLINK l _Toc2199047453.3.5 8155芯片簡(jiǎn)介19HYPERLINK l _Toc2199047463.3.6 8255芯片簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc219904746 h 19HYPERLINK l _Toc2199047473.4 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)20HYPERLINK l _Toc2199047483.4.1 程序存儲(chǔ)器ROM的擴(kuò)展20HYPERLINK l _Toc2199047493.4.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM的擴(kuò)展20HYPERL

14、INK l _Toc2199047503.4.3 譯碼電路的設(shè)計(jì)21HYPERLINK l _Toc2199047513.5 I/O接口電路的設(shè)計(jì)21HYPERLINK l _Toc2199047523.5.1 8155通用可編程接口芯片21HYPERLINK l _Toc2199047533.5.2 8255可編程接口芯片22HYPERLINK l _Toc2199047543.5.3 鍵盤顯示接口電路22HYPERLINK l _Toc2199047553.6 8031的時(shí)鐘電路23HYPERLINK l _Toc2199047563.7 復(fù)位電路23HYPERLINK l _Toc219

15、9047573.8 越界報(bào)警電路24HYPERLINK l _Toc2199047583.9 掉電保護(hù)電路24HYPERLINK l _Toc2199047593.10 控制系統(tǒng)的功能24HYPERLINK l _Toc2199047603.11 控制系統(tǒng)的工作原理24HYPERLINK l _Toc219904761參考資料26第一章 總體方案設(shè)計(jì)1.1 系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇為了實(shí)現(xiàn)鏜銑床主軸箱升降和制動(dòng)，運(yùn)動(dòng)定位、暫停、急停等功能，故選擇連續(xù)控制系統(tǒng)?？紤]到對(duì)工作臺(tái)實(shí)際位移的檢測(cè)，補(bǔ)償系統(tǒng)的誤差，故采用半閉環(huán)控制系統(tǒng)，利用交流伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。半閉環(huán)控制系統(tǒng)如圖1-1所示。驅(qū)動(dòng)單

16、元步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行部件 圖1-1開環(huán)環(huán)控制系統(tǒng)1.2 機(jī)械傳動(dòng)方式為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的分辨率，采用步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)絲杠。為了保證一定的傳動(dòng)精度和傳動(dòng)平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副。同時(shí)，為提高傳動(dòng)剛度和消除傳動(dòng)間隙，采用有預(yù)加負(fù)荷的結(jié)構(gòu)。1.3電氣控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)單片機(jī)方案根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用8位微機(jī)。由于MCS51系列單片機(jī)具有集成度高、可靠性好、功能強(qiáng)、速度快、抗干擾能力強(qiáng)，高性價(jià)比等特點(diǎn)，故采用MCS51系列的8031、80C31、8086、DSP、基于DSP的運(yùn)動(dòng)控制芯片，ARM嵌入式微處理器技術(shù)?？刂葡到y(tǒng)由微機(jī)部分、鍵盤與顯示器、I/O接口與光電隔離電路。系統(tǒng)的加工程序和控制命令通過

17、鍵盤操作實(shí)現(xiàn)，顯示器采用數(shù)碼管顯示加工數(shù)據(jù)與機(jī)床狀態(tài)等信息。小型數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱升降和制動(dòng)裝置電氣控制系統(tǒng)單片機(jī)方案設(shè)計(jì)如圖1-2所示。圖1-2 小型數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱升降和制動(dòng)裝置電氣控制系統(tǒng)單片機(jī)方案第二章 主軸箱升降進(jìn)給伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算容包括：確定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量、區(qū)定系統(tǒng)的負(fù)載、運(yùn)動(dòng)部件慣量計(jì)算，空載起動(dòng)與切削力矩計(jì)算，確定伺服（步進(jìn)）電機(jī)，傳動(dòng)與導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)、計(jì)算與選用，繪制機(jī)械部分裝配圖等?，F(xiàn)分述如下：2.1 確定系統(tǒng)脈沖當(dāng)量一個(gè)進(jìn)給脈沖，使運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生的位移量，稱為脈沖當(dāng)量。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)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)

18、采用的脈沖當(dāng)量是0.01mm/step。2.2 確定系統(tǒng)切削力根據(jù)設(shè)計(jì)要求，機(jī)床的切削負(fù)載為：X向400N；Y向600N；Z向1000N。2.3 滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算和選型目前，滾動(dòng)導(dǎo)軌在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用非常廣泛，因?yàn)槠淠Σ料禂?shù)小（0.00250.005）；動(dòng)、靜摩擦系數(shù)很接近，幾乎不受運(yùn)動(dòng)速度變化的影響，運(yùn)動(dòng)輕便、靈活，所需驅(qū)動(dòng)功率小，摩擦發(fā)熱小，磨損小，精度保持性好，低速運(yùn)動(dòng)時(shí)不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，因而定位精度高，故選滾動(dòng)導(dǎo)軌。滾動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)包括選擇結(jié)構(gòu)形式，確定預(yù)緊方式，計(jì)算和確定幾何參數(shù)。2.3.1滾動(dòng)導(dǎo)軌副的額定壽命1）作用于滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副工作載荷的計(jì)算工作載荷是影響導(dǎo)軌副使用壽命的重要因素

19、。對(duì)于升降工作臺(tái)，多采用雙導(dǎo)軌、四滑塊的支承結(jié)構(gòu)。常見的工作臺(tái)滑塊間距分布圖與受力情況如圖2-1所示。圖2-1導(dǎo)軌副滑塊間距分布圖與受力情況采用雙導(dǎo)軌，四滑塊的支撐形式?？紤]最不利的情況，即垂直于工作臺(tái)的最大垂直方向載荷為：查表3-41，根據(jù)工作載荷,初選直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的型號(hào)為KL系類的JSA-LG15型，其額定載荷Ca=7.94KN,額定靜載荷Coa=9.5KN,選取導(dǎo)軌長(zhǎng)度640mm。2）滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副額定壽命L的計(jì)算 上述選取的KL系列TSA-LG15型導(dǎo)軌副的滾動(dòng)導(dǎo)軌硬度60HRC,工作溫度不超過600，每根導(dǎo)軌上配有兩只滑塊，精度為4級(jí)，工作速度較低載荷不大。式中：硬度系數(shù)，=1.0

20、；溫度系數(shù)，=1.00；接觸系數(shù)，=0.81;精度系數(shù)，=0.9；運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，按一般運(yùn)轉(zhuǎn)取=1.21.5，計(jì)算取1.5；帶入數(shù)據(jù) 得 L=1047KM遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于期望值50KM，故距離額定壽命滿足。2.4 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型滾珠絲杠副已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)歸結(jié)為滾珠絲杠副型號(hào)的選擇。2.4.1 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算1）計(jì)算進(jìn)給牽引力作用在滾珠絲杠上的進(jìn)給牽引力主要包括切削時(shí)的走刀抗力以與移動(dòng)件的重量和切削分力作用在導(dǎo)軌上的摩擦力，其數(shù)值大小和導(dǎo)軌的型式有關(guān)。選用綜合導(dǎo)軌，則進(jìn)給牽引力：式中：K考慮顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)，綜合導(dǎo)軌取K=1.1；u導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)，隨導(dǎo)軌型式而不同

21、。滾動(dòng)導(dǎo)軌數(shù)值在0.00250.005之間，取0.005；主軸箱總重。主軸箱配重，。代入數(shù)據(jù) 得 Fm=607N。2）最大動(dòng)負(fù)載FQ計(jì)算選用滾珠絲桿副的直徑時(shí)，必須保證在一定軸向負(fù)荷作用下，絲杠在回轉(zhuǎn)15000h后，在它的滾道上不產(chǎn)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象。這個(gè)軸向負(fù)荷的最大值即為該滾珠絲杠能承受的最大動(dòng)負(fù)荷FQ。絲桿轉(zhuǎn)速 =200/4=50(r/min)絲桿壽命系數(shù)（以轉(zhuǎn)為1單位） 最大動(dòng)負(fù)荷 式中：絲杠軸向當(dāng)量負(fù)載；最大切削力下的進(jìn)給速度（m/min），可取最高進(jìn)給速度的300m/s；滾珠絲杠導(dǎo)程，=4mm；硬度系數(shù)，取1.0；載荷系數(shù)，按一般運(yùn)轉(zhuǎn)取=1.21.5，計(jì)算取1.2；滾珠絲桿的使用壽命，取1

22、5000h；所計(jì)算出來的最大動(dòng)負(fù)荷應(yīng)小于滾珠絲桿的額定動(dòng)載荷。驗(yàn)證所初步選擇的滾珠絲杠螺母副是否符合要求。（3）初選型號(hào)根據(jù)計(jì)算出的最大動(dòng)載荷和初選的絲杠導(dǎo)程，選擇博特精密絲杠制造生產(chǎn)的G系列20043型滾珠絲杠副，為循環(huán)固定反向器單螺母式，其公稱直徑為20mm，導(dǎo)程為4mm，循環(huán)滾珠為3圈X 1列，精度等級(jí)取5級(jí)，額定動(dòng)載荷為5243N，大于，滿足要求。（4）傳動(dòng)效率 滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率一般在0.80.9之間，由下式計(jì)算。 =95.5% =arctan/（）=式中：公稱直徑=20mm，導(dǎo)程為4mm絲杠螺旋升角；摩擦角，滾珠絲杠螺母副的滾動(dòng)摩擦系數(shù)=0.0030.004，其摩擦角約等于。

23、(5）系統(tǒng)剛度驗(yàn)算滾珠絲桿副的軸向變形會(huì)影響進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度與運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。因此，應(yīng)考慮以下引起軸向變形的因素：絲杠的拉伸或壓縮變形量、滾珠與螺紋滾道間接觸變形。主軸箱升降進(jìn)給滾珠絲杠副的支承方式草圖如圖2-2所示。臥式鏜銑床的主軸箱升降的滾珠絲杠副的支承采用“一端雙推-端游動(dòng)。絲杠一端為雙向推力球軸承一端深溝球軸承。上下兩支中心距離L=500mm絲杠螺母與軸承均進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊力為最大軸向負(fù)載的1/3，選擇波形管防護(hù)裝置。圖2-2主軸箱升降進(jìn)給系統(tǒng)計(jì)算簡(jiǎn)圖式中：E剛的彈性慣量，取；絲杠低徑，查表3-31得17.1mm；滾珠直徑，查表3-31得2.381mm;S絲杠截面積，取;式中：絲杠預(yù)緊力，

24、 Z單圈滾珠數(shù)，由與該型號(hào)為單螺母，滾珠圈數(shù)列數(shù) 為31 所以滾珠總數(shù)為64。根據(jù)以上計(jì)算得到滾珠絲杠的總體變形量：在此次設(shè)計(jì)中,絲杠有效行程為400mm,由表3-27知，五級(jí)精度滾珠絲杠有效行程在315-400mm之間時(shí)，行成誤差可達(dá)25m，可見，絲杠剛度足夠。6）穩(wěn)定性校核滾珠絲杠屬于受軸向力的細(xì)長(zhǎng)桿，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)荷時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算其是否產(chǎn)生彎曲失穩(wěn)現(xiàn)象。產(chǎn)生失穩(wěn)的計(jì)算臨界負(fù)載=1189N式中 絲杠材料彈性模量，鋼：；截面慣性矩，絲杠：，為絲杠螺紋的底徑；絲杠兩支承端距離；絲杠支承方式系數(shù)，由機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書P42表3-34查取。故絲杠不失

25、衡，是穩(wěn)定的。2.5 聯(lián)軸器的選型選撓性聯(lián)軸器型號(hào)為：SRL.65C L=55, A=452.6步進(jìn)電機(jī)變速箱的選用根據(jù)式 i=（）/（360）=1 脈沖當(dāng)量，取0.01mm/脈沖；滾珠絲杠的導(dǎo)程，取4mm；初選步進(jìn)電機(jī)的補(bǔ)距角，取；由于傳動(dòng)比為1，絲杠可與聯(lián)軸器直接相連，不需減速箱。2.7 步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算與選型2.7.1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：滾珠絲杠的公稱直徑=20mm，總長(zhǎng)l=600mm，導(dǎo)程=4mm，材料密度=7.85 X Kg/；移動(dòng)部件總重力G=800N，傳動(dòng)比i=1.滾珠絲杠的傳動(dòng)慣量 =0.764Kg主軸箱折算到絲杠的傳動(dòng)慣量=0.331Kg2.7.2初選步

26、進(jìn)電動(dòng)機(jī)初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)為90BYG2502，為兩相混合式，由寶馬集團(tuán)公司生產(chǎn)，二相八拍驅(qū)動(dòng)時(shí)步距角為，查的該型號(hào)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=4Kg。則加在不僅電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：=5.095Kg計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 分快速空載啟動(dòng)和承受最大工作負(fù)載兩種情況進(jìn)行計(jì)算。1.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)矩包括三部分：一部分是快速空載啟動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩；一部分是移動(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)矩還有一部分是滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩。因?yàn)闈L珠絲杠副傳動(dòng)效率很高，相對(duì)于和很小，可以忽略不計(jì)。則有考慮傳動(dòng)鏈的總效率，計(jì)算快速

27、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：式中 對(duì)應(yīng)空載最快移動(dòng)速度的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速，單位為r/min； 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由靜止到加速至轉(zhuǎn)速所需的時(shí)間，單位為s。 其中：式中 空載最快移動(dòng)速度，任務(wù)書指定為600mm/min； 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角，預(yù)選電動(dòng)機(jī)為； 脈沖當(dāng)量，本例=0.01mm/脈沖。將以上各值代入，算得200r/min設(shè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由靜止到加速至轉(zhuǎn)速所需要時(shí)間0.4s，傳動(dòng)鏈總效率。則：0.021Nm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)矩為： QUOTE 式中 導(dǎo)軌的摩擦因數(shù)，滾動(dòng)導(dǎo)軌取0.005； 垂直方向的銑削力，空載時(shí)取0； 傳動(dòng)鏈總效率，取0.7。得： QUOTE 0

28、.002Nm最后，求得快速空載起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩：0.023Nm2.最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩包括三部分：一部分是折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩；一部分是移動(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；還要有一部分是滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩，相對(duì)于很小，可以忽略不計(jì)。則有：其中，折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載0.94Nm 承受最大工作負(fù)載情況下，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：0.004Nm最后，求得最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩應(yīng)為：0.944Nm經(jīng)過上述計(jì)算后，得到加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩應(yīng)為

29、： = 0.944Nm2.7.3 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)輸入電壓降低時(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)來喧雜步進(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：4 = 3.766Nm 上述初選的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)為90BYG2502，查的該型號(hào)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩?？梢?，滿足要求。2.7.4 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 任務(wù)書給定的最快工進(jìn)速度。200mm/min，脈沖當(dāng)量，求出電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率 QUOTE 從90BYG2502電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行矩頻

30、特性曲線圖可以看出，在此頻率下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 QUOTE ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩0.944Nm，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 任務(wù)書給定最快空載移動(dòng)速度 QUOTE ，求出電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率 QUOTE QUOTE 。用差補(bǔ)法求得在此頻率下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 QUOTE ，大于快速空載起動(dòng)時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩0.023Nm，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 最快空載移動(dòng)速度 QUOTE 對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率1000Hz，查表可知 90GBY2502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。2.7.5 起動(dòng)頻率的計(jì)算已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 5.095

31、Kg，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量電動(dòng)機(jī)步帶任何負(fù)載時(shí)的空載起動(dòng)頻率。則可以求出步進(jìn)電動(dòng)機(jī)克服慣性負(fù)載的起動(dòng)頻率： QUOTE 上式說明，要想保證步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)不失步，任何時(shí)候的起動(dòng)頻率都必須小于1192Hz。實(shí)際上，在采用軟件升降頻時(shí)，起動(dòng)頻率選更低，通常只有100Hz。綜上所述，本例中選用的90BYG2502步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，完全滿足設(shè)計(jì)要求。第三章 微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)由CPU，存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路，I/O接口電路，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，檢測(cè)電路等幾部分組成。微機(jī)是數(shù)控系統(tǒng)的核心，其他裝置都是在微機(jī)的指揮進(jìn)行工作的。系統(tǒng)的功能和系統(tǒng)中所用的微機(jī)直接相關(guān)。數(shù)控系統(tǒng)對(duì)微機(jī)的要多方

32、面的，但主要指標(biāo)是字長(zhǎng)和速度。字長(zhǎng)不僅影響系統(tǒng)的最大加工尺寸，而且影響加工的精度和運(yùn)算精度。字長(zhǎng)較長(zhǎng)的計(jì)算機(jī)，價(jià)格顯著上升，而字長(zhǎng)較短的計(jì)算機(jī)，要進(jìn)行雙字長(zhǎng)和三字長(zhǎng)的運(yùn)算，就會(huì)影響速度，根據(jù)機(jī)床要求，綜合考慮采用8位微機(jī)。由于MCS-51系列單片機(jī)具有集成度高，可靠性好，功能強(qiáng)，速度快，抗干擾能力強(qiáng)，具有很高的性價(jià)比特點(diǎn)，決定采用MCS-51系列的8031單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)由微機(jī)部分，鍵盤、顯示器、I/O接口與光電隔離電路，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LED顯示器。32 單片微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)容3.2.1繪制電氣控制系統(tǒng)框圖

33、數(shù)控系統(tǒng)是由硬件和軟件兩部分組成，硬件是組成系統(tǒng)的基礎(chǔ)，有了硬件軟件才能有效的運(yùn)行。 驅(qū)動(dòng)器RAMROMCPUI/O接口外 設(shè)鍵盤、顯示器與其它驅(qū)動(dòng)器步進(jìn)電機(jī)圖 3-1 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)硬件框圖（半閉環(huán)系統(tǒng)）機(jī)床硬件電路圖由以下幾部分組成：1.主控制器，即CPU2.總線，包括數(shù)據(jù)，地址，控制總線3.存儲(chǔ)器 ROM，RAM4.接口，即I/O接口電路5.外設(shè)，如 鍵盤，顯示器與光電輸入機(jī)等。3.2.2選擇CPU的類型目前在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床中，推薦采用MCS-51系列單片機(jī)作為主控制器3.2.3存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路應(yīng)該包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。在選擇程序存儲(chǔ)器芯片時(shí)，要考慮CPU與E

34、PROM時(shí)序的匹配，還應(yīng)考慮最大讀出速度、工作溫度與存儲(chǔ)器的容量問題存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。3.2.4I/O接口電路設(shè)計(jì)此次設(shè)計(jì)容包括接口芯片的選用，步進(jìn)電機(jī)控制電路，鍵盤顯示電路以與其他輔助電路的設(shè)計(jì)（例如復(fù)位電路，越界報(bào)警電路，掉電保護(hù)電路等）3.3 各類芯片簡(jiǎn)介3.3.1 8031芯片簡(jiǎn)介Vss：接地VCC：+5伏電壓XTAL1：部振蕩電路反向放大器輸入端XTAL2：部振蕩電路反向放大器輸出端RST/VPD：復(fù)位/備用電源ALE/PROG：鎖存/接收編程脈沖PSEN：外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端EA/VPP：EA為部程序存儲(chǔ)器和外部程序存儲(chǔ)起選擇端，對(duì)于80

35、31始終保持低電平；VPP為在EPROM編程期間加21伏編程電壓P0.0P0.7：在訪問外存時(shí)，分時(shí)傳送低8位地址和數(shù)據(jù)總線P1.0P1.7：8位準(zhǔn)雙向I/O口，每一位都可作為可編程的輸入或輸出線P2.0P2.7：8位準(zhǔn)雙向I/O口，訪問外存時(shí)輸出高8位地址P3.0P3.7：8位準(zhǔn)雙向I/O口與第二功能口3.3.2 373芯片簡(jiǎn)介D0D7： 數(shù)據(jù)輸入端Q0Q7： 數(shù)據(jù)輸出端LE ： 鎖存信號(hào)輸入端OE ： 鎖存信號(hào)輸出端 3.3.3 6264芯片簡(jiǎn)介 TOC o 1-3 h z u A0A12： 地址線I/O0I/O7：雙向數(shù)據(jù)線CE1：片選線1CE2：片選線2WE： 寫允許線OE： 讀允許線

36、 3.3.4 2764芯片簡(jiǎn)介A0A12：地址線I/O0I/O7：數(shù)據(jù)輸出線CE： 片選線OE： 數(shù)據(jù)輸出選通線PGM：編程脈沖VPP：編程電壓 3.3.5 8155芯片簡(jiǎn)介AD0AD7：地址數(shù)據(jù)總線RESET：由8031提供復(fù)位信號(hào)CE：CE=0時(shí)，器件才允許被啟用IO/M：當(dāng)IO/M=1時(shí)，選擇I/O口電路；當(dāng)I/O=0時(shí)，選擇存儲(chǔ)器ALE：接8031ALERD：為主機(jī)發(fā)來的讀信號(hào)輸入端WR：為主機(jī)發(fā)來的寫信號(hào)輸入端 3.3.6 8255芯片簡(jiǎn)介RESET：由CPU提供復(fù)位信號(hào)CS：片選信號(hào)RD：為主機(jī)發(fā)來的讀數(shù)脈沖輸入端WR：為主機(jī)發(fā)來的讀數(shù)脈沖輸入端A1、A0 ：端口選擇信號(hào) 3.4

37、存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)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)簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)合MCS-51系列的最小系統(tǒng)用一片8031外擴(kuò)一片EPROM就能滿足功能的要求。對(duì)于復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)合，可利用MCS-51的擴(kuò)展功能，構(gòu)成功能強(qiáng)，規(guī)模大的系統(tǒng)。3.4.1程序存儲(chǔ)器ROM的擴(kuò)展MCS-51的程序存儲(chǔ)器的尋址空間為64K B。8031不帶ROM，用作程序存儲(chǔ)器的器件是EPROM。（1）、16位地址總線的擴(kuò)展由于P0口分時(shí)傳送低字節(jié)地址和數(shù)據(jù)，所以接入74LS373鎖存器，8031的ALE接373的LE，373的OE接地，使373常輸出。74LS373的輸出口Q與P2口一起擴(kuò)展出16位地址總線

38、AB，其高三位A13、A14、A15分別與138的A、B、C引腳相連。(2）、地址線的連接根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需要擴(kuò)展兩片2764。兩片2764的地址線分別與地址總線AB相連。(3）、數(shù)據(jù)線的連接兩片存儲(chǔ)器的8位數(shù)據(jù)線分別與數(shù)據(jù)總線DB按位依次相連。(4）.控制線的連接8031PSEN與EPROM的OE相連；8031的EA接地；2764（1）的OE與138 Y0相連，2764（2）的OE與138 Y1相連。3.4.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM的擴(kuò)展由于8031芯片部RAM只有128字節(jié)，遠(yuǎn)不能滿足系統(tǒng)的需要，需擴(kuò)展片外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM，選擇6264芯片即可滿足設(shè)計(jì)要求。6264的連接和2764大致一樣，唯控

39、制信號(hào)線的連接不同；6264的OE，WE與8031的RD，WR相連，CE與138的Y1相連，CE2高電平有效。3.4.3譯碼電路的設(shè)計(jì)8031單片機(jī)允許擴(kuò)展64K ROM和64K RAM（包括I/O借口芯片）(1）、MCS-51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的地址譯碼規(guī)則第一：ROM與RAM獨(dú)立編址ROM地址和RAM地址可以重疊使用，都從0000HFFFFH。地址的重復(fù)靠片選信號(hào)和控制信號(hào)區(qū)分。第二：外圍I/O與RAM、ROM的統(tǒng)一編址 外圍I/O不僅占用RAM的單元，而且使用RAM的讀/寫指令，本次課程設(shè)計(jì)采用統(tǒng)一編址。(2）、地址譯碼法常用地址的譯碼方法有線選法和全地址譯碼，在這里選擇全地址譯碼。對(duì)于容

40、量較大的的系統(tǒng)，擴(kuò)展的外圍芯片較多，芯片所需的片選信號(hào)多于可利用的地址線時(shí)，就需要用全地址譯碼的方法。通常采用3-8譯碼器（74LS138）。輸入端占用3根最高地址線，剩余的13根低位地址線可作為片的地址線。74LS138譯碼器的8根輸出線分別對(duì)應(yīng)8個(gè)8K字節(jié)的地址空間。3.5 I/O接口電路的設(shè)計(jì)8031單片機(jī)共有4個(gè)8位并行I/O口，但可供用戶使用的只有P1口和部分P3口，因此在大部分應(yīng)用系統(tǒng)中都需要擴(kuò)展I/O口芯片，本擴(kuò)展系統(tǒng)采用8155和8255芯片。3.5.1 8155通用可編程接口芯片8155是可編程的RAM/IO擴(kuò)展接口電路。（256個(gè)RAM單元，2個(gè)8位口，1個(gè)6位口，1個(gè)14

41、位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器）(1）、8155的工作方式8155 I/O口工作方式選擇通過對(duì)8155部命令寄存器設(shè)定命令控制字實(shí)現(xiàn)。(2）、狀態(tài)查詢8155有一個(gè)狀態(tài)寄存器，用于鎖存I/O口和定時(shí)器的當(dāng)前狀態(tài)，供CPU查詢用。C/S寄存器共用一個(gè)地址。命令寄存器只能寫入不能讀出；而狀態(tài)寄存器只能讀出不能寫入，所以可以認(rèn)為。CPU讀該地址時(shí)，作為S寄存器，相反則作為C寄存器。(3）、8155的定時(shí)功能8155芯片有一個(gè)14位減法計(jì)數(shù)器，可對(duì)輸入脈沖進(jìn)行減法計(jì)數(shù)。外部有定時(shí)引腳TIMERIN和TIMEROUT。(4）、8031和8155的接口8155芯片可以直接和MCS-512系列單片機(jī)連接，不需要任何外加邏

42、輯電路。通常用P2口的高位地址線作為8155芯片的片選信號(hào)與IO/M的選擇信號(hào)。8031的P2.0于IO/M連接。由于8155部有地址鎖存器，所以8031的ALE端可以和8155的ALE端直連，利用8031的ALE的信號(hào)的下降沿鎖存8031P0送出的低8位地址信息。相應(yīng)的讀寫信號(hào)也直接相連。3.5.2 8255可編程接口芯片8255是INTER公司開發(fā)的可編程輸入輸出接口芯片，它具有3個(gè)8位的并行I/O口，分別為PA、PB、PC口，其中PC口又分為高4位和低4位，他們都可以通過軟件編程來改變I/O口的工作方式，8255可與8031直接連接。（1）、8255的三種工作方式方式0：基本輸入輸出方式

43、方式1：應(yīng)答式輸入輸出工作方式方式2：應(yīng)答式雙向輸入輸出工作方式（僅A0口可選此種方式，此時(shí)C口的PC7PC3五位作為其應(yīng)答信號(hào)使用。（2）、8031和8255的接口連接無需任何外加邏輯電路，直接連接即可。138的Y2接CS，373的Q1，Q2分別接A0，A1。3.5.3鍵盤顯示接口電路（1）、顯示器工作原理數(shù)控系統(tǒng)中使用的顯示器主要有LED和LCD也有采用CRT的。這里采用LED顯示器，一般分為共陽極顯示和共陰極顯示，共陽極顯示的段碼與共陰極顯示的段碼是邏輯非的關(guān)系。通常顯示器采用動(dòng)態(tài)顯示，調(diào)整電流和時(shí)間參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)高亮度較高較穩(wěn)的顯示。這里采用的是7位共陰極的顯示器和8155的接口。815

44、5的B口作為掃描口。經(jīng)反向驅(qū)動(dòng)器74LS04接顯示器的公共極，A口作為段選數(shù)據(jù)口，經(jīng)同相驅(qū)動(dòng)器7407接顯示器的各個(gè)極。 （2）、鍵盤接口原理當(dāng)鍵盤上沒有鍵閉合時(shí)，所有的行線和列線都斷開，行線都呈高電平，當(dāng)鍵盤上某一鍵閉和時(shí)，則該鍵所對(duì)應(yīng)的行線列線短路。如果把行線接到微機(jī)的輸入口，列線接到微機(jī)的輸出口，則在微機(jī)的控制下，先使第一列線為低電平，其余列先都為高電平，然后微機(jī)通過輸入口讀行線的狀態(tài)，如果行線都為高點(diǎn)平，則第一列上沒有鍵閉合，如果讀出的行線不全為高電平，則輸入為低電平的行線合第一列相交的鍵處于閉合狀態(tài)；如果第一列上沒有鍵閉合，接著使列線的第二列為低電平，其余列線為高電平，用同樣的方法檢查第二列上有無鍵閉合，依次類推，這種逐行逐列地檢查鍵盤狀態(tài)的過稱為對(duì)鍵盤的一次掃描。 （3）、利用8155芯片實(shí)現(xiàn)鍵盤顯示器接口在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，同