供X62W萬能銑床使用的XY數(shù)控工作臺(tái)設(shè)計(jì)畢設(shè)

1、目 錄摘 要1abstract2目 錄3第一章 緒論11.1設(shè)計(jì)任務(wù)21.2總體方案的確認(rèn)2第二章 機(jī)械傳動(dòng)部件的計(jì)算和選型42.1確定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量42.2銑削力的計(jì)算42.3直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算和選型42.4滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型52.5步進(jìn)電動(dòng)機(jī)減速箱的選用92.6步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算和選型9第三章 微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)153.1控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)153.2單片機(jī)的擴(kuò)展系統(tǒng)163.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源的選用233.4控制系統(tǒng)部分軟件設(shè)計(jì)24第四章 數(shù)控機(jī)床零件加工程序284.1 零件圖28 4.2 數(shù)控加工工藝分析和確定 28結(jié)語32參考文獻(xiàn)3331第一章 緒 論x62w萬能銑床是一種通用

2、的多用途機(jī)床，它可以進(jìn)行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，能完成很多普通機(jī)床難以加工或無法加工的復(fù)雜型面的加工，采用x62w萬能銑床可以提高零件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。但是隨著現(xiàn)代科技技術(shù)日新月異的發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品日趨精密和復(fù)雜，且更新?lián)Q代加快，改型頻繁，用戶的需求也日趨多樣化和個(gè)性化。所以本課題研究將x62w萬能銑床的x-y工作臺(tái)進(jìn)給系統(tǒng)改造成用微機(jī)數(shù)控技術(shù)控制。數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控（numerical control ）即采用數(shù)字控制的方法對某一工作過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出

3、現(xiàn)。數(shù)控機(jī)床隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，世界機(jī)床業(yè)已進(jìn)入了以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機(jī)電一體化時(shí)代，其中數(shù)控機(jī)床就是代表產(chǎn)品之一。數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)的加工母機(jī)和國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。它為國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門提供裝備和手段，具有無限放大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效應(yīng)。目前，歐、美、日等工業(yè)化國家已先后完成了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，而中國從20世紀(jì)80年代開始起步，仍處于發(fā)展階段。中國機(jī)床行業(yè)發(fā)展迅猛的主要原因是市場需求旺盛。固定資產(chǎn)投資增速快、汽車和機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展迅猛、外商投資企業(yè)增長速度加快所致。長期以來，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床始終處于低檔迅速膨脹，中檔進(jìn)展緩慢，高檔依靠進(jìn)口的局面，特別是國家重點(diǎn)工程需要的關(guān)鍵設(shè)備主要依靠進(jìn)口，技術(shù)

4、受制于人。究其原因，國內(nèi)本土數(shù)控機(jī)床企業(yè)大多處于“粗放型”階段，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平、質(zhì)量、精度、性能等方面與國外先進(jìn)水平相比落后了5-10年；在高、精、尖技術(shù)方面的差距則達(dá)到了10-15年。同時(shí)中國在應(yīng)用技術(shù)及技術(shù)集成方面的能力也還比較低，相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的研究制定相對滯后，國產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床還沒有形成品牌效應(yīng)。本課題研究的是用微機(jī)數(shù)控技術(shù)改造x62w萬能銑床x-y工作臺(tái)進(jìn)給系統(tǒng) ，使其價(jià)格低廉、操作使用方便，適合我國國情的裝有簡易數(shù)控系統(tǒng)的高效自動(dòng)化機(jī)床。中小型企業(yè)為了發(fā)展生產(chǎn)，常希望對原有舊機(jī)床進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)數(shù)控化、自動(dòng)化。用微機(jī)數(shù)控銑床系統(tǒng)就是結(jié)合現(xiàn)實(shí)的的生產(chǎn)實(shí)際，結(jié)合我國國情，在滿足系統(tǒng)基

5、本功能的前提下，盡可能降低價(jià)格。價(jià)格便宜、性能價(jià)格比適中是其最主要的特點(diǎn)，適合在生產(chǎn)第一線大面積推廣。利用微機(jī)改造現(xiàn)有的普遍銑床，主要應(yīng)該解決的問題是如何將機(jī)械傳動(dòng)的進(jìn)給和手工控制的刀架轉(zhuǎn)位，進(jìn)給改造成由計(jì)算機(jī)控制的刀架自動(dòng)轉(zhuǎn)位以及自動(dòng)進(jìn)給加工銑床，即經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床。進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的改造是非常有必要的。數(shù)控機(jī)床可以很好地解決形狀復(fù)雜、精密、小批量及多變零件的加工問題。能夠穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率，但是數(shù)控機(jī)床的運(yùn)用也受到其他條件的限制。如：數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴，一次性投資巨大等，因此，普通銑床的數(shù)控改造，大有可為。1.1設(shè)計(jì)任務(wù) 1.1.1 題目：設(shè)計(jì)一種供x62w萬能銑床使用的x-y數(shù)控工作臺(tái)

6、1.1.2主要參數(shù)如下： 工作臺(tái)寬度（mm）： 320工作臺(tái)長度（mm）： 1250工作臺(tái)行程（mm）： 縱向：680 橫向：250工作臺(tái)及夾具工件重量（n）： 縱向：3000 橫向：5000 工作臺(tái)快移速度（m/min）： 縱向：1.6 橫向：1.6 進(jìn)給速度（m/min）： 縱向：0.6 橫向：0.6最小分辨率 （mm）： 縱向：0.01 橫向：0.01 定位精度（mm）： 0.025主電機(jī)功率（kw）： 5.5 起動(dòng)加速時(shí)間（ms）： 301.2 總體方案的確認(rèn) 1.2.1 導(dǎo)軌副的選用 要設(shè)計(jì)的x-y工作臺(tái)是用來配套萬能的數(shù)控銑床的，需要承載的載荷不大，但脈沖當(dāng)量小、定位精度高，因此，

7、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副，它具有磨擦系數(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)。 1.2.2絲杠螺母副的選用 伺服電動(dòng)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)，需要滿足0.005mm的脈沖當(dāng)量和 0.01mm的定位精度，滑動(dòng)絲杠副無能為力，只有選用滾珠絲杠副才能滿足要求。滾珠絲杠副的傳動(dòng)精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、壽命長、效率高、預(yù)緊后可消除反向間隙。 1.2.3減速裝置的選用 選擇了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠副以后，為了圓整脈沖當(dāng)量，放大電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，減低運(yùn)動(dòng)部件折算戴電動(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)有消間隙機(jī)構(gòu)。為此，本設(shè)計(jì)決定采用無間隙齒輪傳動(dòng)減速箱。 1.2.4

8、 伺服電動(dòng)機(jī)的選用 任務(wù)書規(guī)定的脈沖當(dāng)量未達(dá)到0.001mm，定位精度也未達(dá)到微米級(jí)，空載的最快速度也只有1600mm/min。因此本設(shè)計(jì)不比采用高檔次的伺服電動(dòng)機(jī)，如交流伺服電動(dòng)機(jī)或直流伺服電動(dòng)機(jī)等，可以采用性能好一些的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，如混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，以降低成本，提高性價(jià)比。 1.2.5 檢測裝置的選用 選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為伺服電動(dòng)機(jī)后，可選用開環(huán)控制，也可選用閉環(huán)控制。任務(wù)書所給的精度對于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來說還是偏高的，為了確保電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不受切削負(fù)載和電網(wǎng)的影響而失步，決定采用半閉環(huán)控制，擬在電動(dòng)機(jī)的尾部轉(zhuǎn)軸上安裝增量式轉(zhuǎn)編碼器，用以檢測電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速。增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨力應(yīng)與步進(jìn)

9、電動(dòng)機(jī)的步距角相匹配。 考慮到x、y兩個(gè)方向的加工范圍相差不大，承受的工作載荷相差不大，為了減少設(shè)計(jì)工作量，x、y兩個(gè)坐標(biāo)的導(dǎo)軌副、絲杠螺母副、減速裝置、伺服電動(dòng)機(jī)，以及檢測裝置擬采用相同的型號(hào)與規(guī)格。 1.2.6 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1.設(shè)計(jì)的x-y工作臺(tái)準(zhǔn)備用在數(shù)控切割機(jī)上，其控制系統(tǒng)應(yīng)該具有單坐標(biāo)定位、兩坐標(biāo)直線插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)的基本功能，所以控制系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)計(jì)成連續(xù)控制型。 2.對于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的半閉環(huán)控制，選用mcs-51系列的8位單片機(jī)8031作為控制系統(tǒng)的cpu，應(yīng)該能滿足任務(wù)書給定的相關(guān)指標(biāo)。 3.要設(shè)計(jì)一臺(tái)完整的控制系統(tǒng)，在選擇cpu以后，還需要擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、鍵盤與顯示電

10、路、i/o接口電路、串行接口電路等。選擇合適的驅(qū)動(dòng)電源，與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)配套使用第二章 機(jī)械傳動(dòng)部件的計(jì)算與選型2.1 確定系統(tǒng)的脈沖當(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)，經(jīng)濟(jì)型銑床常用0.010.005mm/step. 橫向：0.005mm/step ，縱向：0.005mm/step.2.2 銑削力的計(jì)算 設(shè)零件的加工方式為立式銑削，采用硬質(zhì)合金立銑刀，工件材料為碳鋼。則由系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(下文簡略)表3-7查得立銑時(shí)的銑削力計(jì)算公式為：fc=118ae0.85fz0.75d-0.73ap1.0n0.13z 令銑刀直徑d=15mm，齒數(shù)z=3，為計(jì)算最大銑削力在不對稱的情

11、況下取ae=15mm,背吃刀量ap =8mm,每齒進(jìn)給量fz=0.1mm,銑刀轉(zhuǎn)速n=300r/min .代入公式得fc =118ae0.85fz0.75d-0.73ap1.0n0.13z=118150.850.10.7515-0.7381.03000.133 1463n.各銑削力之間比由表3-5考慮逆銑的情況:ff=1.1fc=14631.11609n,fe=0.38fc=0.381463556n ，ffn=0.25fc=0.251609366n.因?yàn)橄瓤紤]立銑，則工作臺(tái)受到垂直方向的銑削力f z=fe=556n，受到水平方向的銑削力分別為f和f。今將水平方向較大的銑削力分配給工作臺(tái)的縱向，

12、則縱向銑削力fx=ff=1609n，徑向銑削力fy=ffn=366n。2.3 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算與選型2.3.1縱向：1.滑塊承受工作載荷fmax 的計(jì)算及導(dǎo)軌型號(hào)的選取工作載荷是影響直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副使用壽命的重要因素。題目中工作臺(tái)為水平布置，采用雙導(dǎo)軌、四滑塊的支承形式。考慮最不利的情況，即垂直于臺(tái)面的工作載荷全部由一個(gè)滑塊承擔(dān)，則單滑塊所承受的最大垂直方向的載荷為：fmax=g/4+f=3000/4+556=1306n其中，已知橫向g=3000n，外加載荷f=fz =556n，代人公式得最大工作載荷fmax =1306n=1.036kn。查指導(dǎo)書表3-41，根據(jù)工作載荷，初選直線副導(dǎo)軌的型

13、號(hào)為kl系列的jsa-lg20型，其額定動(dòng)載荷ca =17.7kn，額定靜載荷coa=22.6kn。任務(wù)書規(guī)定工作臺(tái)尺寸1250mm320mm，加工范圍為680mm250mm，考慮工作臺(tái)行程應(yīng)留有一定余量，查表3-35，按標(biāo)準(zhǔn)系列，選取導(dǎo)軌長度為1240mm。2.距離額定壽命l的計(jì)算上述選取的導(dǎo)軌副的滾道硬度為60hrc，工作溫度不超過100。，每根導(dǎo)軌上配有兩只滑塊，精度為4級(jí)，工作速度低，載荷不大。查表3-363-40分別取硬度系數(shù)fh=1.0，溫度系數(shù)ft=1.00，接觸系數(shù)fc=0.81，精度系數(shù)fr=0.9，載荷系數(shù)fw=1.5，代人式中得距離壽命： l=（）350=5403km遠(yuǎn)大

14、于期望值50km，故距離額定壽命滿足要求。2.3.2橫向：1.滑塊承受工作載荷fmax 的計(jì)算及導(dǎo)軌型號(hào)的選取工作載荷是影響直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副使用壽命的重要因素。題目中工作臺(tái)為水平布置，采用雙導(dǎo)軌、四滑塊的支承形式。考慮最不利的情況，即垂直于臺(tái)面的工作載荷全部由一個(gè)滑塊承擔(dān)，則單滑塊所承受的最大垂直方向的載荷為：fmax=g/4+f=5000/4+556=1806n其中，已知橫向g=5000n，外加載荷f=fz =556n，代人公式得最大工作載荷fmax =1806n=1.806kn。查指導(dǎo)書表3-41，根據(jù)工作載荷，初選直線副導(dǎo)軌的型號(hào)為kl系列的jsa-lg20型，其額定動(dòng)載荷ca =11.5

15、kn，額定靜載荷coa=14.5kn。任務(wù)書規(guī)定工作臺(tái)尺寸1250mm320mm，加工范圍為680mm250mm，考慮工作臺(tái)行程應(yīng)留有一定余量，查表3-35，按標(biāo)準(zhǔn)系列，選取導(dǎo)軌長度為520mm。2.距離額定壽命l的計(jì)算上述選取的導(dǎo)軌副的滾道硬度為60hrc，工作溫度不超過100。，每根導(dǎo)軌上配有兩只滑塊，精度為4級(jí)，工作速度低，載荷不大。查表3-363-40分別取硬度系數(shù)fh=1.0，溫度系數(shù)ft=1.00，接觸系數(shù)fc=0.81，精度系數(shù)fr=0.9，載荷系數(shù)fw=1.5，代人式中得距離壽命：l=（）350=1482km 遠(yuǎn)大于期望值50km，故距離額定壽命滿足要求。2.4 滾珠絲杠螺母副

16、的計(jì)算和選型2.4.1縱向：1.最大工作載荷fm的計(jì)算 工作臺(tái)受到進(jìn)給方向的載荷（與絲杠軸線平行）fx=1609n，受到橫向的載荷fy=366n，受到垂直方向的載荷（與工作臺(tái)面垂直）f z=556n。 已知縱向工作臺(tái)及夾具工件重量g=3000n，按矩形導(dǎo)軌進(jìn)行計(jì)算，查表3-29，取顛覆力矩影響系數(shù)k=1.1，滾動(dòng)導(dǎo)軌上的摩擦因數(shù)=0.005。求得滾珠絲杠副的最大工作載荷：fm=kfx+(fz+fy+g)=1.11609+0.005(556+366+3000)1790n2.最大動(dòng)載荷fq的計(jì)算已知進(jìn)給速度v=600mm/min，初選絲杠導(dǎo)程ph=6mm，則絲杠轉(zhuǎn)速n=v/ph=100r/min取

17、滾動(dòng)絲杠的使用壽命t=15000h，代入l0=60nt/106得絲杠壽命系數(shù)l0=6010015000/106=90（單位：106r）。查表3-30，取載荷系數(shù)fw=1.2,滾道硬度為60hrc時(shí)，取硬度系數(shù)fh=1.0,代入式fq=9626n。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，查表3-31，選擇g系列2506-3型滾珠絲副為內(nèi)循環(huán)固定反向器單螺母式，其公稱直徑為25mm，導(dǎo)程為6mm，循環(huán)滾珠為3圈1列，精度等級(jí)取5級(jí)，額定動(dòng)載荷為12097n，大于fq，滿足要求。4.傳動(dòng)效率的計(jì)算 將公稱直徑d0=25mm，導(dǎo)程ph=6mm，代人=arctanph/(d0)，得絲杠螺旋

18、升角=422。將摩擦角=10，代入=tan/tan(+)，得傳動(dòng)效率 =96.4%。5.剛度的驗(yàn)算 1）x-y工作臺(tái)上下兩層滾珠絲杠副的支承采用“單推-單推”的方式。絲杠的兩端各采用一對推力球接觸球軸承，面對面配合，左、右支承的中心距離約為a=500mm；鋼的彈性模量e=2.1105mpa；查表3-31，得滾珠直徑dw=3.969mm，絲杠低徑=20.2mm，絲杠截面積s=d22/4=320.31mm。由公式的絲杠在工作載荷fm作用下產(chǎn)生的拉/壓變形量1=fm a/(es)=1790500/(2.1105320.31)0.0133mm。 2）根據(jù)公式z=（d0/dw）-3,求得單圈滾珠數(shù)z=2

19、0；該型號(hào)絲杠為單螺母，滾珠的圈數(shù)列數(shù)為31，代入公式：z總=60。絲杠預(yù)緊時(shí)，取軸向預(yù)緊力fyj=fm/3=597n。由式3-27求得滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量2=0.0013=0.0025因?yàn)榻z杠有預(yù)緊力，且為軸向負(fù)載的1/3，所以變形量可減小一半，取2=0.0013mmm 3）將以上算出得1 和 2代入總=1+2，求得絲杠變形量總=0.0013+0.0133=0.0146mm=14.6um。由表3-27知，5級(jí)精度滾珠絲杠有效行程在630800mm時(shí)，行程偏差允許達(dá)到36um，可見剛度足夠。6.壓桿穩(wěn)定性校核 根據(jù)公式3-28計(jì)算失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷fk。查表3-34取支承系數(shù)fk=1；由

20、絲杠低徑d2=20.2mm，求得界面慣性矩i=d24/648168.744；壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)k取3（絲杠臥式水平安裝）；滾動(dòng)螺母至軸向固定處的距離a取最大值500mm。代入公式3-28fk=。遠(yuǎn)大于工作載荷fm=1790n，故絲杠不會(huì)失穩(wěn)。 綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求。2.4.2橫向：1.最大工作載荷fm的計(jì)算 工作臺(tái)受到進(jìn)給方向的載荷（與絲杠軸線平行）fx=1609n，受到橫向的載荷fy=366n，受到垂直方向的載荷（與工作臺(tái)面垂直）f z=556n。 已知縱向工作臺(tái)及夾具工件重量g=3000n，按矩形導(dǎo)軌進(jìn)行計(jì)算，查表3-29，取顛覆力矩影響系數(shù)k=1.1，滾動(dòng)導(dǎo)軌上的摩擦因數(shù)

21、=0.005。求得滾珠絲杠副的最大工作載荷：fm=kfx+(fz+fy+g)=1.11609+0.005(556+366+5000)1800n2.最大動(dòng)載荷fq的計(jì)算已知進(jìn)給速度v=600/min，初選絲杠導(dǎo)程ph=6mm，則絲杠轉(zhuǎn)速n=v/ph=100r/min取滾動(dòng)絲杠的使用壽命t=15000h，代入l0=60nt/106得絲杠壽命系數(shù)l0=6010015000/106=90（單位：106r）。查表3-30，取載荷系數(shù)fw=1.2,滾道硬度為60hrc時(shí)，取硬度系數(shù)fh=1.0,代入式fq=9680n。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，查表3-31，選擇g系列2506-

22、3型滾珠絲副為內(nèi)循環(huán)固定反向器單螺母式，其公稱直徑為25mm，導(dǎo)程為6mm，循環(huán)滾珠為3圈1列，精度等級(jí)取5級(jí)，額定動(dòng)載荷為12097n，大于fq，滿足要求。4.傳動(dòng)效率的計(jì)算 將公稱直徑d0=25mm，導(dǎo)程ph=6mm，代人=arctanph/(d0)，得絲杠螺旋升角=422。將摩擦角=10，代入=tan/tan(+)，得傳動(dòng)效率 =96.4%。5.剛度的驗(yàn)算 1）x-y工作臺(tái)上下兩層滾珠絲杠副的支承采用“單推-單推”的方式。絲杠的兩端各采用一對推力球接觸球軸承，面對面配合，左、右支承的中心距離約為a=500mm；鋼的彈性模量e=2.1105mpa；查表3-31，得滾珠直徑dw=3.969m

23、m，絲杠低徑=20.2mm，絲杠截面積s=d22/4=320.31mm。絲杠在工作載荷fm作用下產(chǎn)生的拉/壓變形量：1=fm a/(es)=1800500/(2.1105320.31)0.0144mm。 2）根據(jù)公式z=（d0/dw）-3,求得單圈滾珠數(shù)z=20；該型號(hào)絲杠為單螺母，滾珠的圈數(shù)列數(shù)為31，代入公式：z總=60。絲杠預(yù)緊時(shí)，取軸向預(yù)緊力fyj=fm/3=600n。由式3-27求得滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量2=0.0013=0.0025因?yàn)榻z杠有預(yù)緊力，且為軸向負(fù)載的1/3，所以變形量可減小一半，取2=0.0013mm 3）將以上算出得1 和 2代入總=1+2，求得絲杠變形量總=

24、0.0013+0.0144=0.0157mm=15.7um。由表3-27知，5級(jí)精度滾珠絲杠有效行程在500630mm時(shí)，行程偏差允許達(dá)到32um，可見剛度足夠。6.壓桿穩(wěn)定性校核 根據(jù)公式3-28計(jì)算失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷fk。查表3-34取支承系數(shù)fk=1；由絲杠低徑d2=20.2mm，求得界面慣性矩i=d24/648168.74mm4；壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)k取3（絲杠臥式水平安裝）；滾動(dòng)螺母至軸向固定處的距離a取最大值500mm。代入公式3-28fk=。遠(yuǎn)大于工作載荷fm=1800 n，故絲杠不會(huì)失穩(wěn)。綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求。表1 名稱符號(hào)2506-32506-3 螺 母 滾 道

25、公稱直徑 d0 25 25 導(dǎo)程 ph 6 6 接觸角 422422 鋼球直徑 dw3.9693.969 滾道法面半徑 rr=0.52dw2.0642.064 偏心距 ee=(r-dw/2)sin0.0560.056 螺紋升角 =arctan(ph/d0)422422 螺 桿 螺桿外徑 dd=d0-(0.20.25)dw2424 螺桿內(nèi)徑 d1d1=d0+2e-2r20.98420.984 接觸直徑 d2d2=d1-dw cos17.02717.027 螺 母 螺母螺紋直徑 dd= d0-2e+2r29.01629.016 螺母內(nèi)徑 d1d1=d0+(0.20.25)dw25.79425.79

26、42.5步進(jìn)電動(dòng)機(jī)減速箱的選用 2.5.1縱向和橫向：為了滿足脈沖當(dāng)量的設(shè)計(jì)要求，增大步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，同時(shí)也為了使?jié)L珠絲杠和工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上盡可能地小，今在電動(dòng)機(jī)的輸出軸上安裝一齒輪減速箱，采用一級(jí)減速。已知脈沖當(dāng)量=0.005mm/脈沖，滾珠絲杠導(dǎo)程ph=6mm，初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角=0.75.根據(jù)式3-12，得減速比i=(ph)/(360)=5/2大小齒輪模數(shù)都為1mm，齒數(shù)比為75:30，材料為45調(diào)質(zhì)鋼，中心距為(75+30)1/2=52.5mm小齒輪厚度為20mm，雙片大齒輪厚度為10mm。2.6步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算和選型 2.6.1縱向：1.計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

27、轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量已知：滾珠絲杠的公稱直徑為25mm，總長1000mm，導(dǎo)程為6mm，材料密度為7.8510/，小齒輪寬度為20mm，直徑為30mm；大齒輪寬度為20mm，直徑為75mm；傳動(dòng)比為5/2。查表4-1中公式算得各個(gè)零件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量如下：js=1.926=2.794=0.25=4.877初選型號(hào)為90byg2062，為兩相混合式，從表4-5查得該型號(hào)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=4。則加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：=+=5.782.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 1）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)矩由式4-8可知，包括三部分：一部分是快速空載起動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最

28、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t0。因?yàn)闈L珠絲杠副傳動(dòng)效率很高，根據(jù)式4-12可知，t0相對于另兩項(xiàng)很小，可以忽略不計(jì)。則有：= + 根據(jù)式4-9有=，式中對應(yīng)空載最快移動(dòng)速度的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由靜止到加速至轉(zhuǎn)速所需的時(shí)間。其中=666.7r/min。=30ms。所以=1.308nm=0.0082nm所以得快速空載起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩： = + =1.316nm2）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)矩由式4-13知包括三部分：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；

29、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t0。因?yàn)闈L珠絲杠副傳動(dòng)效率很高，根據(jù)式4-12可知，t0相對于另兩項(xiàng)很小，可以忽略不計(jì)。則有：=+其中由式4-14計(jì)算得：=0.62nm，再由4-10得：=0.007nm。最后由4-14得=+=0.627nm.綜上所述=1.316nm。3）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，因此需考慮安全系數(shù)k=2.54，取k=4，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足：4=41.316nm=5.26nm該型號(hào)的電動(dòng)機(jī)查表4-

30、5得最大靜轉(zhuǎn)矩=6nm，滿足要求。3.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能校核1）最快工進(jìn)速度時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核任務(wù)書給定的工作臺(tái)進(jìn)給速度為600mm/min，所以由式4-16求得電動(dòng)機(jī)對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)頻率。從90byg2602電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)矩頻特性曲線圖6-24可看出，在此頻率下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩5.0nm，遠(yuǎn)大于最大工作負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)矩=0.627nm，滿足要求。2）最大空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核任務(wù)書給定的工作臺(tái)快速移動(dòng)速度為1600mm/min，仿照式4-16求得電動(dòng)機(jī)對應(yīng)的運(yùn)行頻率為5333hz。從90byg2602電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)矩頻特性曲線圖6-24可看出，在此頻率下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩4.0nm，大于最大工作負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)

31、矩 ，滿足要求。3）最大空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率校核與最快空載移動(dòng)速度對應(yīng)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率為3000hz，查表4-5可知90byg2602電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行評論可達(dá)到20000hz，可見沒超出上限。4）起動(dòng)頻率的計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸不帶任何負(fù)載時(shí)的空載起動(dòng)頻率=1800hz(查表4-5)。則由式4-17可求出步進(jìn)電動(dòng)機(jī)克服慣性負(fù)載的起動(dòng)頻率： =1151hz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)頻率必須小于1151hz。實(shí)際上起動(dòng)頻率通常只有100hz，所以滿足要求。2.6.2橫向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為25mm，總長1000mm，導(dǎo)程為6mm，材料密

32、度為7.8510/，小齒輪寬度為20mm，直徑為30mm；大齒輪寬度為20mm，直徑為75mm；傳動(dòng)比為5/2。查表4-1中公式算得各個(gè)零件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量如下：js=0.963=4.657=0.25=4.877初選型號(hào)為90byg2062，為兩相混合式，從表4-5查得該型號(hào)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=4。則加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：=+=5.932.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 1）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)矩由式4-8可知，包括三部分：一部分是快速空載起動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩；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

33、算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩t0。因?yàn)闈L珠絲杠副傳動(dòng)效率很高，根據(jù)式4-12可知，t0相對于另兩項(xiàng)很小，可以忽略不計(jì)。則有： = + 根據(jù)式4-9有=，式中對應(yīng)空載最快移動(dòng)速度的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由靜止到加速至轉(zhuǎn)速所需的時(shí)間。其中=666.7r/min。=30ms。所以=1.379nm=0.01nm所以得快速空載起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩： = + =1.389nm2）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)矩由式4-13知包括三部分：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；還有一部分是滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸

34、上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩t0。因?yàn)闈L珠絲杠副傳動(dòng)效率很高，根據(jù)式4-12可知，t0相對于另兩項(xiàng)很小，可以忽略不計(jì)。則有：=+其中由式4-14計(jì)算得：=0.62nm，再由4-10得：=0.007nm。最后由4-14得=+=0.631nm.綜上所述=1.387nm。3）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，因此需考慮安全系數(shù)k=2.54，取k=4，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足：4=41.387nm=5.548nm該型號(hào)的電動(dòng)機(jī)查表4-5得最大靜轉(zhuǎn)矩=6nm，滿足要求。3.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能校核1）最快工進(jìn)速度時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校

35、核任務(wù)書給定的工作臺(tái)進(jìn)給速度為600mm/min，所以由式4-16求得電動(dòng)機(jī)對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)頻率。從90byg2602電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)矩頻特性曲線圖6-24可看出，在此頻率下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩5.0nm，遠(yuǎn)大于最大工作負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)矩=0.631nm，滿足要求。2）最大空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核任務(wù)書給定的工作臺(tái)快速移動(dòng)速度為1600mm/min，仿照式4-16求得電動(dòng)機(jī)對應(yīng)的運(yùn)行頻率為5333hz。從90byg2602電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)矩頻特性曲線圖6-24可看出，在此頻率下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩4.0nm，大于最大工作負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)矩 ，滿足要求。3）最大空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率校核與最快空載移動(dòng)速度對應(yīng)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率為

36、3000hz，查表4-5可知90byg2602電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行評論可達(dá)到20000hz，可見沒超出上限。4）起動(dòng)頻率的計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸不帶任何負(fù)載時(shí)的空載起動(dòng)頻率=1800hz(查表4-5)。則由式4-17可求出步進(jìn)電動(dòng)機(jī)克服慣性負(fù)載的起動(dòng)頻率： =419hz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)頻率必須小于419hz。實(shí)際上起動(dòng)頻率通常只有100hz，所以滿足要求。第三章 微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)書的要求，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的硬件電路時(shí)主要考慮以下功能：1）主控制器，即中央處理單元cpu；2）接收操作面板的開關(guān)與按鈕信號(hào)；3）總線，包括數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線；4

37、）存儲(chǔ)器，包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；5）接收工作臺(tái)移動(dòng)信號(hào)與電動(dòng)刀架刀位信號(hào)；6）控制x、z向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)器；7）控制切削液泵起動(dòng)與停止；8）控制電動(dòng)刀架的自動(dòng)選刀；9）接口，即i/o接口電路 ；10）外圍設(shè)備，如鍵盤、顯示器等。其主要結(jié)構(gòu)框圖如下圖1所示 圖1 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)硬件框圖（開環(huán)系統(tǒng)） cpu選用8位單片機(jī)8031，擴(kuò)展一片eprom芯片2732用做程序存儲(chǔ)器，存放系統(tǒng)底層程序；擴(kuò)展一片ram芯片6264用做數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，存放用戶程序；輸入/輸出口的擴(kuò)展選用了并行接口8155芯片，一些進(jìn)/出的信號(hào)均做了隔離放大；與pc機(jī)的串行通信經(jīng)過max233芯片。 3.1.1芯片的選擇803

38、1芯片有40個(gè)引腳，引腳配置見（圖2）圖23.1.2各引腳按功能可分為三部分i/o口線：p0、p1、p2、p3共4個(gè)8位口控制線口：、ale、rst電源及時(shí)鐘：vcc、vss、xtal1、xtal23.1.3應(yīng)用特性i/o口線不能作為用戶i/o口線；i/o口的驅(qū)動(dòng)能力，p0口可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)ttl門電路，p1、p2、p3則只能驅(qū)動(dòng)4個(gè)ttl門電路；p3是雙重功能口。3.2單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展8031片內(nèi)無程序寄存器，需要擴(kuò)展外部程序寄存器，且片內(nèi)僅有128字節(jié)數(shù)據(jù)寄存器，對于需要較多數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的程序來說，片內(nèi)ram也是不夠的，需要擴(kuò)展。8031片內(nèi)四個(gè)i/o口中僅p1口可用作8位雙向的i/o接口供用戶

39、使用，也需要擴(kuò)展，有些情況下還須要擴(kuò)展定時(shí)/計(jì)數(shù)器等。3.2.1擴(kuò)展概述8031的片外總線結(jié)構(gòu)：所有的外部芯片都通過三組總線進(jìn)行擴(kuò)展。a、數(shù)據(jù)總線（db）：由p0口提供，數(shù)據(jù)總線要連接到所有芯片上，但在同一時(shí)間只能夠有一個(gè)是有效的數(shù)據(jù)傳輸通道。b、地址總線（ab）：16位，可尋址范圍為64k字節(jié)，ab有p0 口提供低8位地址，與數(shù)據(jù)分時(shí)傳送，傳送數(shù)據(jù)時(shí)將低8位地址鎖存；高8位地址由p2口提供。c、控制總線（cb）：系統(tǒng)擴(kuò)展控制總線有、ale、。3.2.2系統(tǒng)擴(kuò)展能力據(jù)地址線的寬度，在片外可擴(kuò)展的存儲(chǔ)器最大容量為64k字節(jié)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器的操作使用不同的指令信號(hào)，允許兩者的地址重復(fù)，故

40、片外可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與存儲(chǔ)器分別為64kb。擴(kuò)展的i/o口和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址，不再另外提供地址線。3.2.3總線驅(qū)動(dòng)能力與擴(kuò)展所有系統(tǒng)擴(kuò)展外圍芯片都通過總線驅(qū)動(dòng)，而總線只能帶動(dòng)一定數(shù)量的電路，系統(tǒng)規(guī)模大時(shí)，可能造成負(fù)載過重，首先要估計(jì)總線的負(fù)載情況，以確定是否需要對總線的驅(qū)動(dòng)能力進(jìn)行擴(kuò)展。8031單片機(jī)系統(tǒng)中，p0口作為數(shù)據(jù)總線和低8位地址總線，聯(lián)接的外圍芯片最多，故常用到p0口的驅(qū)動(dòng)擴(kuò)展。地址總線和控制總線的驅(qū)動(dòng)器為單向的，具有三態(tài)輸出功能，而數(shù)據(jù)總線的驅(qū)動(dòng)器為雙向的，三態(tài)輸出。常用的單向驅(qū)動(dòng)器有：74ls240、74ls241、74ls244，常用的雙向驅(qū)動(dòng)器有74ls245。 3.

41、2.4 eprom的選用為簡化電路，此處選用2732eprom (4k*8位)。本設(shè)計(jì)采用二片2764eprom，分別存放監(jiān)控程序,各功能模塊程序,常用零件加工程序。以便于更換各功能模塊程序和零件加工程序時(shí)，只需更換各自芯片即可，方便升級(jí)。2732是一種8kb的紫外線擦除、可電編程的只讀存儲(chǔ)器，單一+5v供電，工作電流為100ma，維持電流為50ma，讀出時(shí)間最大為250ns。2732為28腳雙列直插式封裝結(jié)構(gòu)，其引腳配置如（圖3）所示，引腳功能如（表2）所示，工作方式如（表3）所示。圖3 圖4表2 引腳功能表a0a12地址線i/o0i/o7數(shù)據(jù)輸出線片選數(shù)據(jù)輸出選同線vpp編程電源編程脈沖輸

42、入線表3 2732工作方式 引腳方式輸出讀維持任意任意高阻編程編程檢驗(yàn)編程禁止任意任意高阻注：2732的編程電源隨公司產(chǎn)品和型號(hào)的不同而不同，典型的有25v、21v、12.5v。2732主要工作方式:錯(cuò)誤！未找到引用源。讀方式及為低電平，vpp5v時(shí)處于讀出方式錯(cuò)誤！未找到引用源。寫方式為低電平, 亦為低電平，vpp21v, 為高電平時(shí)，2732芯片處于禁止?fàn)顟B(tài)。將數(shù)據(jù)線上數(shù)據(jù)固化到指定地址單元。錯(cuò)誤！未找到引用源。編程禁止方式一此為向多片2732寫入不同程序而設(shè)置的，當(dāng)vpp=+21v時(shí)，為高電平時(shí)，2732芯片處于編程禁止?fàn)顟B(tài)。 3.2.5 ram的選用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器ram通常采用mos型，m

43、os型ram分靜態(tài)、動(dòng)態(tài)兩種。動(dòng)態(tài)ram集成度高，功耗小，成本低，但控制邏輯復(fù)雜，需要定期刷新,尤其是容易受到干擾，對環(huán)境、結(jié)構(gòu)、電摞等都有較高的要求。對實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)而言,可靠是第一位的,此處選用大容量靜態(tài)ram6264(8k*8位)一片。如圖(4)所示6264主要引腳功能：錯(cuò)誤！未找到引用源。a0a12 13位地址線錯(cuò)誤！未找到引用源。io1io7 數(shù)據(jù)輸入輸出線錯(cuò)誤！未找到引用源。 數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)錯(cuò)誤！未找到引用源。 寫選通信號(hào)錯(cuò)誤！未找到引用源。 片選信號(hào) 6264主要工作方式:錯(cuò)誤！未找到引用源。讀方式及為低電平，為高電平時(shí)，6264將數(shù)據(jù)輸出到指定地址。錯(cuò)誤！未找到引用源。寫方式為

44、低電平，亦為低電平時(shí),允許數(shù)據(jù)輸入。錯(cuò)誤！未找到引用源。封鎖方式為高電平時(shí)，該芯片沒被選通，不工作。 3.2.6存儲(chǔ)器及i/o的擴(kuò)展 可編程接口芯片是指其工作方式可由與之對應(yīng)的軟件命令來加以改變的接口芯片。這類芯片一般具有多種功能，使用靈活方便，使用前必須由cpu對其編程設(shè)定工作方式，然后按設(shè)定的方式進(jìn)行操作。8155可編程并行i/o接口具有功能強(qiáng)，價(jià)格便宜，且具有與mcs-51單片機(jī)配置簡單、方便等優(yōu)點(diǎn)。是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)最常用的外部功能擴(kuò)展器件之一。1)存儲(chǔ)器與單片機(jī)聯(lián)接，主要是通過三總線聯(lián)接。應(yīng)考慮總線的驅(qū)動(dòng)能力是否足夠。存儲(chǔ)器2732、6264存儲(chǔ)量均為8k，需13位地址進(jìn)行存儲(chǔ)單元選擇

45、，將a0a7腳與地址鎖存器八位地址輸出對應(yīng)聯(lián)接，將a8a13腳與8031的p2口p2.0-p2.4相聯(lián)接，其余地址線經(jīng)p2.5p2.7經(jīng)譯碼產(chǎn)生片選信號(hào)。數(shù)據(jù)線聯(lián)接將存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)輸出端d0dl與8031p0口聯(lián)接。控制線8031 與2732相聯(lián)，8031從外部eprom取指令。、分別與6264、相聯(lián)，8031對外部ram進(jìn)行讀/寫。 2)8155許多信號(hào)與89c51兼容，可直接聯(lián)接，因8155內(nèi)部已有鎖存器，因此8155數(shù)據(jù)地址復(fù)合線ad0一ad7與8031p0口直接相聯(lián)。地址鎖存信號(hào)ale與8031ale相聯(lián)。片選信號(hào)經(jīng)譯碼后產(chǎn)生，以高位地址p2.0直接作為io/信號(hào)，此時(shí)對8155需要使用1

46、6位地址進(jìn)行編址。8155的結(jié)構(gòu)框圖及引腳排列見下圖5。圖5 3.2.7 8155工作方式查詢8155i/o工作方式選擇通過對8155內(nèi)部命令寄存器（命令口）設(shè)定命令控制字實(shí)現(xiàn)。命令寄存器格式及對應(yīng)的工作方式見下圖。 8155i/o有四種工作方式，即alt1，alt2，alt3，alt4。其中各符號(hào)說明如下：aintr：a口中斷，請求輸入信號(hào)，高電平有效。bintr：b口中斷，請求輸入信號(hào)，高電平有效。abf（bbf）：a口（b口）緩沖器滿狀態(tài)標(biāo)志輸出線，（緩沖器有數(shù)據(jù)時(shí)bf為高電平）。astb（bstb）：a口（b口）設(shè)備選通信號(hào)輸入線，低電平有效。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