第二節(jié) 計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中的硬件課件

第二節(jié)

計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中的硬件

一、計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中的計算機(jī)

計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中的計算機(jī)從構(gòu)成形式上可分為兩類。一類是由單一微處理器構(gòu)成的單微處理器系統(tǒng)，由一個處理器完成輸人/輸出、插補(bǔ)計算、伺服控制等各項(xiàng)任務(wù)。這類系統(tǒng)硬件和軟件的結(jié)構(gòu)都比較簡單。第二節(jié)計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中的硬件

一、計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中的計算機(jī)1

另一類是由多個微處理器構(gòu)成的多微處理器系統(tǒng)，也稱分布式處理系統(tǒng)。這類系統(tǒng)的運(yùn)用有效地解決了機(jī)械加工的高速化、高精度問題，但是系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜軟件設(shè)計也需考慮各處理器間的通信、同步，其復(fù)雜性也大為增加。另一類是由多個微處理器構(gòu)成的多微處理器系統(tǒng)，也稱分布21.單微處理器系統(tǒng)的組成

單微處理器系統(tǒng)主要由微機(jī)、通用I/O接口和機(jī)床控制I/O接口等組成。通用I/O接口用于人機(jī)交互，機(jī)床控制I/O接口用于傳遞微機(jī)與機(jī)床之間的信息，而微機(jī)則用于系統(tǒng)的管理和控制。

1.單微處理器系統(tǒng)的組成3（1）微機(jī)部分

微機(jī)是單微處理器系統(tǒng)的中樞，系統(tǒng)都要在它的指揮下協(xié)調(diào)工作。微機(jī)主要由微處理器（CPU）、內(nèi)部存儲器和I/O接口電路組成，這三部分由稱為數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線的信號線連接，微處理器的工作基于一個基準(zhǔn)時鐘，基準(zhǔn)時鐘頻率越高，其運(yùn)算速度就越快。（1）微機(jī)部分4

微處理器內(nèi)部數(shù)據(jù)通道和對外數(shù)據(jù)通道的寬度反映了它的處理數(shù)據(jù)能力的強(qiáng)弱，數(shù)據(jù)寬度越寬，處理數(shù)據(jù)的能力越強(qiáng)。常用的微處理器數(shù)據(jù)寬度為8位、16位、32位，相應(yīng)的微機(jī)稱為8位機(jī)、16位機(jī)和32位機(jī)。微處理器內(nèi)部數(shù)據(jù)通道和對外數(shù)據(jù)通道的寬度反映了它的5

內(nèi)部存儲器是系統(tǒng)的重要組成部件，它起存放程序和數(shù)據(jù)的作用，按其使用功能可分為讀寫存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)兩類。讀寫存儲器主要用來存放零件加工程序、加工現(xiàn)場參數(shù)和作為系統(tǒng)的工作緩沖區(qū)。內(nèi)部存儲器是系統(tǒng)的重要組成部件，它起存放程序和數(shù)據(jù)的6

由于系統(tǒng)掉電后，讀寫存儲器中的信息會丟失，所以一般系統(tǒng)都設(shè)有掉電保護(hù)電路。只讀存儲器在程序執(zhí)行過程中只能讀出，不能寫入，掉電后仍可保持信息，因此只讀存儲器一般用來存放固定的程序，如微機(jī)的管理程序、監(jiān)控程序、匯編程序、用戶控制程序等。由于系統(tǒng)掉電后，讀寫存儲器中的信息會丟失，所以一般7(2)通用I/O接口部分

通用I/O接口是指外部設(shè)備與微處理器之間的連接電路。一般情況下，外部設(shè)備與存儲器之間不能直接通信，必須通過微處理器對I/O接口進(jìn)行讀/寫操作，以完成外部設(shè)備與微處理器之間信息的輸入或輸出。(2)通用I/O接口部分8

根據(jù)I/O接口電路傳輸信息方向的不同，將微處理器向外部設(shè)備送出信息的接口稱為輸出接口，將外部設(shè)備向CPU傳送信息的接口稱為輸人接口。除了這兩種單向接口外，還有一種具有兩個方向都可以傳送信息的雙向接口。根據(jù)I/O接口電路傳輸信息方向的不同，將微處理器向外9(3)機(jī)床控制I/O接口部分

機(jī)床控制I/O接口是連接微機(jī)與機(jī)床的關(guān)鍵部件。根據(jù)微機(jī)與機(jī)床之間傳送信息形式的不同，機(jī)床控制I/O接口被劃分為數(shù)字量I/O、開關(guān)量I/O和模擬量I/O三種。(3)機(jī)床控制I/O接口部分10

數(shù)字量I/O是指傳輸以二進(jìn)制數(shù)形式所表示的數(shù)字信息，通常以字節(jié)為單位進(jìn)行傳送。在機(jī)床控制中還有許多開關(guān)信號需要檢測與控制，由于開關(guān)量I/0信號只有兩個狀態(tài)，所以可以用一位二進(jìn)制數(shù)來表示。數(shù)字量I/O是指傳輸以二進(jìn)制數(shù)形式所表示的數(shù)字信息11

如果將這些單獨(dú)的開關(guān)量信號經(jīng)過組合，處理方法就與數(shù)字量信號相同。機(jī)床中有些檢測元件的輸出信息不是數(shù)字量，而是模擬量由于微機(jī)是以數(shù)字為基礎(chǔ)工作的，所以這些模擬量在輸入微機(jī)前，一定要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。A/D和D/A轉(zhuǎn)換部件構(gòu)成模擬兩I/O。如果將這些單獨(dú)的開關(guān)量信號經(jīng)過組合，處理方法就與數(shù)字122.多微處理器系統(tǒng)的組成

多微處理器系統(tǒng)由若干微處理器組成，它們各自帶有自己的存儲器和接口。各微處理器之間通過一組公用地址和數(shù)據(jù)總線或公用存儲器進(jìn)行連接，互相交換數(shù)據(jù)信息。計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的各項(xiàng)功能被分配到各個微處理器，在主微處理器的統(tǒng)一控制和管理下，它們并行、協(xié)調(diào)地工作，共同完成控制機(jī)床的任務(wù)。2.多微處理器系統(tǒng)的組成13圖6-4所示為一個典型的多微處理器系統(tǒng)

在計算機(jī)數(shù)控裝置中采用了兩個微處理器，在可編程邏輯控制器、各加工軸控制、圖形控制、通信和自動編程等功能模塊中也都有各自的微處理器。圖6-4所示為一個典型的多微處理器系統(tǒng)14

計算機(jī)數(shù)控裝置中的兩個微處理器其中之一是主微處理器，另一個是子微處理器，它們能夠并行地處理程序和插補(bǔ)計算，大大提高了數(shù)據(jù)處理速度，因此能高速地加工出形狀復(fù)雜是零件。各硬件模塊通過多主總線連接起來計算機(jī)數(shù)控裝置中的兩個微處理器其中之一是主微處理15二、常用存儲器存儲器是計算機(jī)的重要組成部分。有了存儲器，計算機(jī)才具有記憶功能，才能把計算機(jī)要執(zhí)行的程序、需處理的數(shù)據(jù)及處理的結(jié)果等存儲在計算機(jī)中，才能使計算機(jī)脫離人的直接干預(yù)自動進(jìn)行工作。。二、常用存儲器16中鐵管理經(jīng)理述職報告總結(jié)范文中鐵管理經(jīng)理述職報告篇一:生產(chǎn)副經(jīng)理述職報告述職報告尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位代表大家好:首先,感謝在座的各位領(lǐng)導(dǎo)和代表們這一段時間對我工作上的支持。生產(chǎn)副經(jīng)理存在的意義就在于能否確保施工生產(chǎn)安全、高效且可控的進(jìn)行,而他管理的成功與否,不僅僅依賴他創(chuàng)新的管理思路,先進(jìn)的管理模式,更是與在座的各位密切的配合,鼎力的支持,無私的建議分不開的。管理的過程是一個廣泛借鑒經(jīng)驗(yàn),學(xué)習(xí)歸納的過程,有了很好的總結(jié)才能更好的為實(shí)踐服務(wù)。為了總結(jié)經(jīng)驗(yàn)吸取教訓(xùn),更好的指導(dǎo)開工以后的工作,我對自己從項(xiàng)目部成立至今的工作做了認(rèn)真的總結(jié),現(xiàn)將近期的工作情況做一下匯報,敬望大家評議與指導(dǎo)。剛來項(xiàng)目部負(fù)責(zé)生產(chǎn)施工工作,我就迎接了一次嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),今年6月10日接到業(yè)主通知,他們計劃于6月25日對各項(xiàng)目部駐地建設(shè)情況做一次全面檢查。時間段任務(wù)緊,在項(xiàng)目部全體員工的共同努力下,克服了種種困難,僅僅十四天的時間就完成了項(xiàng)目部臨建,順利通過了檢查。為了盡快創(chuàng)造好施工條件,項(xiàng)目部領(lǐng)導(dǎo)班子緊接著開始籌備建立拌合站和梁場,修筑施工便道。在此期間,我?guī)ьI(lǐng)領(lǐng)工員對項(xiàng)目部管段沿線進(jìn)行了勘察,綜合考慮材料運(yùn)輸6-5內(nèi)部存儲器的分類中鐵管理經(jīng)理述職報告總結(jié)范文6-5內(nèi)部存儲器的分類17存儲器通常分為兩個部分:把具有一定容量、存取速度較快的存儲器作為內(nèi)存儲器,把存儲容量大而速度較慢的存儲器作為外存儲器。以下提到的存儲器除特別說明外均為內(nèi)存儲器存儲器通常分為兩個部分:把具有一定容量、存取速度較快18存儲器的種類很多，從應(yīng)用的角度可分為兩類:一類為讀寫存儲器(RAM)，另一類為只讀存儲器（ROM）。存儲器的種類很多，從應(yīng)用的角度可分為兩類:一類為讀寫191.RAMRAM主要用來存放各種輸人、輸出數(shù)據(jù)和中間結(jié)果，同時用來與外存儲器交換信息，設(shè)置堆棧等。因存儲單元關(guān)掉電源即失去全部內(nèi)容，所以它是易失型的。RAM分為雙極型和MOS型。雙極型的主要特點(diǎn)是速度快，但集成度低、功耗大、成本高，目前微機(jī)多采用MOS型RAM。MOS型又可分為靜態(tài)RAM、動態(tài)RAM和NVRAM三類。1.RAM20靜態(tài)RAM集成度高于雙極型，但低于動態(tài)RAM，功耗比雙極型低，但比動態(tài)高;動態(tài)RAM集成度最高、功耗最低，價格也比靜態(tài)RAM低，但由于它是靠電容存儲信息的，所以總是有電流泄漏存在，就要求有附加的刷新電路。計算機(jī)數(shù)控裝置由于存儲容量一般不是很大，所以多采用靜態(tài)RAM實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲。靜態(tài)RAM集成度高于雙極型，但低于動態(tài)RAM，功耗比21常用的靜態(tài)RAM芯片有6116(2Kx8bit),6264(8Kx8bit),62256(32×8bit)等。6264、62256均采用CIMS工藝，由單一5V供電，典型存取時間為150~200ns，采用28腳雙列直插式扁平封裝，其管腳分布及邏輯符號如圖6-6所示。常用的靜態(tài)RAM芯片有6116(2Kx822圖6-6a6264引腳分布及邏輯符號圖6-6a6264引腳分布及邏輯符號23圖6-6b62256引腳分布及邏輯符號圖6-6b62256引腳分布及邏輯符號242．ROM

ROM的信息在使用時是不能改變的，即不能寫入，只能讀出，因此一般被用來存放固定程序，如微機(jī)的監(jiān)控程序以及各種表格等。ROM的特點(diǎn)是信息的非易失性，即電源掉電后再上電時存儲信息不變。由圖6-5可見，ROM分為掩模ROM、可編程ROM(PROM)、可擦除可編程ＲＯＭ(EPROM)、電可擦除可編程ROM(E２PROM)等類型。2．ROM25掩模ROM：是半導(dǎo)體廠家根據(jù)用戶的要求，按照某種固定線路制造的。這種ROM中信息內(nèi)容不能改寫，用戶不能對其編程，故只適用于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。

PROM中：信息內(nèi)容可以由用戶編程寫入，但用戶只能寫一次，內(nèi)容一經(jīng)寫入便不能修改和擦除。掩模ROM：是半導(dǎo)體廠家根據(jù)用戶的要求，按照某種固定線路制造26EPROM：是一種可以反復(fù)多次編程的器件，它通過專用設(shè)備將程序?qū)懭隦OM。這種芯片上有一個能透過紫外線的小窗口，當(dāng)需要擦除已寫入的程序時，只有將小窗口對著一定頻率的紫外線光源照射巧min左右，就可擦除寫入的所有信息。這種芯片能夠反復(fù)使用多次，與前兩種ＲＯM相比，使用方便，因此被廣泛應(yīng)用于計算機(jī)數(shù)控裝置中.EPROM：是一種可以反復(fù)多次編程的器件，它通過專用設(shè)備將程27E２PROM可以在線用電擦除，無需將芯片從線路板上拔下用紫外線照射。它不僅提供了全片擦除功能，而且可以以字節(jié)為單位進(jìn)行擦除和修改，使用更為方便。E２PROM經(jīng)常用于存儲那些需要在線修改的信息，如數(shù)控系統(tǒng)中的可設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)、PLC中的用戶程序等。E２PROM可以在線用電擦除，無需將芯片從線路板上拔下用紫外28常用的EPROM芯片有2716(2Kx8bit)、2732A(4Kx8bit)、2764(8Kx8bit)、27128、27256、27512等，圖6-7所示為它們的管腳分布。常用的EPROM芯片有2716(2Kx8bit29三、1/O接口

計算機(jī)數(shù)控裝置中的I/0接口是計算機(jī)與外部設(shè)備、機(jī)床控制系統(tǒng)、檢測部件之間的界面，它們可以方便地與微機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)并行和串行輸入/輸出、通信、中斷處理、存儲器直接訪問(DMA)等。三、1/O接口301.可編程并行接口8255A8255A為最常用的I/0并行接口，它可以和8080、8085、8086、8088微處理器及MCS-48、51、96系列單片機(jī)等直接連接。1.可編程并行接口8255A31圖6-8所示為8255A的引腳排列。8255A有24條外圍數(shù)據(jù)線，組成三個8位并行口，CPU通過三個口地址(A口、B口、C口)對它們進(jìn)行訪問。8255A與CPU連接的數(shù)據(jù)線為D。~D7。RD和WR是讀和寫的控制端。A0和A1，用于8255A內(nèi)部的地址譯碼，用來選擇三個數(shù)據(jù)端口和一個控制寄存器。CS為8255A的片選信號，低電平有效。RESET是高電平有效的復(fù)位信號。8255A有三種工作方式:圖6-8所示為8255A的引腳排列。8255A有2322)方式1方式1為選通輸入/輸出方式，A口和B口可作為輸人或輸一出口，而C口的信號線用做聯(lián)絡(luò)信號和中斷請求信號線。2)方式1方式1為選通輸入/輸出方式，A口和B口可作為輸333)方式2方式2為A口雙向傳送方式，A口可工作在雙向方式，此時C口的五條線作為聯(lián)絡(luò)和中斷請求信號線。

3)方式2方式2為A口雙向傳送方式，A口可工作在雙向方342.I/0接口譯碼電路

計算機(jī)數(shù)控裝置中有許多接口芯片，如DMA控制器8237A、中斷控制器8259、并行接口8255A、計數(shù)器/定時器8253等，這些接口芯片都是在相應(yīng)的片選信號有效時才能工作，因此要有產(chǎn)生片選信號的電路，即I/0接口譯碼電路。2.I/0接口譯碼電路35接口芯片的片選信號通常由74LS138產(chǎn)生(圖6-10)。74LS138又稱3-8譯碼器，它有3個輸入A、B、C和8個輸出Y0~Y7，輸出為低電平有效。此外，74LS138還有3個使能端，其中2個(G2A和G2B)為低電平有效，另一個G1為高電平有效。74LS138的邏輯功能見表6-1。接口芯片的片選信號通常由74LS138產(chǎn)生(圖36圖6-10片選信號的產(chǎn)生圖6-10片選信號的產(chǎn)生37在CPU控制系統(tǒng)總線時，G1為高電平，如果此時A9=A8=0，則74LS138的三個控制端均處于有效電平，于是芯片處于允許狀態(tài)，它根據(jù)地址信號A7、A6、A5進(jìn)行譯碼，在Y7一Y0的某一端產(chǎn)生一個低電平的片選信號，而其他7個端為高電平。對于地址信號A7、A6、A5的8種代碼組合，可以得到8個低電平的譯碼信號，它們作為8個片選信號分別送到各接口芯片的片選CS端。在CPU控制系統(tǒng)總線時，G1為高電平，如果此時A938地址總線的低4位A3~A0，作為對接口電路內(nèi)部寄存器的選擇信號。圖6-10所示的譯碼電路中各接口芯片的對應(yīng)端地址如表6-2所示。地址總線的低4位A3~A0，作為對接口電路內(nèi)部寄存器39四、機(jī)床控制I/O接口

除了與常規(guī)的輸人、輸出設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)程序的輸人、輸出和人機(jī)交互界面的顯示外，I/O接口的另一個主要任務(wù)是完成機(jī)床的控制與狀態(tài)的檢測，這些功能由特殊的機(jī)床控制I/O接口實(shí)現(xiàn)。與通用I/O接口相比，機(jī)床控制I/0接口有如下特點(diǎn):1)能夠可靠地傳送控制機(jī)床動作的相應(yīng)控制信息，并能夠輸人控制機(jī)床所需的有關(guān)狀態(tài)信息。四、機(jī)床控制I/O接口402)能夠進(jìn)行相應(yīng)的信息轉(zhuǎn)換，以滿足計算機(jī)數(shù)控裝置的輸人、輸出要求。輸入時，能將機(jī)床的有關(guān)狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，以滿足計算機(jī)的輸人信息要求;輸出時，能滿足機(jī)床各種有關(guān)執(zhí)行元件的輸入要求。信息轉(zhuǎn)換主要包括以下幾個方面:D/A轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換，并行的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成脈沖量，電平轉(zhuǎn)換，電量到非電量轉(zhuǎn)換，弱電到強(qiáng)電的轉(zhuǎn)換以及功率匹配等。2)能夠進(jìn)行相應(yīng)的信息轉(zhuǎn)換，以滿足計算機(jī)數(shù)控裝置的輸413)應(yīng)具有較強(qiáng)的阻斷干擾信號進(jìn)人計算機(jī)的能力，以提高系統(tǒng)的可靠性。3)應(yīng)具有較強(qiáng)的阻斷干擾信號進(jìn)人計算機(jī)的能力，以提高42機(jī)床控制I/0接口通常由通用I/0接口、光電隔離電路和信息轉(zhuǎn)換電路等部分組成。圖6-11所示為典型的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床控制I/0接口。微機(jī)通過通用I/0接口輸出控制信息，經(jīng)光電隔離電路和功率放大，驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行元件。輸入信息時，安裝在機(jī)床上的傳感器信號先通過電平轉(zhuǎn)換、整形濾波等處理，然后經(jīng)光電隔離和通用I/0接口進(jìn)人微機(jī)。機(jī)床控制I/0接口通常由通用I/0接口、光電隔離431.光電隔離電路為了防止強(qiáng)電系統(tǒng)干擾以及其他干擾信號通過通用I/0接口進(jìn)入微機(jī)，影響其工作，通常采用光電隔離的方法，即外部信號需經(jīng)過光電耦合器與微機(jī)發(fā)生聯(lián)系，外部信號與微機(jī)無直接的電氣聯(lián)系。光電耦合器是一種以光的形式傳遞信號的器件，其輸入端為一發(fā)光二極管，輸出端為光敏器件。如果發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，光敏器件就受光而導(dǎo)通，反之光敏器件截止，這樣就通過光電耦合器實(shí)現(xiàn)了信息的傳遞。1.光電隔離電路44圖6-12所示為常見的幾種光電耦合器。普通型工作頻率在100kHz以下；高速型由于響應(yīng)速度高，工作頻率可達(dá)1MHz。以上兩種光電藕合器主要用于信號的隔離。達(dá)林頓輸出型由于輸出部分構(gòu)成達(dá)林頓形式，從而可以直接驅(qū)動繼電器等器件;晶閘管輸出型的輸出部分為光控晶閘管，它通常用于交流大功率的隔離驅(qū)動場合。圖6-12所示為常見的幾種光電耦合器。普通型工作頻率45圖6-13所示為典型的光電隔離電路。光電隔離電路有以下方面的作用:1）隔離作用

它將輸入與輸出端兩部分電路的地線分開，各自使用一套電源供電，信息通過光電轉(zhuǎn)換單向傳遞。另外，由于光電藕合器輸人與輸出端之間的絕緣電阻非常大，寄生電容很小，所以信號很難從輸出端反饋到輸人端，從而較好地隔離了干擾信號。圖6-13所示為典型的光電隔離電路。光電隔離電路有以462）進(jìn)行信號電平轉(zhuǎn)換

隔離電路通過光電藕合器方便地將微機(jī)的輸出信號變成了+12V。2）進(jìn)行信號電平轉(zhuǎn)換472.信息轉(zhuǎn)換電路信息轉(zhuǎn)換電路主要指以下幾個方面:1）數(shù)字脈沖轉(zhuǎn)換

在使用步進(jìn)電機(jī)為驅(qū)動元件的計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中，由于步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動信號為脈沖電平，所以要進(jìn)行數(shù)字脈沖轉(zhuǎn)換。應(yīng)用微機(jī)很容易實(shí)現(xiàn)數(shù)字脈沖的轉(zhuǎn)換工作。只要按一定的相序向I/0接口分配脈沖序列，脈沖信號經(jīng)光電隔離和功率放大后，就可控制步進(jìn)電機(jī)按一定的方向轉(zhuǎn)動。數(shù)字脈沖轉(zhuǎn)換接口電路框圖如圖6-14所示。2.信息轉(zhuǎn)換電路482)D/A、A/D轉(zhuǎn)換

機(jī)床控制I/0接口中，還常用到D/A、A/D轉(zhuǎn)換，例如檢測元件的模擬電壓信號需要經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換才能傳送給微機(jī)。2)D/A、A/D轉(zhuǎn)換493)弱電、強(qiáng)電轉(zhuǎn)換計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中的微機(jī)信號一般要經(jīng)過功率放大后，才能控制主軸電動機(jī)等執(zhí)行元件的動作，而這些動作與強(qiáng)電系統(tǒng)有關(guān)。圖6-15所示為一典型的交流電動機(jī)控制回路。微機(jī)送出電動機(jī)的起、停信號，經(jīng)光電隔離、功率放大等來控制交流電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)或停止。3)弱電、強(qiáng)電轉(zhuǎn)換計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中的微機(jī)信號一般要經(jīng)50第二節(jié)

計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中的硬件

一、計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中的計算機(jī)

計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中的計算機(jī)從構(gòu)成形式上可分為兩類。一類是由單一微處理器構(gòu)成的單微處理器系統(tǒng)，由一個處理器完成輸人/輸出、插補(bǔ)計算、伺服控制等各項(xiàng)任務(wù)。這類系統(tǒng)硬件和軟件的結(jié)構(gòu)都比較簡單。第二節(jié)計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中的硬件

一、計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中的計算機(jī)51

另一類是由多個微處理器構(gòu)成的多微處理器系統(tǒng)，也稱分布式處理系統(tǒng)。這類系統(tǒng)的運(yùn)用有效地解決了機(jī)械加工的高速化、高精度問題，但是系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜軟件設(shè)計也需考慮各處理器間的通信、同步，其復(fù)雜性也大為增加。另一類是由多個微處理器構(gòu)成的多微處理器系統(tǒng)，也稱分布521.單微處理器系統(tǒng)的組成

單微處理器系統(tǒng)主要由微機(jī)、通用I/O接口和機(jī)床控制I/O接口等組成。通用I/O接口用于人機(jī)交互，機(jī)床控制I/O接口用于傳遞微機(jī)與機(jī)床之間的信息，而微機(jī)則用于系統(tǒng)的管理和控制。

1.單微處理器系統(tǒng)的組成53（1）微機(jī)部分

微機(jī)是單微處理器系統(tǒng)的中樞，系統(tǒng)都要在它的指揮下協(xié)調(diào)工作。微機(jī)主要由微處理器（CPU）、內(nèi)部存儲器和I/O接口電路組成，這三部分由稱為數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線的信號線連接，微處理器的工作基于一個基準(zhǔn)時鐘，基準(zhǔn)時鐘頻率越高，其運(yùn)算速度就越快。（1）微機(jī)部分54

微處理器內(nèi)部數(shù)據(jù)通道和對外數(shù)據(jù)通道的寬度反映了它的處理數(shù)據(jù)能力的強(qiáng)弱，數(shù)據(jù)寬度越寬，處理數(shù)據(jù)的能力越強(qiáng)。常用的微處理器數(shù)據(jù)寬度為8位、16位、32位，相應(yīng)的微機(jī)稱為8位機(jī)、16位機(jī)和32位機(jī)。微處理器內(nèi)部數(shù)據(jù)通道和對外數(shù)據(jù)通道的寬度反映了它的55

內(nèi)部存儲器是系統(tǒng)的重要組成部件，它起存放程序和數(shù)據(jù)的作用，按其使用功能可分為讀寫存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)兩類。讀寫存儲器主要用來存放零件加工程序、加工現(xiàn)場參數(shù)和作為系統(tǒng)的工作緩沖區(qū)。內(nèi)部存儲器是系統(tǒng)的重要組成部件，它起存放程序和數(shù)據(jù)的56

由于系統(tǒng)掉電后，讀寫存儲器中的信息會丟失，所以一般系統(tǒng)都設(shè)有掉電保護(hù)電路。只讀存儲器在程序執(zhí)行過程中只能讀出，不能寫入，掉電后仍可保持信息，因此只讀存儲器一般用來存放固定的程序，如微機(jī)的管理程序、監(jiān)控程序、匯編程序、用戶控制程序等。由于系統(tǒng)掉電后，讀寫存儲器中的信息會丟失，所以一般57(2)通用I/O接口部分

通用I/O接口是指外部設(shè)備與微處理器之間的連接電路。一般情況下，外部設(shè)備與存儲器之間不能直接通信，必須通過微處理器對I/O接口進(jìn)行讀/寫操作，以完成外部設(shè)備與微處理器之間信息的輸入或輸出。(2)通用I/O接口部分58

根據(jù)I/O接口電路傳輸信息方向的不同，將微處理器向外部設(shè)備送出信息的接口稱為輸出接口，將外部設(shè)備向CPU傳送信息的接口稱為輸人接口。除了這兩種單向接口外，還有一種具有兩個方向都可以傳送信息的雙向接口。根據(jù)I/O接口電路傳輸信息方向的不同，將微處理器向外59(3)機(jī)床控制I/O接口部分

機(jī)床控制I/O接口是連接微機(jī)與機(jī)床的關(guān)鍵部件。根據(jù)微機(jī)與機(jī)床之間傳送信息形式的不同，機(jī)床控制I/O接口被劃分為數(shù)字量I/O、開關(guān)量I/O和模擬量I/O三種。(3)機(jī)床控制I/O接口部分60

數(shù)字量I/O是指傳輸以二進(jìn)制數(shù)形式所表示的數(shù)字信息，通常以字節(jié)為單位進(jìn)行傳送。在機(jī)床控制中還有許多開關(guān)信號需要檢測與控制，由于開關(guān)量I/0信號只有兩個狀態(tài)，所以可以用一位二進(jìn)制數(shù)來表示。數(shù)字量I/O是指傳輸以二進(jìn)制數(shù)形式所表示的數(shù)字信息61

如果將這些單獨(dú)的開關(guān)量信號經(jīng)過組合，處理方法就與數(shù)字量信號相同。機(jī)床中有些檢測元件的輸出信息不是數(shù)字量，而是模擬量由于微機(jī)是以數(shù)字為基礎(chǔ)工作的，所以這些模擬量在輸入微機(jī)前，一定要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。A/D和D/A轉(zhuǎn)換部件構(gòu)成模擬兩I/O。如果將這些單獨(dú)的開關(guān)量信號經(jīng)過組合，處理方法就與數(shù)字622.多微處理器系統(tǒng)的組成

多微處理器系統(tǒng)由若干微處理器組成，它們各自帶有自己的存儲器和接口。各微處理器之間通過一組公用地址和數(shù)據(jù)總線或公用存儲器進(jìn)行連接，互相交換數(shù)據(jù)信息。計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的各項(xiàng)功能被分配到各個微處理器，在主微處理器的統(tǒng)一控制和管理下，它們并行、協(xié)調(diào)地工作，共同完成控制機(jī)床的任務(wù)。2.多微處理器系統(tǒng)的組成63圖6-4所示為一個典型的多微處理器系統(tǒng)

在計算機(jī)數(shù)控裝置中采用了兩個微處理器，在可編程邏輯控制器、各加工軸控制、圖形控制、通信和自動編程等功能模塊中也都有各自的微處理器。圖6-4所示為一個典型的多微處理器系統(tǒng)64

計算機(jī)數(shù)控裝置中的兩個微處理器其中之一是主微處理器，另一個是子微處理器，它們能夠并行地處理程序和插補(bǔ)計算，大大提高了數(shù)據(jù)處理速度，因此能高速地加工出形狀復(fù)雜是零件。各硬件模塊通過多主總線連接起來計算機(jī)數(shù)控裝置中的兩個微處理器其中之一是主微處理65二、常用存儲器存儲器是計算機(jī)的重要組成部分。有了存儲器，計算機(jī)才具有記憶功能，才能把計算機(jī)要執(zhí)行的程序、需處理的數(shù)據(jù)及處理的結(jié)果等存儲在計算機(jī)中，才能使計算機(jī)脫離人的直接干預(yù)自動進(jìn)行工作。。二、常用存儲器66中鐵管理經(jīng)理述職報告總結(jié)范文中鐵管理經(jīng)理述職報告篇一:生產(chǎn)副經(jīng)理述職報告述職報告尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位代表大家好:首先,感謝在座的各位領(lǐng)導(dǎo)和代表們這一段時間對我工作上的支持。生產(chǎn)副經(jīng)理存在的意義就在于能否確保施工生產(chǎn)安全、高效且可控的進(jìn)行,而他管理的成功與否,不僅僅依賴他創(chuàng)新的管理思路,先進(jìn)的管理模式,更是與在座的各位密切的配合,鼎力的支持,無私的建議分不開的。管理的過程是一個廣泛借鑒經(jīng)驗(yàn),學(xué)習(xí)歸納的過程,有了很好的總結(jié)才能更好的為實(shí)踐服務(wù)。為了總結(jié)經(jīng)驗(yàn)吸取教訓(xùn),更好的指導(dǎo)開工以后的工作,我對自己從項(xiàng)目部成立至今的工作做了認(rèn)真的總結(jié),現(xiàn)將近期的工作情況做一下匯報,敬望大家評議與指導(dǎo)。剛來項(xiàng)目部負(fù)責(zé)生產(chǎn)施工工作,我就迎接了一次嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),今年6月10日接到業(yè)主通知,他們計劃于6月25日對各項(xiàng)目部駐地建設(shè)情況做一次全面檢查。時間段任務(wù)緊,在項(xiàng)目部全體員工的共同努力下,克服了種種困難,僅僅十四天的時間就完成了項(xiàng)目部臨建,順利通過了檢查。為了盡快創(chuàng)造好施工條件,項(xiàng)目部領(lǐng)導(dǎo)班子緊接著開始籌備建立拌合站和梁場,修筑施工便道。在此期間,我?guī)ьI(lǐng)領(lǐng)工員對項(xiàng)目部管段沿線進(jìn)行了勘察,綜合考慮材料運(yùn)輸6-5內(nèi)部存儲器的分類中鐵管理經(jīng)理述職報告總結(jié)范文6-5內(nèi)部存儲器的分類67存儲器通常分為兩個部分:把具有一定容量、存取速度較快的存儲器作為內(nèi)存儲器,把存儲容量大而速度較慢的存儲器作為外存儲器。以下提到的存儲器除特別說明外均為內(nèi)存儲器存儲器通常分為兩個部分:把具有一定容量、存取速度較快68存儲器的種類很多，從應(yīng)用的角度可分為兩類:一類為讀寫存儲器(RAM)，另一類為只讀存儲器（ROM）。存儲器的種類很多，從應(yīng)用的角度可分為兩類:一類為讀寫691.RAMRAM主要用來存放各種輸人、輸出數(shù)據(jù)和中間結(jié)果，同時用來與外存儲器交換信息，設(shè)置堆棧等。因存儲單元關(guān)掉電源即失去全部內(nèi)容，所以它是易失型的。RAM分為雙極型和MOS型。雙極型的主要特點(diǎn)是速度快，但集成度低、功耗大、成本高，目前微機(jī)多采用MOS型RAM。MOS型又可分為靜態(tài)RAM、動態(tài)RAM和NVRAM三類。1.RAM70靜態(tài)RAM集成度高于雙極型，但低于動態(tài)RAM，功耗比雙極型低，但比動態(tài)高;動態(tài)RAM集成度最高、功耗最低，價格也比靜態(tài)RAM低，但由于它是靠電容存儲信息的，所以總是有電流泄漏存在，就要求有附加的刷新電路。計算機(jī)數(shù)控裝置由于存儲容量一般不是很大，所以多采用靜態(tài)RAM實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲。靜態(tài)RAM集成度高于雙極型，但低于動態(tài)RAM，功耗比71常用的靜態(tài)RAM芯片有6116(2Kx8bit),6264(8Kx8bit),62256(32×8bit)等。6264、62256均采用CIMS工藝，由單一5V供電，典型存取時間為150~200ns，采用28腳雙列直插式扁平封裝，其管腳分布及邏輯符號如圖6-6所示。常用的靜態(tài)RAM芯片有6116(2Kx872圖6-6a6264引腳分布及邏輯符號圖6-6a6264引腳分布及邏輯符號73圖6-6b62256引腳分布及邏輯符號圖6-6b62256引腳分布及邏輯符號742．ROM

ROM的信息在使用時是不能改變的，即不能寫入，只能讀出，因此一般被用來存放固定程序，如微機(jī)的監(jiān)控程序以及各種表格等。ROM的特點(diǎn)是信息的非易失性，即電源掉電后再上電時存儲信息不變。由圖6-5可見，ROM分為掩模ROM、可編程ROM(PROM)、可擦除可編程ＲＯＭ(EPROM)、電可擦除可編程ROM(E２PROM)等類型。2．ROM75掩模ROM：是半導(dǎo)體廠家根據(jù)用戶的要求，按照某種固定線路制造的。這種ROM中信息內(nèi)容不能改寫，用戶不能對其編程，故只適用于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。

PROM中：信息內(nèi)容可以由用戶編程寫入，但用戶只能寫一次，內(nèi)容一經(jīng)寫入便不能修改和擦除。掩模ROM：是半導(dǎo)體廠家根據(jù)用戶的要求，按照某種固定線路制造76EPROM：是一種可以反復(fù)多次編程的器件，它通過專用設(shè)備將程序?qū)懭隦OM。這種芯片上有一個能透過紫外線的小窗口，當(dāng)需要擦除已寫入的程序時，只有將小窗口對著一定頻率的紫外線光源照射巧min左右，就可擦除寫入的所有信息。這種芯片能夠反復(fù)使用多次，與前兩種ＲＯM相比，使用方便，因此被廣泛應(yīng)用于計算機(jī)數(shù)控裝置中.EPROM：是一種可以反復(fù)多次編程的器件，它通過專用設(shè)備將程77E２PROM可以在線用電擦除，無需將芯片從線路板上拔下用紫外線照射。它不僅提供了全片擦除功能，而且可以以字節(jié)為單位進(jìn)行擦除和修改，使用更為方便。E２PROM經(jīng)常用于存儲那些需要在線修改的信息，如數(shù)控系統(tǒng)中的可設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)、PLC中的用戶程序等。E２PROM可以在線用電擦除，無需將芯片從線路板上拔下用紫外78常用的EPROM芯片有2716(2Kx8bit)、2732A(4Kx8bit)、2764(8Kx8bit)、27128、27256、27512等，圖6-7所示為它們的管腳分布。常用的EPROM芯片有2716(2Kx8bit79三、1/O接口

計算機(jī)數(shù)控裝置中的I/0接口是計算機(jī)與外部設(shè)備、機(jī)床控制系統(tǒng)、檢測部件之間的界面，它們可以方便地與微機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)并行和串行輸入/輸出、通信、中斷處理、存儲器直接訪問(DMA)等。三、1/O接口801.可編程并行接口8255A8255A為最常用的I/0并行接口，它可以和8080、8085、8086、8088微處理器及MCS-48、51、96系列單片機(jī)等直接連接。1.可編程并行接口8255A81圖6-8所示為8255A的引腳排列。8255A有24條外圍數(shù)據(jù)線，組成三個8位并行口，CPU通過三個口地址(A口、B口、C口)對它們進(jìn)行訪問。8255A與CPU連接的數(shù)據(jù)線為D。~D7。RD和WR是讀和寫的控制端。A0和A1，用于8255A內(nèi)部的地址譯碼，用來選擇三個數(shù)據(jù)端口和一個控制寄存器。CS為8255A的片選信號，低電平有效。RESET是高電平有效的復(fù)位信號。8255A有三種工作方式:圖6-8所示為8255A的引腳排列。8255A有2822)方式1方式1為選通輸入/輸出方式，A口和B口可作為輸人或輸一出口，而C口的信號線用做聯(lián)絡(luò)信號和中斷請求信號線。2)方式1方式1為選通輸入/輸出方式，A口和B口可作為輸833)方式2方式2為A口雙向傳送方式，A口可工作在雙向方式，此時C口的五條線作為聯(lián)絡(luò)和中斷請求信號線。

3)方式2方式2為A口雙向傳送方式，A口可工作在雙向方842.I/0接口譯碼電路

計算機(jī)數(shù)控裝置中有許多接口芯片，如DMA控制器8237A、中斷控制器8259、并行接口8255A、計數(shù)器/定時器8253等，這些接口芯片都是在相應(yīng)的片選信號有效時才能工作，因此要有產(chǎn)生片選信號的電路，即I/0接口譯碼電路。2.I/0接口譯碼電路85接口芯片的片選信號通常由74LS138產(chǎn)生(圖6-10)。74LS138又稱3-8譯碼器，它有3個輸入A、B、C和8個輸出Y0~Y7，輸出為低電平有效。此外，74LS138還有3個使能端，其中2個(G2A和G2B)為低電平有效，另一個G1為高電平有效。74LS138的邏輯功能見表6-1。接口芯片的片選信號通常由74LS138產(chǎn)生(圖86圖6-10片選信號的產(chǎn)生圖6-10片選信號的產(chǎn)生87在CPU控制系統(tǒng)總線時，G1為高電平，如果此時A9=A8=0，則74LS138的三個控制端均處于有效電平，于是芯片處于允許狀態(tài)，它根據(jù)地址信號A7、A6、A5進(jìn)行譯碼，在Y7一Y0的某一端產(chǎn)生一個低電平的片選信號，而其他7個端為高電平。對于地址信號A7、A6、A5的8種代碼組合，可以得到8個低電平的譯碼信號，它們作為8個片選信號分別送到各接口芯片的片選CS端。在CPU控制系統(tǒng)總線時，G1為高電平，如果此時A988地址總線的低4位A3~A0，作為對接口電路內(nèi)部寄存器的選擇信號。圖6-10所示的譯碼電路中各接口芯片的對應(yīng)端地址如表6-2所示。地址總線的低4位A3~A0，作為對接口電路內(nèi)部寄存器89四、機(jī)床控制I/O接口

除了與常規(guī)的輸人、輸出設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)程序的輸人、輸出和人機(jī)交互界面的顯示外，I/O接口的另一個主要任務(wù)是完成機(jī)床的控制與狀態(tài)的檢測，這些功能由特殊的機(jī)床控制I/O接口實(shí)現(xiàn)。與通用I/O接口相比，機(jī)床控制I/0接口有如下特點(diǎn):1)能夠可靠地傳送控制機(jī)床動作的相應(yīng)控制信息，并能夠輸人控制機(jī)床所需的有關(guān)狀態(tài)信息。四、機(jī)床控制I/O接口902)能夠進(jìn)行相應(yīng)的信息轉(zhuǎn)換，以滿足計算機(jī)數(shù)控裝置的輸人、輸出要求。輸入時，能將機(jī)