基于單片機的數(shù)控砂輪修整器的控制系統(tǒng)設計說明書

本科畢業(yè)設計(論文)題目：基于單片機的數(shù)控砂輪修整器的控制系統(tǒng)設計控制系統(tǒng)的硬件電路設計3.1單片機的選擇本設計選用STC公司的89C52型單片機為控制核心，它是一個低電壓高性能的CMOS單片機。89C52芯片內(nèi)部集成了CPU、RAM、ROM、定時/計數(shù)器和I/O口等各功能部件，并由內(nèi)部總線把這些不見連接在一起。89C52單片機內(nèi)部包含以下一些功能部件：一個8位CPU；一個片內(nèi)振蕩器和時鐘電路；8KBROM,128B內(nèi)RAM；可尋址64KB的外ROM和外RAM控制電路；兩個16位定時/計數(shù)器；21個特許功能寄存器；4個8位并行I/O口，共32條可編程I/O端線；一個可編程全雙工串行口；5個中斷源，可設置成2個優(yōu)先級。圖3.189C52單片機及其引腳圖3.2液晶的顯示顯示部分是控制系統(tǒng)的一個重要部分,液晶顯示器的種類很多，根據(jù)大小和顯示任務的不同來對液晶顯示器進行選擇。本次設計的控制系統(tǒng)只需要顯示坐標數(shù)脈沖，所以設計中采用長沙太陽人電子有限公司的SMC1602LCM液晶顯示模塊.主要技術(shù)參數(shù)如表3.1，該模塊共有16個引腳，引腳圖如表3.2所示。表3.1SMC1062顯示模塊相關(guān)參數(shù)顯示容量16*2個字符芯片工作電壓4.5-5.5V工作電流2.0MA模塊最佳工作電壓5.0V字符尺寸2.95*4.35（WXH）MM表3.2SMC1602顯示模塊引腳圖編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2DataI/O2VDD電源正極10D3DataI/O3VL液晶顯示偏壓信號11D4DataI/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端12D5DataI/O5R/W讀/寫選擇端13D6DataI/O6E勢能信號14D7DataI/O7D0DataI/O15BLA背光源正極8D1DataI/O16BLK背光源負極根據(jù)引腳圖的說明,控制板上采用16針直插式插座與液晶顯示模塊連接，1602電路圖原理圖如圖3.2所示，圖3.21602顯示電路圖原理圖3.3按鍵設計設計4個功能按鍵S確認、執(zhí)行、加工、停止，電路原理圖3.3。圖3.3按鍵設計3.4保護功能數(shù)控系統(tǒng)的保護分為三類，加工過程中的限位保護、抗干擾電路、突然掉電保護。限位保護采用機械按鈕的方式實現(xiàn)，掉電保護和硬件抗干擾已經(jīng)有成熟的集成芯片的支持，本系統(tǒng)選用MAX691芯片完成設計。圖3.4保護電路原理圖3.4.1限位保護電路設計限位保護的實現(xiàn)采用機械按鈕的方式實現(xiàn)。本加工系統(tǒng)中有X、Z兩個方向的電機運動形成金剛筆的曲線運動，所以限位保護的極限點有四個，分別為X方向的原點和終點的限位保護；Z方向的原點和終點的限位保護。在磨床Y7125中，砂輪修形加工過程中需要在X、Z兩向上移動距離、坐標的最大值是固定的，任何的一次加工金剛筆的位置都是在零與最大值之間的移動距離、坐標，所以采用軟件限位的方式對兩向的終點的限位是可行的，并且可以將加工的錯誤消除在加工程序的編制時期。所以實際需要運用按鈕方式進行限位保護的只剩下X、Z兩個方向的原點的限位保護。與手動控制功能的第三部分連接相同，X、Z向的原點限位保護是直經(jīng)過與門的邏輯運算后接入單片機的外部硬中斷的引腳上的，提高了系統(tǒng)的反應速度。3.4.2掉電保護、抗干擾的電路設計本部分的設計選用了美國MAXM公司生產(chǎn)的微處理器監(jiān)控電路—MAX691（如圖3.4），該芯片技術(shù)先進，功能完整，精度較高，該電路在自動控制、自動測量及便攜產(chǎn)品等領域得到廣泛應用。該芯片的主要特點：精確的4.65V監(jiān)控；上電、掉電、不正常低壓供電產(chǎn)生復位輸出；100ms,1.6s或可調(diào)看門狗計時器；1μA待機電流；備用電池電源切換；芯片使能信號的在線選通；電源故障報警。經(jīng)過對保護芯片的學習，實現(xiàn)了本系統(tǒng)中掉電保護和看干擾電路的連接（如圖3.4），在圖示連接中加入軟件的支持，掉電情況下將當前的加工重要數(shù)據(jù)保存在單片機的數(shù)據(jù)存儲器中，由備用電源只對單片機供電保護數(shù)據(jù)；抗干擾的看門狗電路功能的實現(xiàn)，該芯片在步進電機的控制信號的一條線上進行采集信號，在設定時間內(nèi)發(fā)生干擾則會產(chǎn)生復位信號使單片機復位，達到抗干擾的目的。3.5人機交互面板的設計經(jīng)過對數(shù)控系統(tǒng)的控制部分硬件進行設計，確定了各模塊的具體位置，現(xiàn)在規(guī)劃數(shù)控系統(tǒng)的面板如圖3.5。圖示面板只是表示顯示數(shù)碼管、按鍵、電源、U口的相對位置，不表示實際尺寸。 圖3.5控制面板面板中矩陣按鍵排列和指示燈的具體安排見表3.1：表3.3按鍵和指示燈安排按鈕0按鈕1按鈕2按鈕3按鈕4按鈕5按鈕6按鈕7按鈕8按鈕9按鈕選擇按鈕確認燈X向限位按鈕X向前進按鈕X向后退按鈕Z向前進按鈕Z向后退燈Z向限位按鈕復位1按鈕復位2按鈕暫停燈暫停燈工作指示PAGEPAGE154控制系統(tǒng)的軟件設計4.1開發(fā)環(huán)境KeilC51在本控制器的軟件設計中，采用的是C語言和KeilC51作為開發(fā)系統(tǒng)。KeilC51是美國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，C語言是一種編譯程序設計語言，它兼顧了多種高級語言的特點，并且具備匯編語言的功能。目前，使用C語言進行程序設計已經(jīng)成了一個主流，用C語言開發(fā)系統(tǒng)可以大大縮短開發(fā)周期，明顯曾強程序的可讀性，便于改進和擴充。而且對8051的C語言日趨成熟，成為了專業(yè)化的實用高級語言。KeilC51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。C5l工具包中uVision和IShell分別是C51forwindows和forDos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。uVisionforWindows是一個標準的windows應用程序，它是C51的一個集成軟件開發(fā)平臺，具有源代碼編輯、project管理、集成的make等功能，它的人機界面友好，操作方便，是開發(fā)者的首選。它的開發(fā)界面如圖4.1。圖4.1KeiluVision2開發(fā)界面4.2系統(tǒng)軟件的開發(fā)本控制器的軟件開發(fā)，就是對單片機I/O口的控制與操作，在進行軟件代碼編寫前應明確單片機I/O對應的控制對象，具體分配如下圖4.2所示：P1.0～P1.3X、Z兩個電機的控制信號和脈沖信號；P1.4～P1.7分別四個點動按鈕；P0.0～P0.7接1602液晶顯示器的數(shù)據(jù)端；P3.4接1602液晶顯示器使能端；P3.5接1602液晶顯示器數(shù)據(jù)／命令選擇端；P2.0～P2.4接其它五個功能按鈕；P2.5接蜂鳴器；P3.0接軟件燒錄指示燈；P3.0～P3.1、P3.4～P3.7接查詢按鍵P3.2～P3.3接電機托板X復位端、X指示燈、Z復位端、Z指示燈；圖4.2單片機端口分配方案圖其它相關(guān)的初始參數(shù)：X向電機參數(shù)：步距角1.8o；Z向電機參數(shù)：步距角1.8o；X、Z絲杠螺距：0.5mm；運行速度檔位：2.0mm/s；Z向電機與金剛筆頭縱向位移關(guān)系：8：1；X向電機行程：24mm；Z向電機行程：3mm；4.3軟件的總體設計4.3.1主程序流程圖系統(tǒng)上電復位后，先經(jīng)過必要的參數(shù)初始化后，便進入按鍵查詢，等待操作，當有按鍵按下后，程序便調(diào)用相應的子程序運行，流程圖如圖4.3所示：開始調(diào)用相應子程序執(zhí)行相應的操作初始化1602調(diào)用查詢按鍵顯示輸入x坐標脈沖確認鍵按下顯示輸入z坐標脈沖執(zhí)行鍵按下金剛筆插補修形INT中斷判斷P1I/O口清零電機停止工作繼續(xù)插補修形停止按鍵按下立即停止YN圖4.3主程序流程圖4.3.2顯示程序流程圖本次設計中采用的是1602液晶顯示器，它支持兩行每行16位的字符顯示，在軟件設計時，讓第一行顯示加工坐標脈沖。在執(zhí)行顯示任務前，首先要對顯示器進行初始化。在編寫顯示程序時，首先要向顯示器發(fā)出位置控制信號(即在顯示器的哪一位顯示)，再向顯示器發(fā)出數(shù)據(jù)信號(即在那一位上顯示什么數(shù)字或字符)。顯示模塊的主程序流程圖如圖4.4：初始化1602初始化1602查詢鍵盤掃描是否有鍵按下返回鍵值開始發(fā)送顯示地址延時YN延時發(fā)送顯示數(shù)據(jù)顯示圖4.4顯示程序流程圖4.3.3手動調(diào)整模塊步進電機是靠控制器發(fā)出步進脈沖和方向電平信號來驅(qū)動的，單片機產(chǎn)生脈沖的方法有兩種，一種是通過延時的方法，另外是通過定時器定時的方法。延時時間的長短，和定時器賦初值的大小決定了電機的運行速度，在本控制系統(tǒng)中對運行速度要求2mm/s，所以采用第二種方法來產(chǎn)生步進脈沖。根據(jù)設計的功能要求，點動時的運行速度為2mm/s,點動一次的位移是0.2mm。手動程序流程圖如圖4.5。開始按鍵延時去抖是否松手發(fā)送脈沖方向信號發(fā)送驅(qū)動脈沖信號該方向執(zhí)行點動0.2mmYN圖4.5手動程序流程圖4.3.4直線加工模塊直線加工程序跟手動調(diào)整程序類似，其軌跡圖定義如圖4.6所示?？梢钥醋?個位移量較大的點動操作。它需要的數(shù)據(jù)直接存儲在單片機中，當按下此鍵后就xzxz0(24,05)(0,0.5)123圖4.6直線加工軌跡圖4.3.5限位模塊流程圖限位程序是為防止金剛筆運行超過極限位置而采取的保護措施。為了保證此模塊的實時性即金剛筆拖板到達限位位置能夠及時停止，實施的方法是單片機的外部中斷0和外部中斷1管腳分別連接X，Z兩個方向電機的限位點，單片機上電復位后，這兩個管腳的電壓為高電平，且這兩點與機械外殼之間是絕緣的，當金鋼筆拖板運動到極限位置，拖板與其接觸，把單片機對應的管腳電平拉低，單片機產(chǎn)生中斷，調(diào)用中斷服務程序，完成停機操作。其程序流程圖如圖4.7所示：開始開始INT0=0?立即調(diào)用中子斷程序X電機控制I/O清零電機停止轉(zhuǎn)動YNINT1=0?NX復位指示燈量X報警器響立即調(diào)用中子斷程序Z電機控制I/O清零Z復位指示燈量Z報警器響圖4.7限位程序流程圖4.3.6直線插補原理及其流程圖插補一般是用在計算機圖形顯示，或者數(shù)控加工的近似走刀等情況下的。以數(shù)控加工為例子，數(shù)控機床的刀具往往是不能以曲線的實際輪廓去走刀的，而是近似地以若干條很小的直線去走刀，走刀的方向一般是X和Y方向。逐點比較法是使用階梯折線來逼近被插補直線或圓弧輪廓的方法，一般是按偏差判別、進給控制、偏差計算和終點判別四個節(jié)拍來實現(xiàn)一次插補過程。4個象限的計算方法，原理相同，四個象限插補時其偏差計算公式和進給脈沖方向如圖4.8所示，計算時Xe，Ye均為絕對值。圖4.8直線插補計算公式和進給脈沖方向圖在此數(shù)控砂輪修形器的X、Z實驗平臺中，我們主要運用逐點比較法直線和圓弧插補，其中Y方向改為本次設計要求的Z方向。以第一象限為例，取直線起點為坐標原點，第一象限內(nèi)直線的逐點比較法插補的流程圖如圖4.9。開始開始初始化,+F>=0?+X向走一步+Y向走一步結(jié)束YNYN圖4.9第一象限逐點比較法插補流程圖4.4程序的下載軟件編寫的過程是：在KeiluVision2編譯軟件中，建立一個文件后綴名為：*.Uv2工程文件和一個后綴名為*.c文件，然后在把*.c文件添加到*.Uv2工程下面，接著在程序欄編寫處，鍵入程序代碼，設置后，對程序進行編譯生成*.hex文件。再打開STC-SIP下載工具如圖4.10。選擇單片機的類型，打開生成*hex文件，再點Download按鍵，通過串口線連接電腦和單片機這樣就可以把程序燒寫入單片機了。圖4.10程序下載工具西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）PAGEPAGE245數(shù)控XY工作臺的設計5.1XY工作臺的設計5.1.1主要設計參數(shù)及依據(jù)本設計的XY工作臺的參數(shù)定為：工作臺行程：橫向320mm，縱向450mm工作臺最大尺寸（長×寬×高）：1100×900×300mm工作臺最大承載重量：120Kg脈沖當量：0.001mm/pluse進給速度：60平方毫米/min表面粗糙度：0.8～1.6設計壽命：15年5.1.2XY工作臺部件進給系統(tǒng)受力分析因激光切割機床為激光加工其激光器與工件之間不直接接觸因此可以認為在加工過程中沒有外力負載作用。其切削力為零。XY工作臺部件由工作臺、中間滑臺、底座等零部件組成各自之間均以滾動直線導軌副相聯(lián)以保證相對運動精度。設下底座的傳動系統(tǒng)為橫向傳動系統(tǒng)，即X向，上導軌為縱向傳動系統(tǒng)，即Y向。一般來說數(shù)控切割機床的滾動直線導軌的摩擦力可忽略不計但滾珠絲杠副以及齒輪之間的滑動摩擦不能忽略這些摩擦力矩會影響電機的步距精度。另外由于采取了一系列的消隙、預緊措施,其產(chǎn)生的負載波動應控制在很小的范圍。5.1.3初步確定XY工作臺尺寸及估算重量初定工作臺尺寸(長×寬×高度)為:1200×950×70mm，材料為HT200，估重為625N(W1)。設中托座尺寸(長×寬×高度)為:1200×520×220mm，材料為HT200，估重為250N（W2）。另外估計其他零件的重量約為250N(W3)。加上工件最大重量約為120Kg（1176N）(G)。則下托座導軌副所承受的最大負載W為:5.2Z軸隨動系統(tǒng)設計激光切割機對Z軸隨動機構(gòu)要求非常高。在切割中需隨時檢測和控制切割表面的不平度，通過伺服電機和滾珠絲桿調(diào)整切割頭的高度，以保證激光聚焦后的焦點在切割板材的表面位置。由于激光焦點至板面的距離將影響割縫寬窄及質(zhì)量，因此，要求Z軸的檢測精度高于0.010mm：同時，隨動速度應大于5m/min。隨動速度太快會造成切割頭上下震蕩，太慢又造成切割頭跟不上的現(xiàn)象。目前。對加工板材的檢測主要有電容、電感、電阻、激光、紅外等幾種方式。電感式和電阻式屬于傳感器，激光、紅外及電容式屬于非接觸式傳感器。電容式傳感器在運動檢測過程中不發(fā)生摩擦阻力，最適于金屬板材和高速切割加工，而激光和紅外位移傳感器對加工材料的反射率很敏感，僅適用于一些特殊場合的切割加工(如強磁場、強干擾環(huán)境)。所以在選擇傳感器時，應注意檢測精度和對切割材料的適應性，同時安裝時還需要注意采取抗干擾措施。割頭具有多種先進的智能和附加功能，如自動調(diào)整激光噴嘴距離、自動清潔噴嘴、同軸噴水機構(gòu)、切割頭轉(zhuǎn)動、切割嘴擺動等。這些功能機構(gòu)的增加,不可避免地增加了切割頭的重量，成切割頭的動態(tài)性能不好,隨動機構(gòu)反應不靈敏。一般來說，普通數(shù)控激光切割機Z軸拖動重量在5kg以上時，應采用重力平衡設施。而高性能數(shù)控激光切割機的Z軸拖動重量在2kg以上就須施加重力平衡設施，特別是在高速飛行光路設計中這一點尤為重要。目前Z軸上的重力平衡設施使用較多的是采用氣缸托動方式。該方式重量輕、體積小、易安裝，還可根據(jù)要求調(diào)整氣缸的平衡力。5.3滾珠絲杠傳動系統(tǒng)的設計計算根據(jù)機床的受力情況及結(jié)構(gòu)尺寸，參照南京工藝裝備廠的產(chǎn)品系列，選用FFZD內(nèi)循環(huán)墊片預緊螺母式滾珠絲桿，具體型號如下：X向：FFZD2504-3/490×500Y向：FFZD2504-3/500×1100因X向的滾珠絲桿比Y向的滾珠絲桿所受的負載大，現(xiàn)只計算X向絲桿的相關(guān)數(shù)據(jù)，Y向根據(jù)X向的結(jié)果相同選用即可滿足要求，具體計算如下。5.3.1滾珠絲杠副導程的確定軸向負荷計算公式：（3.1）式中F____切削力，F(xiàn)=0W____工件重量加工作臺重量激光切割機滾珠絲杠是在低速條件下工作的。故本處的，。對照樣本參數(shù)這里的Go非常小，選定導程為4的滾珠絲杠副。5.3.2絲杠的安裝方法典型的絲杠安裝方法有四種：(1)端軸向固定，一端自由。常用于段絲杠和豎直安裝的絲杠。它的承載能力小，軸向剛度低。(2)端固定，一端簡支。常用于較長的臥式絲杠。這時軸承要遠離熱源及絲杠常用段，其目的是為了減少絲杠的熱變形的影響。(3)兩端為簡支。這種安裝方式對絲杠的熱伸縮較為敏感。(4)兩端固定。常用于長絲杠或高轉(zhuǎn)速、要求高精度、高剛度的地方。由于絲杠承受的載荷較大，所以選用第四種安裝方式。5.4直線滾動導軌的選型絲杠公稱直徑，25mm則根據(jù)式（3.3）：ψ＝2.91°則根據(jù)式（3.2）得：η＝0.953。導軌主要分為滾動導軌和滑動導軌兩種，直線滾動導軌在數(shù)控機床中有廣泛的應用。相對普通機床所用的滑動導軌而言，它有以下幾方面的優(yōu)點：定位精度高：直線滾動導軌可使摩擦系數(shù)減小到滑動導軌的1/50。由于動摩擦與靜摩擦系數(shù)相差很小，運動靈活，可使驅(qū)動扭矩減少90%，因此，可將機床定位精度設定到超微米級。降低機床造價并大幅度節(jié)約電力：采用直線滾動導軌的機床由于摩擦阻力小，特別適用于反復進行起動、停止的往復運動，可使所需的動力源及動力傳遞機構(gòu)小型化，減輕了重量，使機床所需電力降低90%，具有大幅度節(jié)能的效果?？商岣邫C床的運動速度：直線滾動導軌由于摩擦阻力小，因此發(fā)熱少，可實現(xiàn)機床的高速運動，提高機床的工作效率20～30%?？砷L期維持機床的高精度:對于滑動導軌面的流體潤滑，由于油膜的浮動，產(chǎn)生的運動精度的誤差是無法避免的。在絕大多數(shù)情況下，流體潤滑只限于邊界區(qū)域，由金屬接觸而產(chǎn)生的直接摩擦是無法避免的，在這種摩擦中，大量的能量以摩擦損耗被浪費掉了。與之相反，滾動接觸由于摩擦耗能?。疂L動面的摩擦損耗也相應減少，故能使直線滾動導軌系統(tǒng)長期處于高精度狀態(tài)。同時，由于使用潤滑油也很少，大多數(shù)情況下只需脂潤滑就足夠了，這使得在機床的潤滑系統(tǒng)設計及使用維護方面都變的非常容易了。所以在結(jié)構(gòu)上選用：開式直線滾動導軌。參照南京工藝裝備廠的產(chǎn)品系列。型號：選用GGB型四方向等載荷型滾動直線導軌副，如圖4.1。具體型號：X向選用GGB20BA2P，2500-4Y向選用GGB20AB2P，21100-4西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）PAGEPAGE276結(jié)論本文的設計題目是基于單片機的數(shù)控砂輪修行器的控制系統(tǒng)設計。論文就控制系統(tǒng)的總體設計劃分了系統(tǒng)控制部分和機械部分，根據(jù)系統(tǒng)控制部分劃分了硬件設計部分和軟件驅(qū)動部分，論文詳細介紹了各個硬件設計電路圖，軟件驅(qū)動部分劃分了軟件模塊，同時在keilC51開發(fā)環(huán)境下對各個軟件模塊進行了完整的軟件編程，如(1)顯示程序軟件編程設計。(2)點動軟件編程設計。(3)直線加工軟件編程設計等。本文所設計的控制系統(tǒng)功能完備、性能可靠、低耗高效、操作簡單，與同類產(chǎn)品相比具有相當?shù)男阅芎蛢r格優(yōu)勢。該控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的功能：(1)能夠控制步進電機正反轉(zhuǎn)，進行插補；(2)能夠顯示脈沖參數(shù)；(3)能夠輸入0到10000的脈沖個數(shù)；(4)在運行到限位位置能夠急停，進行限位保護提示；(5)能夠?qū)π扌纹鬟M行點動調(diào)整。本次數(shù)控砂輪修形系統(tǒng)采用的是基于單片機控制系統(tǒng)的設計方案主要是基于市場的原因。從長遠和提高產(chǎn)品性能的角度出發(fā)，基于單片機數(shù)控的砂輪修形的控制系統(tǒng)，是一種價格便宜且功能齊全的結(jié)構(gòu)，隨著以后不斷的完善和改進，必將有廣闊的應用空間和使用價值。本產(chǎn)品雖然與國外的高性能磨齒機相比，還有差距，這些都是今后努力的方向。PAGEPAGE28致謝論文是在王沁老師悉心指導下完成的，從具體設計到論文的完成期間凝聚了王老師辛苦的汗水和智慧的結(jié)晶。在這里首先要感謝我的導師王沁老師，感謝他半年來對我一點一滴的幫助和關(guān)心。王老師淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、樂觀向上的生活態(tài)度都給我留下了深刻的印象。在王老師這里，我學到了很多很多，不僅僅是廣泛的理論實踐知識，更重要的是做人做事的態(tài)度，這些都將會使我受益終生！今后無論走到那里，從事什么工作，我都會記起王老師的諄諄教誨和無私奉獻。另外我要感謝我的學友和朋友們，感謝他們在論文的完成過程中所給予我的鼓勵和支持，每當我碰到困難時，他們總是鼓勵我，給予我信心和支持。同時我還要感謝我的家人，沒有他們的支持和關(guān)愛就沒有今天樂觀自強的我。即將走上工作崗位，我會記住曾經(jīng)給予我?guī)椭拿恳晃焕蠋熀屯瑢W，在此讓我真誠的對你們說一聲：謝謝！PAGEPAGE30參考文獻[1]張英杰,韓慶瑤,賈桂紅.現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的特點和發(fā)展趨勢[M].中國制造業(yè)信息化,2004,33(9):106～108.[2]柳蘭,何娜，黃智偉.基于USB技術(shù)的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)設計[M].電子設計工程ElectronicDesignEngineering，2009,17(6):38～40.[3]張潤孝,趙仲生,林其駿等.高精度SX系列數(shù)控砂輪修形系統(tǒng)[M].西安：西安交通大學機械工程學院(710049),1997,31(12).[4]熊清平.數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢[J].專家視點，91～94，2004.[5]宋惠軍.Y7125磨齒機CNC砂輪修形系統(tǒng)設計與研究碩士學位論文[D].西安交通大學機電工程系,1991，15～22.[6]劉紅燕，于復生.8051單片機與U盤的技術(shù)設計.電子元器件應用[M].2006,88～91.[7]徐亞東,蔣建國,齊美彬等.基于單片機的USB安全鑰設計與實現(xiàn).應用天地[M].2007,26(9):66～69.[8]MAXiong-bo,HANZhen-yu,WANGYong-zhang.DevelopmentofaPC-basedOpenArchitectureSoftware-CNCSystem[J].ChineseJournalofAeronautics，2007，272～281.[9]D.A.Axinte,S.AbdulShukor,A.T.Bozdana.Ananalysisofthefunctionalcapabilityofanin-housedevelopedminiature4-axismachinetool[M].InternationalJournalofMachineTools&Manufacture,2010,191~203.[10]J.JesusdeSantiago-Perez,RoqueAlfredoOsornio-Rios,Rene′deJesusRomero-Troncoso1.DSPalgorithmfortheextractionofdynamicsparametersinCNCmachinetoolservomechanismsfromanopticalincrementalencoder[M].InternationalJournalofMachineTools&Manufacture,2008:1318～1334.[11]侯麗玲.基于AT89S52單片機的LED點陣顯示屏控制系統(tǒng)的設計.漳州職業(yè)技術(shù)學院學報,2008,10(3):70～73.[12]唐前輝,丁明亮.Proteus1515和Keil在單片機教學中的應用[M].重慶電力高等專科學校學報,2006,11(4):46～49.[13]袁強,陸啟生,李文煜.基于單片機89C51和89C2051點陣LED圖文顯示[M].工程地質(zhì)計算機應用,2006,(44)：17～19.[14]徐凱,張明.C51開發(fā)串行總線程序的優(yōu)化[M].電測與儀表,2005,42(479):60～62.[15]張英杰，韓慶瑤，賈桂紅.現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的特點和發(fā)展趨勢[M].中國制造業(yè)信息化,2004,33(9):106～108.[16]馬雄波.基于PC機的開放式多軸軟數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與實現(xiàn)[D].博士學位論文.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2007.11.[17]李華，MCS-51單片機應用系統(tǒng)設計系統(tǒng)配置與接口技術(shù)[M].北京航天航空大學，91～95，1990.[18]王慶.Protel99SE&DXP[M].電路設計教程電子工業(yè)出版社，91～144，2006.[19]機電一體化技術(shù)手冊編委會編.機電一體化技術(shù)手冊(上﹑下冊)[M].北京:機械工業(yè)出版社,1994.畢業(yè)設計（論文）只是產(chǎn)權(quán)聲明PAGEPAGE32畢業(yè)設計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明本人完全了解西安工業(yè)大學北方信息工程學院有關(guān)保護知識產(chǎn)權(quán)的規(guī)定，即：本科學生在校攻讀學士學位期間畢業(yè)設計（論文）工作的知識產(chǎn)權(quán)屬于西安工業(yè)大學北方信息工程學院。本人保證畢業(yè)離校后，使用畢業(yè)設計（論文）工作成果或用畢業(yè)設計（論文）工作成果發(fā)表論文時署名單位仍然為西安工業(yè)大學北方信息工程學院。學校有權(quán)保留送交的畢業(yè)設計（論文）的原文或復印件，允許畢業(yè)設計（論文）被查閱和借閱；學?？梢怨籍厴I(yè)設計（論文）的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復制手段保存畢業(yè)設計（論文）。（保密的畢業(yè)設計（論文）在解密后應遵守此規(guī)定）畢業(yè)設計（論文）作者簽名：指導教師簽名：日期：畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明秉承學校嚴謹?shù)膶W風與優(yōu)良的科學道德，本人聲明所呈交的畢業(yè)設計（論文）是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，畢業(yè)設計（論文）中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的成果，不包含他人已申請學位或其他用途使用過的成果。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了致謝。畢業(yè)設計（論文）與資料若有不實之處，本人承擔一切相關(guān)責任。畢業(yè)設計（論文）作者簽名：指導教師簽名：日期：附錄2PAGEPAGE45附錄1附錄1一．顯示初始程序/*1062液晶顯示的初始程序為*/#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitrs=P3^5;sbitlcden=P3^4; /*根據(jù)硬件電路，定義液晶顯示器的控制端*/voiddelay(ucharx) /*延時程序*/{uinta,b;for(a=x;a>0;a--)for(b=10;b>0;b--);}voidwrite_com(ucharcom)/*寫控制信號函數(shù)*/{P0=com;rs=0;lcden=0;delay(10);lcden=1;delay(10);lcden=0;}voidwrite_date(uintdate)/*寫數(shù)據(jù)函數(shù)*/{P0=date;rs=1;lcden=0;delay(10);lcden=1;delay(10);lcden=0;}voidinit()/*根據(jù)液晶顯示器說明書依次寫入初始化控制信號*/{write_com(0x38);delay(20);write_com(0x0f);delay(20);write_com(0x06);delay(20);write_com(0x01);delay(20);}二．直線加工子程序//直線加工程序#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitxcp=P1^0;sbitxdir=P1^1;sbitzcp=P1^2;sbitzdir=P1^3;sbitkeyzj=P2^2;uintstep,num;voiddelay(uint);voidpluse();voidzhixianjiagong(){ P1=0xff; if(keyzj==0) { delay(50); if(keyzj==0) { while(!keyzj); step=9600; for(step;step>0;step--) { xcp=1; xdir=0; pluse(); } step=200; for(step;step>0;step--) { zcp=1; zdir=0; pluse(); } step=9600; for(step;step>0;step--) { zcp=0; zdir=0; pluse(); } step=200; for(step;step>0;step--) { xcp=0; xdir=0; pluse(); } }} }voiddelay(uintx){ uintj,k; for(j=10;j>0;j--)for(k=x;k>0;k--);}voidpluse()//定時發(fā)脈沖1.25ms發(fā)出一個脈沖,脈沖速度2mm/s{ num=0;EA=1; ET1=1; TMOD=0x10; TH1=(65536-250)/256; TL1=(65536-250)%256; TR1=1; while(1) { if(num==5) { num=0; } }}voidtime1()interrupt3using1{ TH1=(65536-250)/256; TL1=(65536-250)%256; num++;}三．直線插補和圓弧插補子程序#include<reg52.h>#include<math.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineulongunsignedlongsbitxcp=P1^0;sbitxdir=P1^1;sbitzcp=P1^2;sbitzdir=P1^3;uintstep,num;voidpluse();voidlinechabu(floatx,floatz){ longf; ulongxe,ze,and; x=abs(x); z=abs(z); xe=400*x;//插補步長 0.0025mm ze=400*z; and=(xe+ze);//總脈沖數(shù)總步數(shù) P1=0xff; f=0; while(and>0) { if(f>=0) { xdir=1;//方向向x正向走一步+x xcp=0;//脈沖輸出 pluse(); xdir=1; f=f-z;} else { if(x>=0&&z>=0)//第一象限 { zdir=1; zcp=0; pluse(); zcp=1; f=f+x; } else//第四象限 { zdir=0; zcp=0; pluse(); zcp=1; f=f+x; } } and=and-1; }}voidarcographchabu(floatx,floatz)//圓弧插補{ longf; ulongxm,zm,and; xm=abs(x)*400; zm=abs(z)*400; and=zm+xm;//總脈沖數(shù),插補步長 P1=0xff; f=0; while(and>0) { if(f<=0) { xdir=1; //方向向x正向走一步+x xcp=0;//脈沖輸出 pluse(); xcp=1;//脈沖停止 x=x-1; f=f+2x+1;} else { if(x>=0&&z>=0)//第一象限 { zdir=1; zcp=0; pluse(); zcp=1; f=f+2z+1; z0=z-1; } else//第四象限 { zdir=0; zcp=0; pluse(); zcp=1; f=f-2z+1; z=z-1; } } } and=and-1;}voidpluse()//頻率1.25ms發(fā)出一個脈沖,脈沖速度2mm/s{ num=0;EA=1; ET1=1; TMOD=0x10; TH1=(65536-250)/256; TL1=(65536-250)%256; TR1=1; while(1) { if(num==5) { num=0; } }}voidtime1()interrupt3using1{ TH1=(65536-250)/256; TL1=(65536-250)%256; num++;}四．限位中斷和停止子程序//限位保護程序#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitxlight=P3^2;sbitzlight=P3^3;sbitbeep=P2^5;sbitkeytz=P2^3;delay(uchar);voidxzhongduan(){EA=1;EX0=1;IT0=1;}voidext0()interrupt0using1{ P1=0xf3|P1;//x電機控制I/O口清 xlight=0;//x限位指示燈亮 beep=0;//報警}voidzzhongduan(){EA=1;EX1=1;IT1=1;}voidext1()interrupt1using1{ P1=0xfc|P1;//z電機控制I/O口清零 zlight=0;//z限位指示燈亮 beep=0;//報警}voidtingzhi(){ while(1) { zzhongduan(); xzhongduan(); if(keytz==0)//停止程按鍵 { delay(50); if(keytz==0) { while(!keytz) P1=P1|0xff; } }}}delay(ucharx) /*延時程序*/{ uinta,b; for(a=x;a>0;a--) for(b=10;b>0;b--);}五．點動按鈕子程序/*點動調(diào)整程序*/#include<reg52.h>#defi