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（全套设计）CK6140数控卧式车床及控制系统的设计（CAD图纸）

数控卧式车床及控制系统的设计摘要选择主要考虑以下因素时钟频率和字长，这个指标将控制数据处理的速度可扩展存储器的容量指令系统功能，影响编程的灵活性口扩展能力，即对外部设备控制的能力开发手段，包括支持开发的软件和硬件此外，还应考虑到系统的应用场合，控制对象对各种参数的要求，以及经济价格比等经济性的要求。综合考虑以上因素，这里我们选用芯片作为.存储器扩展电路设计由于芯片内部无程序存储器，需要扩展外部程序存储器支持，同时内部只有的数据存储器供用户使用，也不能满足控制系统的要求，故需要扩展程序存储器和数据存储器。程序存储器的扩展的程序存储器的寻址空间为字节，片内不带，用作程序存储器的器件是。根据控制系的要求，这里，我们扩展片程序存储器。．地址锁存器由于芯片的口是分时传送低位地址线和数据线的，故扩展系统中定要有地址锁存器，常用的地址锁存器芯片是，是带三态缓冲输出的触发器，其引脚与芯片的连接。．译码电路设计由于这里扩展的容量较大，扩展多个外围芯片。因此，这里使用译码法来进行编址。译码电路可使用现有的译码芯片，这里我们选用译码器这种芯片，输入端占用根最高位地址线，剩余的根低位地址线可作为片内地址线，译码器的根输出线分别对应个字节的地址空间。．与芯片的连接地址线的连接芯片的和用来传送地址和数据。口传送高位地址，口传送低位地址和数据，因此采用锁存器，锁存低位地址，以实现口地址和数据的分时传送作为的选用信号，当为高电平时，锁存器的输入和输出透明，此时不需锁存。当从高电平变为低电平，出现下降沿时，低位地址锁存入地址锁存器中，的输出不再随输入变化，这样口就用来传送数据，芯片的口和的送出口工组成位地址线，是需要根地址线，低位接的芯片的输出，接芯片的。系统采用全地址译码，两片芯片的片选信号分别接译码器的和，系统复位后程序从开始执行。数据线的连接芯片的位数据线与口直接连接单片机规定指令码火热数据都是由口读入，数位对应即可。控制线的连接芯片的外部程序存储器的读选通信号与芯片的端相连，芯片的地址锁存允许信号接地址锁存器的引脚。二数据存储器的扩展由于芯片内部只有字节供用户使用，远不能满足系统需要，因此需要扩展片外的数据存储器。常用的数据存储器有，等，这里我们选用，扩展片，与的连接方式与和的连接大致相同，不同的是，读输信号与芯片的引脚连接，写输信号与的相连。由于程序存储器与数据存储器独立编址，地址可以重复使用，因此，片的片选信号也分别接译码器的和.接口电路及辅助电路设计接口电路设计单片机共有四个位并行，但可供用户使用的只有口和部分口，不能满足输入输出口的需要，因此系统必须扩展输入输出接口电路。这里根据系统功能及需要,扩展片和片可编程接口芯片.的片选信号接的端,芯片的片选信号接的。三八译码器有三个输入分别接，输出个输出，低电平有效。对应输入的到的种组合，其中对应位，对应位。还有三个使能端，其中两个和为低电平使能，另个为高电平使能。只有当使能端均处于有效电平时，输出才能产生，否则输出处于高电平无效状态。接口芯片与外部设备的连接是这样安排的，芯片的作为显示器段选信号输出，是显示器的为选信号输出，是键盘扫描输入。芯片的引脚接的因为使用的，故为高电平。芯片接向向和向步进电机硬件环形分配器，为输出，为三个方向的点动及回零输入，为面板上的选择开关键输入，设有编辑单步运行自动手动Ⅰ手动Ⅱ等方式。系统个芯片都采用全地址译吗，个存储器及接口芯片的地址编码见参考书。向向和向步进电机硬件环形分配器采用，相通五相十拍方式工作，故，引脚接，三个芯片的选同输出控制分别接的，清零接的，正反转控制端接的，时钟输入端接芯片的，用以解决脉冲分配器输出脉冲的频率。为实现插补时不同的进给速度，可给芯片定时记数器中设置不同的时钟常数。二步进电机接口及驱动电路通常在经济型数控机床中，大多采用步进电机开环控制，步进电机是种用电脉冲信号进行控制，并将电脉冲转变成相应的角位移的电机，其角位移两与电脉冲成正比，其转速与电脉冲频率成正比，通过改变脉冲频率就可以调节电机转速。驱动步进电机的脉冲需要按所需的顺序供给电机个相。脉冲分配器就是实现步进电机个相脉冲通电顺序的。为使步进电机正常运行并输出定的功率，需要有足够的功率提供给步进电机，因此需要有功率放大环节。脉冲分配器及前面的微机接口芯片，工作电压般为，而作为电机电源的许符合步进电机要求的额定值，为避免干扰，在它们之间采用光电隔离电路．脉冲分配器环形分配器这里向向和向三个方向均采用环形分配器。光电隔离电路在步进待年纪驱动电路中，般在接口电路与功率放大器之间家上光电隔离电路，实现电气隔离，通常使用光电偶合器作为光电隔离电路。功率放大器环型分配器的输出脉冲很小，还远不能满足步进电机的要求，不许将它放大，以产生足够大的功率驱动步进电机正常运转，这里采用的功率放大电路如下图.所示图.功率放大器三其他辅助电路的时钟电路单片机的时钟可由内部方式产生，内部方式利用芯片内部的振荡电路，在，引脚上外接定时元件。如下图所示图.时钟电路复位电路单片机的复位电路都是靠外部电路实现，在时钟电路工作后，只要在引脚上出现以上高电平，单片机便实现状态复位，以后单片机便从单元开始执行程序图.复位电路越界报警电路为防止工作台真越界，可分别在极限位置安装限位开关，此控制系统中有越界报警和急停处理电路，方向的越界和急停信号经或门的中断源同时又接到的口，采用硬件申请中断和软件查询的方法，这样无论哪个方向越界都会引起中断，在中断服务中通过软件查询的办法，便可确定是哪个方向越界，当等方向越界，则相应的红灯亮报警．图.越界报警电路.掉电保护电路半导体存储器最怕掉电，掉电，里面存储的信息就全部丢失。在工业现场环境恶劣，掉电是难以避免的，能不能在掉电的情况下，保持住中的信息呢掉电保护电路就是为解决此目的而设计的。数控车床加工过程中，些重要的现场参数如几何尺寸工艺参数等都是存储在中，旦掉电，数据能妥善保存，恢复供电后又马上运行。图所示为简单掉电保护电路的工作原理，图中为电源电压，为备用电池电压，并且,为存储器的电源端，正常通电时，二级管导通，截止，的工作电压提供，同时，还通过电阻对电池充电。断电后，截止，导通，此时的工作电压由电池经二极管和电阻供给，值般取时，存储器就能可靠地保持信息。图.掉电保护电路参考文献.张建民主编机电体化系统设计北京理工大学出版社.机电体化系统设计手册国防工业出版社.龚桂义主编机械设计课程设计手册高等教育出版社.机械零件设计手册第二版上册冶金工业出版社.何立民主编单片机应用系统设计北京航空航天大学出版社年.何淑华主编单片微型机原理及应用哈尔滨工业大学出版社.李光斌编计算机数控系统设计指导华中理工大学出版社.机械设计高等教育出版.机床设计手册册机械工业出版社.赵大兴李天宝主编现代工程图学.教程湖北科学出版社.顾维邦金属切削机床