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數控螺紋車床控制系統硬件電路設計

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更新時間：2014-06-02
發布人： 1955422769

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摘要

本文詳細地介紹了數控螺紋車床控制系統硬件電路的設計過程。該控制系統主要可分為六部分：CPU時鐘及復位電路、存儲器擴展電路、手動鍵盤和編輯鍵盤電路、I/O擴展電路、顯示電路以及譯碼電路。控制系統選用MCS-51系列的8031作為主CPU；在存儲器擴展電路設計中,選用27256芯片外擴了32K的程序存儲器和 6264芯片外擴了8K的數據存儲器，分別用于存放系統管理程序、數控加工程序以及運算數據；在手動鍵盤和編輯鍵盤設計中選用8155芯片的PA口和PC口作為行、列母線，擴展了矩陣式編輯鍵盤，用于程序和數據的輸入或編輯，同時選用8031單片機的P1口擴展了手動鍵盤，用于系統啟動、停止以及運動部件在X、Z軸方向的手動控制；在I/O口擴展電路設計中選用8255芯片擴展了輸入輸出口，用于接收和傳送開關量及相關信息；在顯示電路設計中，選用MCS-51系列的89C2051單片機作為從CPU，控制三排LED顯示器，用于X軸、Z軸動態坐標以及相關數字的動態顯示；此外選用74LS138譯碼器設計了相關芯片的片選信號譯碼電路。
綜上所述，該設計電路簡單、開發成本低、可靠性高，在此基礎上，進一步完善硬件，并開發控制軟件，對經濟型數控螺紋車床，尤其是功能要求不高的經濟型螺紋車床，具有一定的應用價值。

關鍵詞：數控螺紋車床；控制系統；電路設計
目錄

第一章緒論 1
1.1 引言 1
1.2 選題背景與意義 1
1.3 研究現狀 2
1.4 本文的結構 3
第二章數控螺紋車床控制系統硬件電路設計方案的擬定 4
2.1 控制對象及要求 4
2.2 總體控制方案的擬定 4
2.2.1 主CPU的選用 4
2.2.2 外擴存儲器的確定 5
2.2.3 顯示電路的確定 5
2.2.4 擴展鍵盤及I/O口電路的確定 6
2.2.5 總體方案的結構框圖 6
第三章數控螺紋車床控制系統硬件電路設計 7
3.1 CPU時鐘及復位電路設計 7
3.1.1 時鐘電路設計 7
3.1.2 復位電路設計 7
3.2 存儲器擴展電路設計 8
3.2.1 程序存儲器擴展電路設計 8
3.2.2 數據存儲器擴展電路設計 10
3.3 手動鍵盤和編輯鍵盤電路設計 14
3.3.1 手動鍵盤電路設計 14
3.3.2 工作方式選擇開關電路設計 15
3.3.3 編輯鍵盤電路設計 16
3.4 I/O接口擴展電路設計 20
3.5 顯示電路設計 24
3.5.1 數字動態顯示電路設計 24
3.5.2 功能顯示電路設計 27
3.6 步進電機控制信號輸出電路設計 31
3.7 譯碼電路設計 32
3.7.1 擴展芯片選擇譯碼電路設計 32
3.7.2 顯示位選擇譯碼電路設計 34
第四章控制系統原理圖及PCB圖的繪制 35
4.1 控制系統電路原理圖的繪制方法及步驟 35
4.2 控制系統電路PCB圖的繪制方法及步驟 37
第五章結論 39
5.1 論文總結 39
5.2 感想 40
致謝 41
參考文獻 42
附錄A：英文資料 43
附錄B：英文資料翻譯 58
附錄C：硬件設計原理圖與PCB圖 72
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