机电一体化课程设计C6140普通车床数控化改造设计.doc

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1、课程设计说明书 C6140普通车床数控化改造设计专业： 机电一体化工程（本） 姓名： 准考证号： 课程名： C6140普通车床数控化改造设计指导教师： 日期： 2011年七月十一日八月一日 第一节 设计任务21.1设计任务2第三节 总体体方案的确定32.1总体体方案的确定3第三节 主传动系统的改造方案43.1主传动系统的改造方案43.2换装自动回转刀架53.3螺纹编码器的安装方案5第四节 进给传动部件的计算和选型64.1脉冲当量的确定64.2切削力的计算64.3滚珠丝杆螺母副的计算和选型（纵向）74.4同步带减速箱的设计（纵向）84.5步进电动机的计算和选型（纵向）104.6同步带传递功率的校

2、核16第五节 绘制进给传动机构的装配图165.1绘制进给传动机构的装配图17第六节 控制系统硬件电路设计176.1控制系统硬件电路设计18第七节 步进电动机驱动电源的选用187.1步进电动机驱动电源的选用19第八节 控制系统的部分软件设计198.1控制系统的部分软件设计19 第一节 设计任务1.1设计任务题目C6140普通车床数控化改造设计任务将一台C614普通车床改造成经济型数控车床。主要技术指标如下：（1）床身上最大加工直径400mm；（2）最大加工长度1000mm；（3）X方向（横行）的脉冲当量0.005/脉冲,Z方向（纵向）的脉冲当量0.01/脉冲；（4）X方向最快移动速度vmax30

3、00mmmin，Z方向为vmax6000mmmin；（5）X方向最快工进速度vmax400mmmin，Z方向为vmax800mmmin；（6）X方向定位精度0.01mm，Z方向定位精度0.02mm；（7）可以车削柱面，平面，锥面与球面等；（8）安装螺纹编码器，可以车削公/英制的直螺纹与锥螺纹，最大导程为24mm；（9）主动控制主轴的正转，反转与停止，并可输出主轴有级变速与无极变速信号；（10）安装四工位立式电动刀架，系统自动控制选刀；（11）自动控制冷却泵的起与停；（12）安装电动卡盘，系统控制工件的夹紧与松开；（13）纵，横安装限位开关；（14）数控系统可与PC机串行通信；（15）显示界面采

4、用LED数码管，编程采用ISO数控代码。 第三节 总体体方案的确定2.1总体体方案的确定总体方案应考虑车床数控系统的运行方式，进给伺服系统的类型，数控系CPU的选择，以及进给传动方式和执行机构的选择等。 （1）普通数控车床数控化改造后应具有单坐标定位，两坐标直线插补，圆弧 插 补以及螺纹插补的功能。因此，数控系统应设计成连续控制型。（2）普通数控车床数控化改造后属于经济型数控机床，在保证一定加工精度的前提下，应简化结构，降低成本。因此，进给伺服系统常采用步进电动机的开环系统。（3）根据技术指标中的最大加工尺寸，最高控制速度，以及数控系统的经济性要求，决定选用MCS-51系列的8位单片机作为数控

5、系统的CPU。MCS-51系列8位机具有功能多，速度快，抗干扰能力强，性/价比高等优点（4）根据系统的功能要求，需要扩展程序存储器，数据存储器，键盘与显示电路，IO接口电路，DA转换电路，串行接口电路等；还要选择步进电动机的驱动电动以及主轴电动机的交流变频器。（5）为了达到技术指标中的速度和精度要求，纵，横向进给传动应选择摩擦力小，传动效率高的滚珠丝杠螺母副；为了消除传动间隙提高传动刚度，滚珠丝杠螺母应有预紧机构等。（6）计算选择步进电动机，为了圆整脉冲当量，可能需要减速齿轮副，且应有消间隙机构。（7）选择四工位自动回转刀架与电动卡盘，选择螺纹编码器等。 第三节 主传动系统的改造方案 3.1主

6、传动系统的改造方案 对普通车床进行数控化改造时，一般可保留原有的主传动机构和变速操纵机构，这样可减少机械改造的工作量。主轴的正转.反转和停止可由数控系统来控制。 若要提高车床的自动化程度，需要在加工中自变换转速，可用2-4档的多速电动机代替原有的单速主电动机；当多速电动机仍不能满足要求时，可用交流变频器来控制主轴电动机以实现无级变速（工厂使用情况表明，使用变频时，若工作频率低于70Hz，原来的电动机可以不更换，但所选变频器的功率要比电动机大）。 本例中，当采用有级变速时，可选用浙江超力电机有限公司生产的YD系列7.5KW变极多速三相异步电动机，实现24档变速；当采用无级变速时，应加装交流变频器

7、，推荐型号为：F1000-G0075T3H，适配7.5KW电动机，生产厂家为烟台惠丰电子有限公司。 2.安装电动卡盘为了提高加工效率，工件的夹紧与松开采用电动卡盘，选用呼和浩特机床附件总厂生产的KD11250型电动三爪卡盘。卡盘的夹紧与松开由数控系统发信控制。 3.2换装自动回转刀架 为了提高加工精度，实现一次装夹完成多道工序，将车床原有的手动刀架换成自动回转刀架，选用常州市宏达机床数控设备有限公司生产的LD4B-CK6140型四位立式电动刀架。实现自动换刀需要配置相应的电路，由数控系统完成。 3.3螺纹编码器的安装方案 螺纹编码器又称主轴脉冲发生器或圆光栅。数控车床加工螺纹时，需要配置主轴脉

8、冲发生器，作为车床主轴位置信号的反馈元件，它与车床主轴同步转动。 本例中，改造后的车床能够加工的最大螺纹导程24mm，Z向的进给脉冲当量是0.01脉冲所以螺纹编码器每转一转输出的脉冲数应不少于24(0.01mm/脉冲)=2400脉冲。考虑到编码器的输出有相位差为90的A、B相信号，可用A、B异或后获得2400个脉冲(一转内)，这样编码器的线数可降到1200线（A、B信号）。另外，为了重复车削同一螺纹槽时不乱扣，编码器还需要输出每转一个的零位脉冲Z。 基于上述要求，本例中选择螺纹编码器的型号为：ZLF-1200Z-05Z0-15-CT。电源电压+5V，每转输出1200个AB脉冲与1个Z脉冲，信号

9、为电压输出，轴头直径15mm，生产厂家为长春光机数显技术有限公司。螺纹编码器通常有两种安装形式；同轴安装和异轴安装。同轴安装时指将编码器直接安装在主轴后端，与主轴同轴，这种方式机构简单，但它堵住了主轴的通孔，异轴安装时是指将编码器安装在床头箱的后端，一般尽量装在与主轴同步旋转的输出轴，如果找不到同步轴，可以将编码器通过一对传动比为1:1的同步齿形带与主轴连接起来，需要注意的是，编码器的最高允许转速。5.进给系统的改造与设计方案（1）拆除挂轮架所有齿轮，在此寻找的同步轴，安装螺纹编码器。（2）拆除进给箱总成，在此位置安装纵向进给步进电动机与同步带减速箱总成。（3）拆除溜板箱总成与快刀的齿轮齿条，

10、在纵溜板的下面安装纵向滚珠丝杠的螺母座和螺母座垫架。（4）拆除四方刀架与上溜板总成，在横溜板上方安装四位工位立式电动机刀架。（5）拆除横溜板下的滑动丝杠螺母副，将滑动丝杠靠刻度盘一段（见图一）锯断保留，拆掉刻度盘上的手柄，保留刻度盘附近的两个推力轴承，换上滚珠丝杠副。（6）将横向进给步进电动机通过法兰座安装到横溜板后部的纵溜板上，并与滚珠丝杠的轴头相连。（7）拆去三杆（丝杆、光杆与操纵杆），更换丝杆的右支承。 改造后的横向、纵向进给传给系统见图一、图二。 第四节 进给传动部件的计算和选型纵、横向进给传动部件的计算和选型主要包括：确定脉冲当量、计算切削力、选择滚珠丝杆螺母副、设计减速箱、选择步进

11、电动机。 4.1脉冲当量的确定根据设计任务的要求，X方向（横向）的脉冲当量为x=0.005脉冲，Z方向（纵向）为z=0.005脉冲。4.2切削力的计算 纵向切削力的详细计算过程。设工件材料为碳素机构钢，b=650MPa;刀具材料为硬质合金YT15；刀具几何参数为：主偏角，前角0=100，刃倾角s=50；切削用量为： =3mm背吃刀量，进给量f=0.6mmr，切削速度 =105mmin。查表10-1，得： =2795， =1.0， =0.75， =0.15。查表10-3，得：主偏角Kr的修正系数 =0.94；刃倾角、前角和刀尖圆弧半径的修正系数值均为1.0。由经验公式（10-2），算得主切削力

12、=2673.4N。由经验公 ：Ff ： =1：0.35：0.4，算得纵向进给切削力Ff=935.69N，背向力 =1069.36N。4.3滚珠丝杆螺母副的计算和选型（纵向）（1）工作载荷F的计算 已知移动部件总重量G=1300N；车削力 =2673.4N， =1069.36N，Ff=935.69N。如图10-20所示，根据 = ， = ， =Ff的对应关系，可得：=2673.4 ， =1069.36N， =935.69N。选用矩形三角形组合滑动导轨，查表10-29，得K=1.15，=0.16代人Fm=KFX （G），得工件载荷F1712N。（2）最大动载荷FQ的计算 设本车床Z向在承受最大切削

13、力条件下最快的进给速度v=0.8mmin，初选丝杆基本导轨Ph=6mm，则此时丝杆转速n=1000vPh 133rmin。取滚珠丝杆的使用寿命T=15000h，代入L0=60nT106，得丝杠寿命L0=119.7。查表10-30，取载荷系数fm=1.15、硬质系数=1，代入式（10-23），求得最大动载荷。（3）初选型号 根据计算的最大动载荷，查表10-34，选择启东润泽机床附件有限公司生产的FL4006型滚珠丝杆副。其公称直径为40mm，基本导程为6mm，双螺母滚珠总圈数为32=6圈，精度等级取4级，额定动载荷为13200N，满足要求。（4）传动效率的计算 将公称直径d0=40mm，基本导程

14、Ph=6mm，代入= Ph(d0)，得丝杆螺旋升角=2044，将摩擦角=10，代入=tantan(+)，得传动效率=94.2。（5）刚度的计算 Z向滚珠丝杆副的支承，采用一端轴向固定，一端简支的方式，见图二。固定端采用一对推力角接触球轴承，面对面组配。丝杠加上两端接杆后，左、右支承的中心距离约为a=1497mm；钢的弹性模量E=2.1105MPa；查表10-34，得滚珠直径=3.9688mm，算得丝杠底径d2=公称直径d0滚珠直径则丝杠截面积S=d224=1019.64mm2。忽略式（10-25）中的第二项，算得丝杠在工作载荷Fm作用下产生的拉压变形量1=(ES) 0.01197mm。根据公式

15、Z=（d0）3，求的单圈滚珠数目Z=29；该型号丝杠为双螺母，滚珠总圈数为32=6，则滚珠总数量Z=296=174。滚珠丝杆预紧时，取轴向预紧力FYJ=Fm3571N；则由式（10-27），求得滚珠与螺纹滚道间的接触变形量2=0.00117mm。因为丝杠加有预紧力，且为轴向负载的1/3，所以实际变形量可减小一半，取2=0.000585mm。将以上计算的1和2代入总，求得丝杠总变形量总=0.012555mm=12.555m。由表10-27知，四级精度滚珠丝杠任意300mm轴向行程内行程的变动量允许16m，而对于跨度为1497mm的滚珠丝杠，总的变形量总只有12.555m，可见丝杠刚度足够。（6）

16、压杆稳定性校核 根据公式（10-28）计算失稳时的临界载荷，查表10-31，取支承系数=2；由丝杠底径d2=36.0312mm，求得截面惯性矩I=d2482734.15mm4；压杆稳定安全系数K取3（丝杠卧底式安装）；滚动螺母至轴向固定处得距离取最大值1497mm。代入式（10-28），得临界载荷FK51012N，远大于工作载荷Fm(1712N)，故丝杠不会失稳。综上所述，初选的滚珠丝杠副满足使用要求。4.4同步带减速箱的设计（纵向）为了满足脉冲当量的设计要求和增大转矩，同时也为了使传动系统的负载惯量尽可能的减小，传动链中常采用减速传动，本例中Z向减速箱选用同步带传动。设计同步带减速箱需要的原

17、始数据有：带传动的功率P；主动轮转速n1和传动比i;传动系统的位置和工作条件等。根据改造经验，C6140车床Z向步进电动机的最大转矩通常在1525N. m之间选择。今初步选电动机型号为130BY5501，五相混合式，最大转矩为20N.m，十拍驱动时步进角为0.720。运行矩特性曲线如下图。（1）传动比的确定 已知电动机的步距角=0.720，脉冲当量z=0.01mm脉冲，滚珠丝杠导程Ph=6mm。根据公式（10-12）算得传动比=1.2。（2）主动轮最高转速n1 由Z向拖板的最快移动速度vzmax6000mmmin，可以算出主动轮最高转速n1=(z) 360=1200rmin。（3）确定带的设计

18、功率Pd 预选的步进电动机在转速为1200/min时，对应的步进脉冲频率为：=1200360(60)=1200360(600.72)=10000Hz。从表9-2差得，当脉冲频率为10000Hz时，电动机的输出转矩约为3.8N.m，对应的输出功率为POUT=nT9.55=12003.89.55477.5W。同步带传递的负载功率应该小于477.5，今取P=0.32KW，从表10-18中取工作情况系数FA=1.2，则由式（10-14），求得带的设计功率Pd=KAP=1.20.32KW=0.384KW。（4）选择带型和节距 根据带的设计功率Pd=0.384KW和主动轮最高转速n1=1200rmin。，

19、从图10-14中选择同步带，型号为XL型，节。距 =5.08mm。（5）确定小带轮齿数z1和小带轮节圆直径d1 取z1=25，则小带轮节圆直径d1= Pdz1=40.43mm。当n1达到最高转速1200/min时，同步带的速度为v=d1n1601000=2.54ms，没有超过XL型带的极限速度40m/s。（6）确定大带轮齿数z2和大带轮节圆直径d2 大带轮齿数z2=iz1=30，节圆直径d2=id1=48.51mm。（7）初选中心距a0、带的节线长度L0p、带的齿数 初选中心距a=1.3(d1d2)=115.662mm，圆整后取a0=120mm。则带的节线长度为k。根据表10-13，选取接近标

20、准节线长度F，相应齿数F。（8）计算实际中心距a 实际中心距。 （9）校验带与小带轮的啮合齿数 ，啮合齿数比6大，满足要求。（10）计算基准额定功率P0（所选型号同步带在基准宽度下所允许传递的额定功率） 式中：Ta带宽为的bs0许用工作拉力，由表10-21查得Ta =50.17N； m带宽为bs0的单位长度的质量，由表10-21查得m=0.022kgm； v 同步带的带速，由上述（5）可知v=2.54ms。算得P0=0.127KW。（11）确定实际所需同步带宽度 式中：bs0 选定型号的基准宽度，由表10-21查得bs0=9.5mm； KZ 小带轮啮合齿数系数，由表10-22查得KZ=1。由上

21、式算得bs25.07mm，再根据表10-11选定最接近的带宽bs25.4mm。（12）带的工作能力验算 根据式（10-22），计算同步带额定功率P的精确值： 式中，Kw为齿宽系数：；经计算得P=0.390KW，而Pd=0.384KW，满足PPd。因此，带的工作能力合格。4.5步进电动机的计算和选型（纵向）（1）计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量已知：滚珠丝杠的公称直径，总长（带接杆），导程，材料密度；纵向移动部件总重量G=1300N；同步带减速箱大带轮宽度28mm，节径48.51mm,孔径30mm，轮毂外径42mm，宽度14mm；小带轮宽度28mm，节径40.43mm，孔径19mm，轮毂外径

22、29mm，宽度12mm；传动比i=1.2。参照表11-1，可以算得各个零部件的转动惯量如下：滚珠丝杠的转动惯量；拖板折算到丝杠上的转动惯量；小带轮的转动惯量；大带轮的转动惯量；在设计减速箱时，初选的Z向步进电动机型号为130BYG5501，从表11-5查得该型号电动机转子的转动惯量。则步进电动机转轴上的总转动惯量为：（2）计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩分快速空载荷启动和承受最大工作负载两种情况进行计算。快速空载启动时的电动机转轴所承受的负载转矩由式（11-8）可知，包括三部分：快速空载启动时折算到电动机转轴上的最大加速转矩，移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩，滚珠丝杠预紧后折算

23、到电动机转轴上的附加摩擦转矩。因为滚珠丝杠副传动效率很高。根据（11-12）式可知，相对于和很小，可以忽略不计。则有： 根据式（11-9），考虑Z向传动链的总效率，计算快空载启动时折算到电动机转轴上的最大加速转矩：式中： 对应Z向空载最快移动速度的步进电动机最高转速，单位为r/min； 步进电动机由静止到加速至转速所需的时间，单位s。其中： 式中： Z向空载最快移动速度，任务书指定为6000mm/min； Z向步进电动机步距角，为0.720。 Z向脉冲当量，本例=0.01mm脉冲。将以上各值代入式（9-3），算得=1200rmin。设步进电动机由静止到加速至转速所需的时间Ta=0.4s，Z向传

24、动链总效率=0.7。则由式（9-2）求得： 由式（11-10）可知，移动部件运动时，折算到电动机转轴上的摩擦转矩为： 式中：导轨的摩擦系数，滑动导轨取0.16； 垂直方向的工作负载，空载时取0； Z向传动链总效率，取0.7。则由式（9-4），得： 最后由式（9-1），求得快速空载启动时电动机转轴所承受的负载转矩为： 最大工作负载状态下电动机转轴所承受的负载转矩由式(11-13)可知，包括如下三个部分，即：折算到电动机转轴上的最大工作负载转矩Tt：移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩；滚珠丝杠预紧后折算到电动机转轴上的附加摩擦转矩T0。T0相对于Tt和很小，可以忽略不计。则有： 其中，折算

25、到电动机转轴上的最大工作负载转矩由（11-14）式计算。本例中在对滚珠丝杠进行计算的时候，已知进给方向的最大工作载荷Ff=935.69N，则有： 在有式（11-10）计算承受最大工作载荷（Fc=2673.4N）情况下，移动部件时折算到电动机转轴上的摩擦转矩： 最后由式（9-6），求得最大工作负载状态下电动机转轴所承受的负载转矩 经计算后，得到加在步进电动机转轴上的最大等效负载转矩 （3）步进电动机最大静转矩的选定 考虑到步进电动机采用的是开环控制，当电网电压降低时，其输出转矩会下降，可能造成丢步，甚至堵转。因此，根据来选择步进电动机的最大静转矩时，需要考虑安全系数。本例中取安全系数K=4，则步

26、进电动机的最大静转矩应满足： 对于前面预选的130BYG5501型步进电动机，由表11-5可知，其最大静转矩=20N.m，可见完全满足（9-8）式的要求。（4）步进电动机的性能校核最快工进速度时电动机输出转矩校核任务书给定Z向最快工进速度，脉冲当量，由（11-16）式求出电动机对应的运行频率的运行矩频特性图9-4可以看出在此频率下，电动机的输出转矩，远远大于最大工作负载转矩，满足要求。最快空载移动时电动机输出转矩校核任务书给定Z向最快空载移动速度，仿照（11-16）式求出电动机对应的运行频率。从图9-4查得，在此频率下，电动机的输出转矩,大于快速空载启动时的负载转矩，满足要求。最快空载移动时电

27、动机运行频率校核最快空载移动速度对应的电动机运行频率，查表11-5可知130BYG5501的极限运行频率为20000Hz，可见没有超出上限。启动频率的计算已知电动机转轴上的总转动惯量，电动机转子自身的转动惯，查表11-5可知电动机转轴不带任何负载时的最高空载启动频率。则由式（11-7）可以求出步进电动机克服惯性负载的启动频率为 上式说明，要想保证步进电动机启动时不失步，任何时候的启动频率必需小于1092Hz。实际上，在采用软件升降频时，启动频率选的很低，通常只有100Hz。综上所述，本例中Z向进给系统选用130BYG5501步进电动机，可以满足要求。4.6同步带传递功率的校核（1）快速空载起动

28、电动机从静止到加速至，由（9-5）式可知，同步带传递的负载转矩,传递的功率为。（2）最大工作负载、最快工进速度由（9-7）式可知，带需要传递的最大工作负载转矩，任务书给定最快工进速度，对应电动机转速，传递的功率为。 可见，两种情况下同步带传递的负载功率均小于带的额定功率0.39KW。因此，选择的同步带功率合格。 第五节 绘制进给传动机构的装配图5.1绘制进给传动机构的装配图在完成滚珠丝杠螺母副、减速箱和步进电动机的计算、选型后，就可以着手绘制进给传动机构的装配图了。在绘制装配图时，需要考虑以下问题：（1）了解原车床的详细结构，从有关资料中查阅床身、纵溜板、刀架等的结构尺寸。（2）根据载荷特点和

29、支承形式，确定丝杠两端轴承的型号，轴承座的结构以及轴承的预紧和调节方式。（3）考虑各部件之间的定位、连接和调节方法。例如，应保证丝杠两端支承与螺母座同轴，保证丝杠与机床导轨平行，考虑螺母座、支承座在安装面上的连接和定位，同步带减速箱的安装与定位，同步带的张紧力调节，步进电动机的连接与定位等。（4）考虑密封、防护、润滑以及安全机构等问题。例如，丝杠螺母副的润滑、防尘防铁销保护、轴承的润滑及密封、行程限位保护装置等。（5）在进行各零件设计时，应注意装配的工艺性，考虑装配的顺序，保证安装、调试和拆卸的方便。（6）注意绘制装配图时的一些基本要求。比如，制图标准，视图布置及图形画法要求，重要的中心距、中

30、心高、联系尺寸和轮毂尺寸的标注，重要配合尺寸的标注，装配技术要求，标题栏等。本例中，横向与纵向进给传动机构的装配图，分别见附图1和附图2。 第六节 控制系统硬件电路设计6.1控制系统硬件电路设计根据任务书的要求，设计控制系统的硬件电路时主要考虑以下功能：（1）接收键盘数据，控制LED显示；（2）接收操作面板的开关和按钮信号；（3）接收车床限位开关信号；（4）接收螺纹编码器的信号；（5）接收电动卡盘夹紧信号与电动刀架刀位信号；（6）控制X、Z向步进电动机的驱动器；（7）控制主轴的正转、反转与停止；（8）控制多速电动机，实现主轴有级变速；（9）控制交流变频器，实现主轴无级变速；（10）控制冷却泵启

31、动与停止；（11）控制电动卡盘的夹紧与松开；（12）控制电动刀架的自动选刀；（13）与PC机得串行通信。图9-3为控制系统的原理框图。CPU选用ATMEL公司的8位单片机AT89S52；由于AT89S52本身资源有限，所以扩展了一片EPROM芯片W27C512用作程序存储器，存放系统底层程序；扩展了一片SRAM芯片6264用作数据存储器，存放用户程序；键盘与LED显示采用8279来管理；输入/输出口得扩展选用了并行口8255芯片，一些进/出的信号均做了隔离放大；模拟电压的输出借助于DAC0832；与PC机得串行通信经过MAX233芯片。晶振电路EPROM芯片W27C512SRAM芯片6264键

32、盘与显示口芯片8279串行接口芯片MAX233并行接口芯片8255CPUAT89S52单片机复合电路隔离放大电路隔离放大X向步进电动机刀架电动机隔离放大电路隔离放大隔离放大隔离放大电路隔离放大隔离放大电路Z向步进电动机主轴电动机卡盘电动机切削液泵电动机刀架刀位信号限位开关信号D/A转换芯片DAC0832螺纹光栅信号操作面板开关/按钮信号交流变频器主轴电动机面板设置了48个微动按钮，三个船行开关，一只急停按钮，显示器包括1组数码显示管和7只发光二极管。控制系统的主机板电原理图见附图3，键盘与LED显示电原理图见附图四。第七节 步进电动机驱动电源的选用7.1步进电动机驱动电源的选用本例中X向步进电

33、动机的型号为110BYG5802，Z向步进电动机的型号为130BYG5501，生产厂家为常州宝马集团公司。这两种电动机除了外形尺寸，步距角和输出转矩不同外，电气参数基本相同，均为5相混合式，5线输出，电机供电电压DC120 310V，电流5A。这样，两台电动机的驱动电源可用同一型号。在此，选择合肥科林数控科技有限责任公司生产的五相混合式调频调压型不仅驱动器，型号为BD5A。它与控制系统的连接课本图9-5所示。 第八节 控制系统的部分软件设计8.1控制系统的部分软件设计1.存储器与I/O芯片地址分配根据附图3中地址译码器U4(74LS138)连接情况，可以算出主机板中存储器与I/O芯片的地址分配

34、如表9-1所示。 2.控制系统的监控管理程序 系统设有7档功能可以相互切换，分别是“编辑”、“空刀”、“自动”、“手动1”、“手动2”、“手动3”和“回零”。选中某一功能时，对应的指示灯点亮，进入相应的功能处理。控制系统的监控管理程序管理流程图如图9-6所示。3.8255芯片初始化程序 B255： MOV DPTR，#3FFFH ；指向8255的控制口地址 MOV ；PA口输出，PB口输出，PC口输入，均为方式0 MOVX DPTR，A ；控制字被写入MOV DPTR，#3FFCH ；指向PA口MOV A，#0FFH ；预置PA口全“1”MOVX DPTR，A ；输出全“1“到PA口MOV D

35、PTR，#3FFDH ；指向PB口MOV A，#0FFH ；预置PB口全“1”MOVX DPTR，A ；输出全“1“到PB口RET4.9279芯片初始化程序B279： MOV DPTR，#3FFFH ；指向8255控制地址MOV A，#0CFH ；清除FIFO与显示RAM命令MOVX DPTR，A ；命令字被写入WAIT： MOVX A， DPTR ；从8279的控制口读取状态字 JB ACC.7，WAIT ；测试显示RAM有没有被清理完毕。只有状态字的D7=0时，清除才结束MOV A，#08H ；编码扫描，左入口，16位字符显示，双键互锁MOVX DPTR，AMOV A，#34H ；分频系数

36、取20 MOVX DPTR，ARET 5.8279控制LED显示子程序设显示缓冲区的首地址为6BH，系统在指定的工作状态下，需要显示的字符段码得编码，事先存储在CPU内部RAM的6BH73H这9个字节中。已知8279的控制口地址为5FFFH，数据口地址为5FFEH，则显示程序如下：DIR MOV DPTR，#5FFFHMOV A，#90H MOVX DPTR，AMOV R0，#6BMOV R7，#09HMOV DPTR，#5FFEHDIR0： MOV A，R0 ADD A，#05H MOVC A，A+PCMOVX DPTR，AIN0 R0DJNZ R7，DIR0RET 断码 字符 编码 DTA

37、B： DB 6FH ； F 00-01DB 0DAH ； DB 0BEH ； X 02-03DB 0E7H ； DB 0A3H ； Z 04-05DB 0CBH ； DB 0D1H ； U 06-07DB 0D3H ； DB 0DCH ； W 08-09DB 0DEH ； DB 0DFH ； 0ADB 21H ； 0 0BDB 7BH ； 1 0CDB 91H ； 2 0DDB 19H ； 3 0EDB 4BH ； 4 0FDB 0DH ； 5 10DB 05H ； 6 11DB 69H ； 7 12DB 01H ； 8 13 DB 09H ； 9 14DB 20H ； 0 15DB 7AH ； 1 16DB 90H ； 2 17DB 18H ； 3 18DB AH ； 4 18DB 0CH ； 5 19DB 04H ； 6 1ADB 68H ； 7 1BDB 00H ； 8 1CDB 08H ； 9 1D ；根据系统需要编制字库 当需要显示一组字符时，首先给显示缓冲区的6BH73H这9个字节赋值，然后调用DIR子程序即可。例如，要显示“X-的1234.56”，程序如下： MOV 6BH，#02H ； “X”的一半 MOV 6CH，#03H ； “X”的另一半 MOV 6DH，#0AH ； MOV 6EH，#0CH ； 1 MOV 6FH，#0DH