机电控制及可编程序控制器技术.docVIP

甘 肃 广 播 电 视 大 学 课 程 设 计 2006级春季机械设计制造及其自动化专业 本 科 课程设计题目:基于单片机控制的简易数控装置 学 生 姓 名: 任立 王旭同 徐钢 学 号: 061190114、061190112、061190115 电 大 分 校: 甘 肃 电 大 亚 盛 分 校 工 作 站: 玉 门 工 作 站 学生所在单位: 中核四零四总公司第三分公司 中核华原钛白股份有限公司 中核四零四总公司第三分公司 指 导 教 师: 石 敬 东 甘肃电大开放教育_2006_级（春、秋） 机械制造专业（本科） 课程设计成绩评定表 分校：亚盛集团分校 工作站：酒泉工作站 班级代号：061190052 姓名 专业 课程名称 设计时间 王旭同 机械制造 机电控制与可编程序控制器技术 2007年10月 设计题目 基于单片机控制的简易数控装置 指导教师评语及 评分 签 字（盖章） 年 月 日 设计小组 评价意见 及评分 签 字（盖章） 年 月 日 分校集中实践环节指导小组意见 签 字（盖章） 年 月 日 省电大集中实践环节指导委员会审核意见 签 字（盖章） 年 月 日 说明：1.答辩小组应填写评价意见，小组成员均应签名（盖章）。答辩小组不应少于3人。 2.此表附于封面之后。3.此表由分校、工作站自行复制。 目 录 第1章 绪 论 1 1.1 设计背景 1 1.2 工作要求 1 1.3 设计的目的及意义 1 第2章 系统总体方案的确定 2 2.1 主要技术要求 2 2.2 系统方案 2 2.2.1 任务分析 2 2.2.2 系统总体框图 2 第3章 系统硬件电路的设计 4 3.1 CPU（单片机）与总线部分的选择 4 3.1.1 CPU（单片机）的概述 4 3.1.2 总线 7 3.2 单片机存储器的扩展电路 8 3.2.1 单片机外部存储器的扩展芯片 9 3.2.2 单片机外部存储器的扩展 11 3.3 主轴电机的驱动电路 13 3.3.1 D/A转换电路的选择 14 3.3.2 主轴电机变频调速系统的设计 16 3.3.3 主轴电机控制电路 20 3.4 半闭环进给系统的设计 22 3.4.1 位置控制单元的设计 22 3.4.2 位置检测单元的设计 25 3.5 键盘显示电路的设计 27 3.5.1 8155接口芯片简介 27 3.5.2 8155与8031的接口。 28 3.5.3 键盘/显示接口电路的设计 29 3.6 电源模块的设计 31 3.6.1 +12V、-12V、+5V 电源的设计 31 3.6.2 +80V电源的设计 32 3.7 系统的改进 33 第4章 系统软件的设计 34 4.1 主程序流程图 34 4.2 键盘子程序流程图 35 4.3 显示子程序流程图 35 4.4 中断子程序流程图 37 4.5 PID控制算法子程序 38 4.6 转速检测子程序流程图 39 小结 40 致 谢 41 参考文献 42 [内容提要]随着科学技术的发展，由于普通机床效率差、性能落后，世界各工业发达国家通过发展数控技术、建立数控机床产业，促使机械加工业跨入一个新的“现代化”的历史发展阶段，从而给国民经济的结构带来了巨大的变化。目前的单片机数控装置，大多采用MCS-51系列单片机。本系统是一个典型的经济型数控装置。系统采用8031单片机、高低压驱动大功率电力电子器件,光电传感器构成半闭环数控系统，实现数控机床的位置控制。使用变频调速系统控制主轴电机的运行。本系统具有巡检速度快、精确、方便、可靠性能高、抗干扰能力强等诸多优点，在工商业领域应用地越来越多。 [关键词] 单片机 ，数控机床，变频器，步进电机，键盘/显示 第1章 绪 论 1.1 设计背景 数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。我国是一个机床大国，数控技术和产业经过40多年的发展，从无到有，从引进消化到拥有自己独立的自主版权，取得了相当大的进步。有四百多万台普通机床。到目前为止，已有很多厂家生产经济型数控系统。 经济型数控车床的特点