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机床计算机数控技术 第三章 CNC装置及其接口 毛军红 教授 润滑理论及轴承研究所 西安交通大学 机械工程学院 2007年4月 概述 计算机数控装置，简称为CNC装置，它是CNC系统的核心和中枢。主要用于控制机床的运动，完成各种曲线轮廓的加工。 不论进行哪种曲线加工，CNC装置都执行同一基本控制流程：首先读取零件程序（输入），再进行程序段的译码和预处理（刀具补偿处理和进给速度处理），然后根据程序段指令，进行插补计算和位置伺服控制，见图3-1，CNC装置除了执行基本的控制流程外，还应该具有显示、I/O处理及诊断等功能。 1，机床I/O接口 1.1 光电耦合器 定义 光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等。 1.1 光电耦合器 特点： （1）使用光传递信号，可使输入和输出电气上隔 离，抗干扰能力强， 特别是抗电磁干扰能力强； （2）可用于电位不同的电路间耦合，即可进行电平转换； （3）传递信号单方向，寄生反馈小，传递信号的频带宽； （4）响应速度快，易与逻辑电路配合； （5）无触点，耐冲击，寿命长，可靠性高； 1.1 光电耦合器 1.2 簧式继电器 簧式继电器主要由2个磁性簧片组成，在磁场作用下它们接触导通。 特点：控制电流小，触点开关电流大；具有隔离作用，又有电平转换和驱动作用。 1.3 固态继电器 1.4 接口驱动电路 2，标准输入输出设备接口 2.1 光电阅读机接口 2.2 键盘及其接口 （1）非编码键盘 （2）8279芯片 2.3 显示器及接口 （1）LED显示及接口 （2）LCD显示及接口 （3）CRT显示器 2.2 键盘及其接口 键盘识别 行扫描法 按行扫描键盘，检查列的输出，由行列信号的组合确定被按下的键。 例 N1.2键 行输出：0010 列输入：1101 键盘识别 线反转法 行列线交换输入、输出，两步获取按键键号。 例 N1.2按键 1）D3-D0列输入线，D7- D4行输出线时 列输入代码：1011 2）D3-D0输出线，D7-D4输入线时 输出代码：1101 去抖动和多键保护 按键是机械触点，故而存在抖动，有硬件和软件方法消除。但多采用软件，即检测到键按下时，执行一个延时程序再确认键的闭合。而多键保护，也需要软件作用，包括双键同时按下保护，几个键连锁等。 8279简介 INTEL 8279是一种可编程键盘/显示器接口芯片，它含有键盘输入和显示器输出两种功能。键盘输入时，它提供自动扫描，能与按键或传感器组成的矩阵相连，接收输入信息，它能自动消除开关抖动并能对多键同时按下提供保护。显示输出时，它有一个16×8位显示RAM，其内容通过自动扫描，可由8或16 位LED数码管显示。 8279的引脚和功能 2.3 LED及其接口 限流电阻 一般LED的工作电流为2～20mA，而驱动电压如果选5V的话，则需要连接合适的限流电阻。 LED工作方式 （1）静态显示方式 （2）动态显示方式 点阵：320?240，640?256，... 工作方式：图形显示方式 字符显示方式 液晶控制器 驱动电压 背光驱动电压 3，串行数据通信及接口 3.1 计算机网络的体系结构 3.2 物理层协议 3.3 链路层协议 3.4 实例 3.1 计算机网络的体系结构 3.2 物理层协议 作用 该层提供通信介质和连接的机械、电气、功能性和规程性的特性，以便在数据链路实体间建立、维护和拆除物理连接。 机械特性：插头座的大小，形状和针的数目； 电气特性：电压值、逻辑电平及其他电气参数； 功能特性：规定每根线的功能及涵义； 规程特性：规定各种事件按什么次序出现； 典型接口标准：RS-232C（下面以此为例） RS-232C标准 RS-232C和TTL电平转换 RS-232C和TTL电平转换 RS-232C接口图 RS-232C功能引脚 RS232常见连接方式 3.3 链路层协议 作用 通过差错检测与恢复等措施将直接连接的俩个结点间可能出错的物理连接改成无差错的数据链路。主要包括异步串行数据链路协议、同步数据链路控制及高级数据链路控制协议等。 数据通信方式 异步传输和同步传输 （1）异步串行通信方式 异步通信是指以字