基于单片机数控教学绘图仪研究及其设计—控制系统设计.doc
约47页DOC格式手机打开展开
基于单片机数控教学绘图仪研究及其设计—控制系统设计,页数47字数22648摘要 进入90年代以来，由于计算机技术的飞速发展，推动数控机床技术更快的更新换代。世界上许多数控系统生产厂家利用pc机丰富的软硬件资源开发开放式体系结构的新一代数控系统。开放式体系结构使数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，并向智能化、网络...
内容介绍
此文档由会员 伦月 发布
基于单片机数控教学绘图仪研究及其设计—控制系统设计
页数 47 字数 22648
摘要
进入90年代以来，由于计算机技术的飞速发展，推动数控机床技术更快的更新换代。世界上许多数控系统生产厂家利用PC机丰富的软硬件资源开发开放式体系结构的新一代数控系统。开放式体系结构使数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，并向智能化、网络化方向大大发展。开放式体系结构可以大量采用通用微机的先进技术，如多媒体技术，实现声控自动编程、图形扫描自动编程等。数控系统继续向高集成度方向发展，每个芯片上可以集成更多个晶体管，使系统体积更小，更加小型化、微型化。可靠性大大提高。利用多CPU的优势，实现故障自动排除；增强通信功能，提高进线、联网能力。开放式体系结构的新一代数控系统，其硬件、软件和总线规范都是对外开放的，由于有充足的软、硬件资源可供利用，不仅使数控系统制造商和用户进行的系统集成得到有力的支持，而且也为用户的二次开发带来极大方便，促进了数控系统多档次、多品种的开发和广泛应用，既可通过升档或剪裁构成各种档次的数控系统，又可通过扩展构成不同类型数控机床的数控系统，开发生产周期大大缩短。这种数控系统可随CPU升级而升级，结构上不必变动。
目 录
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
1绪论 1
1.1 课题的背景和意义 1
1.1.1 国外数控系统技术发展的总体发展趋势 1
1.1.2 国内数控系统技术发展的总体发展趋势 1
1.1.3 选题的意义 2
1.2 绘图仪现状及发展趋势 3
1.3 本课题的主要任务及创新 4
2 基于单片机的数控教学绘图仪的总体设计及控制方案 6
2.1 绘图仪的工作原理 6
2.2 绘图仪的总体设计 7
3 绘图仪控制系统的实现 8
3.1 微处理器的选择 8
3.1.1 AT89系列芯片 8
3.1.2 AT89C52单片机特点 8
3.1.3 AT89C52芯片结构 9
3.2 CPU的外围扩展电路设计 9
3.2.1 复位电路的设计 9
3.2.2 报警电路设计 9
3.2.3时钟电路设计 10
3.3 键盘的设计 12
3.3.1 矩阵式键盘的工作原理 12
3.3.2 键盘的程序设计 12
3.4 液晶显示的设计 14
3.4.1 液晶显示接口电路的设计 16
3.4.2 液晶显示的程序设计 16
3.5 数码管显示的设计 17
3.5.1 数码管显示电路设计 17
3.5.2 数码管显示程序的设计 18
3.6 单片机与PC机通讯设计 19
3.6.1 单片机与PC接口电路设计 19
3.6.2 单片机与PC机实现数据通讯的软件设计 20
3.7 步进电机控制设计 21
3.7.1步进电机的控制电路设计 21
3.8 电磁铁、限位信号控制的设计 22
3.8.1 电磁铁控制设计 22
3.8.2 限位信号控制设计 23
3.9 系统硬件抗干扰的措施 24
4 绘图仪系统软件的设计 25
4.1 系统软件的总体结构 25
4.1.1 系统软件的特点 25
4.1.2 系统软件的结构 25
4.2 主程序的编制 26
4.3 插补子程序的设计 29
4.3.1插补的基本概念 29
4.3.2逐点比较法的基本原理 30
4.3.3直线插补原理 30
4.3.4 圆弧插补原理 33
4.3.5 绘图数据的输入程序设计 34
4.3.6 特征字设计 34
4.3.7 单片机与PC机通讯实现计算机数控的软件设计 36
4.4软件系统的抗干扰措施 39
4.4.1数字量输入输出中的软件抗干扰 39
4.4.2 程序执行过程中的抗干扰 40
5 结论 42
参考文献 43
致 谢 45
参考文献
1、胡汉才.单片机原理及其接口技术（第2版）.北京：清华大学出版社，2004.2
2、杨金岩，郑应强，张振仁.8051单片机数据接口扩展技术与应用实例.北京：人民邮电出版社，2005.1
3、姚金生，郑小利。元器件（修订版）.北京：电子工业出版社，2004.10
4、胡旭兰.一种用于数控教学的绘图仪.机床与液压，2002.6：211～212
5、胡锦美.综合教学试验仪.自然科学，2001.8：108～111
页数 47 字数 22648
摘要
进入90年代以来，由于计算机技术的飞速发展，推动数控机床技术更快的更新换代。世界上许多数控系统生产厂家利用PC机丰富的软硬件资源开发开放式体系结构的新一代数控系统。开放式体系结构使数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，并向智能化、网络化方向大大发展。开放式体系结构可以大量采用通用微机的先进技术，如多媒体技术，实现声控自动编程、图形扫描自动编程等。数控系统继续向高集成度方向发展，每个芯片上可以集成更多个晶体管，使系统体积更小，更加小型化、微型化。可靠性大大提高。利用多CPU的优势，实现故障自动排除；增强通信功能，提高进线、联网能力。开放式体系结构的新一代数控系统，其硬件、软件和总线规范都是对外开放的，由于有充足的软、硬件资源可供利用，不仅使数控系统制造商和用户进行的系统集成得到有力的支持，而且也为用户的二次开发带来极大方便，促进了数控系统多档次、多品种的开发和广泛应用，既可通过升档或剪裁构成各种档次的数控系统，又可通过扩展构成不同类型数控机床的数控系统，开发生产周期大大缩短。这种数控系统可随CPU升级而升级，结构上不必变动。
目 录
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
1绪论 1
1.1 课题的背景和意义 1
1.1.1 国外数控系统技术发展的总体发展趋势 1
1.1.2 国内数控系统技术发展的总体发展趋势 1
1.1.3 选题的意义 2
1.2 绘图仪现状及发展趋势 3
1.3 本课题的主要任务及创新 4
2 基于单片机的数控教学绘图仪的总体设计及控制方案 6
2.1 绘图仪的工作原理 6
2.2 绘图仪的总体设计 7
3 绘图仪控制系统的实现 8
3.1 微处理器的选择 8
3.1.1 AT89系列芯片 8
3.1.2 AT89C52单片机特点 8
3.1.3 AT89C52芯片结构 9
3.2 CPU的外围扩展电路设计 9
3.2.1 复位电路的设计 9
3.2.2 报警电路设计 9
3.2.3时钟电路设计 10
3.3 键盘的设计 12
3.3.1 矩阵式键盘的工作原理 12
3.3.2 键盘的程序设计 12
3.4 液晶显示的设计 14
3.4.1 液晶显示接口电路的设计 16
3.4.2 液晶显示的程序设计 16
3.5 数码管显示的设计 17
3.5.1 数码管显示电路设计 17
3.5.2 数码管显示程序的设计 18
3.6 单片机与PC机通讯设计 19
3.6.1 单片机与PC接口电路设计 19
3.6.2 单片机与PC机实现数据通讯的软件设计 20
3.7 步进电机控制设计 21
3.7.1步进电机的控制电路设计 21
3.8 电磁铁、限位信号控制的设计 22
3.8.1 电磁铁控制设计 22
3.8.2 限位信号控制设计 23
3.9 系统硬件抗干扰的措施 24
4 绘图仪系统软件的设计 25
4.1 系统软件的总体结构 25
4.1.1 系统软件的特点 25
4.1.2 系统软件的结构 25
4.2 主程序的编制 26
4.3 插补子程序的设计 29
4.3.1插补的基本概念 29
4.3.2逐点比较法的基本原理 30
4.3.3直线插补原理 30
4.3.4 圆弧插补原理 33
4.3.5 绘图数据的输入程序设计 34
4.3.6 特征字设计 34
4.3.7 单片机与PC机通讯实现计算机数控的软件设计 36
4.4软件系统的抗干扰措施 39
4.4.1数字量输入输出中的软件抗干扰 39
4.4.2 程序执行过程中的抗干扰 40
5 结论 42
参考文献 43
致 谢 45
参考文献
1、胡汉才.单片机原理及其接口技术（第2版）.北京：清华大学出版社，2004.2
2、杨金岩，郑应强，张振仁.8051单片机数据接口扩展技术与应用实例.北京：人民邮电出版社，2005.1
3、姚金生，郑小利。元器件（修订版）.北京：电子工业出版社，2004.10
4、胡旭兰.一种用于数控教学的绘图仪.机床与液压，2002.6：211～212
5、胡锦美.综合教学试验仪.自然科学，2001.8：108～111
