简易数控系统设计毕业设计

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1、简易数控系统设计毕业设计2.设计任务和要求2.1设计指标1.数控指令：快速进给、直线插补、圆弧插补、回零、暂停、延时、收发信、选刀、结束、空操作。2.主要指标：两坐标、脉冲当量10微米、指令最大位移650毫米、进给速度16级、加工程序容量1000条指令。3.手控功能：暂停、急停、点动、回零、继续、总清。4.编辑功能：输入、修改、插入、删除。5.通信功能：数控加工程序双向传输。2.2设计任务1.定义简易数控语言格式2.定义简易数控装置面板功能（显示、键盘、按钮、开关等）3.设计数控装置电路（硬件设计）4.编制简易数控语言解释程序5.编制加工程序编辑

2、程序6.编制手控处理程序7.编制通讯程1013.电路设计构思分析I/O引脚的分配：根据设计要求，需要驱动2台步进电动机、6个数码管的显示、键盘的输入以及收发信功能。因此安排12个I/O引脚来驱动两台四相十六拍的步进电机、8个I/O引脚作为数码管的字模输出口、6个I/O引脚用来作数码管的位选择口、键盘采用6行*4列24键的矩阵分布形式，共需要10个引脚。由于键盘输入的行口可以与数码管显示的位选择口分时复用共同的I/O引脚，因此键盘的输入只需4个I/O引脚作为列口、收发信要2个引脚作为片选。单片机的选型：单片机芯片选型时，总的原则是：“芯片含有（功能

3、或数量）略大于设计需求”，“设计需求尽可能（用）芯片完成（少用外围器件）”，“选大（大厂）不选小，选多（供应数量）不选少，选廉（廉价）但要好”。根据设计的系统的设计要求，从单片机的技术性、使用性和可开发性三方面来考虑选择单片机型号为STC12C5A16S2。该芯片具有工作电压5.5～3.5，16K的闪存，双指针，EEPROM，40个引脚，有看门狗及内部复位电路。根据所选的单片机，可知单片机共有4个8位的并行双向I/O口，分别为P0、P1、P2、P3。考虑到P0口既可以作为通用I/O口进行数据输入/输出，又可以作为单片机系统的地址/数据线使用，故而

4、将P0口作为数码管的字模输出口；P2口即可作为系统高位地址线使用、也可以作为通用I/O使用，所以可以用P2.0～P2.5作为数码管显示的位选择口；由于P1口只能作为通用I/O口使用，故用P1.2～P1.7来驱动X电机，另外Y电机可以用P3.2～P3.7来驱动；收发信采用软件片选的话，不用引出地址、数据总线，会使设计更加简单，需2个引脚作为片选。由于P3口不止可以作为通用I/O口使用，同时还有第二功能，因此以P3.0、P3.1作为收发信的片选引脚；键盘输入的行口可以与数码管显示的位选择口分时复用共同的I/O引脚，剩下的P1.0、P1.1、P2.6、

5、P2.7作为键盘的列口使用。1014.电原理图、电路原理分析4.1电原理图1014.2电路原理说明、特殊环节的说明4.2.1键输入原理在单片机应用系统中，除了复位按键有专门的复位电路及专一的复位功能外，其它按键都是以开关状态来设置控制功能或输入数据的。当所设置的功能键或数字键按下时，计算机应用系统应完成该按键所设定的功能，键信息输入是与软件结构密切相关的过程。一组按键或键盘都要通过I/O口线查询按键的开关状态。根据键盘结构的不同，采用不同的编码。无论有无编码，以及采用什么编码，最后都要转换成为与累加器中数值相对应的键值，以实现按键功能程序的跳转。

6、4.2.2键盘接口电路键盘是人机联系的必要手段，键盘是由若干个键组成的开关矩阵，矩阵式键盘由行线和列线组成，按键位于行、列线的交叉点上，其结构如图4.2所示。由图可知，一个4×8的行、列结构可以构成一个含有32个按键的键盘，行、列线分别连接到按键开关的两端，行线通过上拉电阻接到＋5V上。当无键按下时，行线处于高电平状态；当有键按下时，行、列线将导通，此时，行线电平将由与此行线相连的列线电平决定。然而，矩阵键盘中的行线、列线和多个键相连，必须将行线、列线信号配合起来作适当处理，才能确定闭合键的位置。按键按下时，与此键相连的行线与列线导通，行线在无键

7、按下时处在高电平。使所有列线处在低电平。只有这样，当有键按下时，该键所在的行电平才会由高电平变为低电平。CPU根据行电平的变化，便能判定相应的行有键按下。图4.2.1中，A口为基本输出口，C口为基本输入口，其中程序完成下列几个功能：（1）判断有无键按下。其方法为：A口输出全为0，读C口状态，若PC0~PC3全为1，则说明无键按下；若不全为1，则说明有键按下。(2)消除按键抖动的影响。其方法为：在判断有键按下后，用软件延时的方法延时10ms后，再判断键盘状态，如果仍为有键按下状态，则认为有一个按键按下，否则当作按键抖动来处理101(3)判别闭合的键

8、是否释放。按键闭合一次只能进行一次功能操作，因此，等按键释放后才能根据键号执行相应的功能键操作。S5S5S4S5S6S2S5S6S6S6