..... 20 8.2.6 8155 工作方式查询 ...................................................................................................... 21 8.2.7 状态查询 ......................................................................................................................... 22 8.2.8 8155 定时功能............................................................................................................... 22 8.2.9 芯片地址分配 ................................................................................................................ 23 8.3 键盘设计 ................................................................................................................................ 24 8.3.1 键盘定义及功能............................................................................................................. 24 8.3.2 键盘程序设计 ................................................................................................................ 24 8.4 显示器设计 ............................................................................................................................ 28 8.4.1 显示器显示方式的选用 ................................................................................................ 28 8.4.2 显示器接口 ..................................................................................................................... 29 8.4.3 8155 扩展 I/O 端口的初始化...................................................................................... 29 8.5 插补原理 ................................................................................................................................ 30 8.6 光电隔离电路 ......................................................................................................................... 31 8.7 越界报警电路 ......................................................................................................................... 31 8.8 总体程序控制 ......................................................................................................................... 31 8.8.1 流程图 ............................................................................................................................. 30 8.8.2 总程序 ............................................................................................................................. 309 步进电机接口电路及驱动 ...................................................................................................... 34结 论.................................................................................................................................................. 38参考文献 ............................................................................................................................................. 39致 谢 .................................................................................................................................................. 40攀枝花学院本科毕业设计 1 绪论 1 绪论1.1 课题背景 激光被誉为二十世纪最重大的科学发现之一,它刚一问世就引起了材料科学家的高度重视。
1971 年 11 月,美国通用汽车公司率先使用一台 250W CO2 激光器进行利用激光辐射提高材料耐磨性能的试验研究,并于 1974 年成功地完成了汽车转向器壳内表面(可锻铸铁材质)激光淬火工艺研究,淬硬部位的耐磨性能比未处理之前提高了 10 倍。
这是激光表面改性技术的首次工业应用。
多年以来,世界各国投入了大量资金和人力进行激光器、激光加工设备和激光加工对材料学的研究,促使激光加工得到了飞速发展,并获得了巨大的经济效益和社会效益。
如今在中国,激光技术已在工业、农业、医学、军工以及人们的现代生活中得到广泛的应用,并且正逐步实现激光技术产业化,国家也将其列为“九五”攻关重点项目之一。
“十五”的主要工作是促进激光加工产业的发展,保持激光器年产值 20%的平均增长率,实现年产值 200 亿元以上;在工业生产应用中普及和推广加工技术,重点完成电子、汽车、钢铁、石油、造船、航空等传统工业应用激光技术进行改造的示范工程;为信息、材料、生物、能源、空间、海洋等六大高科技领域提供崭新的激光设备和仪器。
数控化和综合化把激光器与计算机数控技术、先进的光学系统以及高精度和自动化的工件定位相结合,形成研制和生产加工中心,已成为激光加工发展的一个重要趋势。
1.2 现实意义 激光切割机是光、机、电一体化高度集成设备,科技含量高,与传统机加工相比,激光切割机的加工精度更高、柔性化好,有利于提高材料的利用率,降低产品成本,减轻工人负担,对制造业来说,可以说是一场技术革命。
激光切割的适用对象主要是难切割材料,如高强度、高韧性、高硬度、高脆性、磁性材料,以及精密细小和形状复杂的零件。
激光切割技术、激光切割机床正在各行各业中得到广泛的应用。
因此研究和设计数控激光切割有很强的现实意义。
微机控制技术正在发挥出巨大的优越性。
1.3 设计任务 本次设计任务是设计一台单片机(89C51 主控芯片)控制激光切割机床,主 1攀枝花学院本科毕业设计 1 绪论要设计对象是 XY 工作台部件及 89C51 单片机控制原理图。
而对激光切割机其他部件如冷水机、激光器等不作为设计内容要求,只作一般了解。
单片机对 XY工作台的纵、横向进给脉冲当量 0.001mm/ pluse。
工作台部件主要构件为滚珠丝杠副、滚动直线导轨副、步进电机、工作台等。
设计时应兼顾两方向的安装尺寸和装配工艺。
1.4 总体设计方案分析 参考数控激光切割机的有关技术资料,确定总体方案如下: 由 采用 89C51 主控芯片对数据进行计算处理, I/O 接口输出控制信号给驱动器,来驱动步进电机,经齿轮机构减速后,带动滚珠丝杠转动,实现进给。
其原理示意图 1.1。
X 向工作台 驱 步进 动 电机 控 器 制 器 驱 步进 动 电机 Y 向工作台 器 图 1.1 系统总体原理图 微机控制线路图参考 MCS-51 系列单片机控制 XY 工作台线路图。
步进电机参照 RORZE 株式会社的产品样本选取,以保证质量和运行精度同时驱动器也选用 RORZE 的配套驱动器产品。
滚珠丝杠的生产厂家很多,本设计参照了汉江机床厂、南京工艺装备制造厂的样本资料,力求从技术性能、价格状况、通用互换性等各方面因素考虑,最后选用南京工艺装备厂的 FFZD 系列滚珠丝杠,即内循环垫片预紧螺母式滚珠丝杠副。
本设计弃用 Z80,而选用单片机。
单片机体积小、抗干扰能力强,对环境要 2攀枝花学院本科毕业设计 1 绪论求不高,可靠性高,灵活性好,性价比大大超过了 Z80。
比较后选用 89C51 为主芯片。
在使用过程中 89C51 虽有 4K 的 FLASH(E2 PROM),但考虑实际情况需配备 EPROM 和 RAM,并要
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