機床數(shù)控部分硬件設(shè)計

宋今朝

【摘要】 介紹了機床數(shù)控部分主要硬件設(shè)計，為數(shù)控部分的合理設(shè)計提供了一定的依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】 硬件 數(shù)控 單片機

一、概述

數(shù)控部分是機床數(shù)控環(huán)境的中央執(zhí)行部分，對整個機床起到智能控制作用。它的設(shè)計主要包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩部分。

二、數(shù)控硬件部分的設(shè)計

數(shù)控硬件的設(shè)計，即單片機應(yīng)用系統(tǒng)接口電路的設(shè)計，包括系統(tǒng)擴(kuò)展，系統(tǒng)配置等內(nèi)容。系統(tǒng)擴(kuò)展指單片機片內(nèi)功能單元如EPROM，RAM，I/O口，定時/計時器，中斷源等容量的片外擴(kuò)展；系統(tǒng)配置是指系統(tǒng)功能要求配接外部設(shè)備。

2.1數(shù)控硬件

8031單片機內(nèi)部包括：8位CPU，片內(nèi)振蕩器；128字節(jié)RAM；21個特殊功能寄存器；32根I/O線，4個I/O口；可擴(kuò)展64K字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存儲器和64K字節(jié)的外部程序存儲器；兩個16位定時器/計數(shù)器等。

2、通道引腳。P0口是一個8位漏極開路型雙向I/Od端口。在訪問片外存儲器時，它分時作低8位地址線和8位雙向數(shù)據(jù)總線用。 P1口內(nèi)部帶上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，可帶4個LSTTL。 P2口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O端口。在訪問片外存貯器時，它輸出高8位地址。 P3口也是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/Od端口。

3、地址鎖存器74LS373。P0口是一個分時輸出低8位地址和數(shù)據(jù)的通道口。那么就存在一個P0口的地址信息分離保存，以便為外接存儲器提供低8位地址信息問題，采用74LS373作為地址鎖存器，并由CPU發(fā)出地址允許鎖存信號ALE的下降沿，將地址信息鎖存入地址鎖存器。74LS373的引腳D0∽D7是輸入端，Q0∽Q7是輸出端，OE是片選端，選通端LE與8031單片機的地址鎖信號ALE連接。當(dāng)選通端LE=1時，74LS373的輸出端與輸入端相同，當(dāng)LE端高電平返回低電平（下降沿）時，輸入的地址信息就被鎖入Q0∽Q7中。

6、數(shù)據(jù)存儲器6264。

6264是8K字節(jié)的隨機存儲器芯片，單一+5V供電，額定功耗200mW，典型存取時間200ns，為28腳雙列直插式封裝。

7、可編程接口8155。

8155具有三個可編程I/O端口（A口和B口是8位，C口是6位），一個可編程14位定時計數(shù)器和256字節(jié)的RAM，能方便的進(jìn)行I/O擴(kuò)展和RAM擴(kuò)展.

Vcc： +5V。Vss：接地。CE：片選信號線，低電平有效。RESET：8155內(nèi)部復(fù)位信號輸入端。在此端出現(xiàn)5us左右寬的正脈沖，8155被初始復(fù)位，復(fù)位后I/O口變?yōu)檩斎敕绞健D0～AD7 是低8位地址線和數(shù)據(jù)線共用輸入口，當(dāng)ALE=1時，輸入的是地址信息，否則是數(shù)據(jù)信息。所以AD0～AD7應(yīng)與單片機的P0口連接。IO/M：8155的RAM存儲器和I/O口選擇線，IO/M=0，AD0～AD7的地址為8155 RAM單元的地址，選擇RAM。IO/M=1，AD0～AD7的地址為 8155 I/O口的地址 ，選擇I/O口。RD：讀選通信號，低電平有效。RD為低電平，CE=0時 ，8155內(nèi)RAM單元或I/O口內(nèi)容傳送到AD0-7

WR：寫選通信號，低電平有效。當(dāng)CE=0，WR端出現(xiàn)負(fù)脈沖，CPU輸出到AD0～AD7的數(shù)據(jù)寫入8155的RAM單元或I/O口。ALE：地址鎖存允許端。