教學(xué)中對(duì)數(shù)控機(jī)床顯示系統(tǒng)改進(jìn)研究的課題分析

[摘 要] 以學(xué)校教學(xué)實(shí)習(xí)數(shù)控機(jī)床作為研究對(duì)象，采用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)對(duì)現(xiàn)有機(jī)床的數(shù)碼管顯示系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，顯示系統(tǒng)采用了LCD顯示屏、PC104結(jié)構(gòu)主板和顯示卡，鍵盤采用了消除抖動(dòng)設(shè)計(jì)，并開(kāi)發(fā)了符合教學(xué)實(shí)習(xí)的界面顯示系統(tǒng)。該改進(jìn)技術(shù)對(duì)數(shù)控機(jī)床在教學(xué)實(shí)習(xí)方面的應(yīng)用具有積極的指導(dǎo)意義。

[關(guān) 鍵 詞] 數(shù)控機(jī)床；LCD顯示屏；鍵盤；顯示界面

[中圖分類號(hào)] TP29 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2017）18-0105-01

隨著計(jì)算機(jī)和制造加工技術(shù)的發(fā)展，我校在教學(xué)實(shí)習(xí)中所使用的數(shù)控機(jī)床日益陳舊，數(shù)碼管顯示系統(tǒng)不再符合教學(xué)實(shí)習(xí)要求。另一方面，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床（CNC，Computer Numerical Control）技術(shù)是現(xiàn)代加工技術(shù)的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容，采用液晶顯示器（LCD，Liquid Crystal Display）代替原來(lái)的數(shù)碼顯示器以提高學(xué)校在教學(xué)實(shí)習(xí)中所使用數(shù)控機(jī)床的顯示性能，利用可編程芯片代替數(shù)字邏輯電路，壓縮電路結(jié)構(gòu)，減少線路接插件，從而提高數(shù)控機(jī)床顯示系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性，對(duì)不斷改進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)以滿足新的需求具有十分重要的意義。

一、顯示屏

根據(jù)學(xué)校在教學(xué)實(shí)習(xí)過(guò)程中使用的數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀，由LCD顯示屏代替原數(shù)碼管，顯示屏選用薄膜型電致發(fā)光（Thin-film Electroluminescent Display）顯示屏，相關(guān)參數(shù)為EL640.480-A SB系列單色顯示屏，尺寸為10.4\"，顯示方式為640×480像素單色顯示。

該顯示屏特點(diǎn)為：（1）自行發(fā)光，在水平、垂直方向視角均超過(guò)160°，顯示圖像對(duì)比度不隨視角發(fā)生變化；（2）在結(jié)構(gòu)上能夠耐受極高的震動(dòng)負(fù)載，能夠抵抗苛刻應(yīng)用環(huán)境下的劇烈震動(dòng)；（3）在可靠性上，平均無(wú)故障時(shí)間（MTBF）超過(guò)50000小時(shí)。

（一）顯示母板

顯示母板采用PC104總線SCM/Super Dx嵌入式CPU模塊，功能為控制鍵盤和顯示屏，主要組成為Intel 80486 CPU（100MHz）、16M嵌入式內(nèi)存、1個(gè)與PC/AT兼容的雙向并行口、兩個(gè)RS232串行口、7個(gè)DMA、14個(gè)中斷、三個(gè)計(jì)數(shù)器、一個(gè)PC/AT鍵盤接口、CMi486sxlc66主板和SEM/VFP4顯示卡。硬盤采用32MBDisk On Chip2000半導(dǎo)體固態(tài)盤，32管角，DIP封裝形式，自棧式體系。在顯示母板的一個(gè)串行接口上增加AD238AN電路。

（二）電源板

電源板由兩塊電源組成，其中，一塊輸入24V，輸出12V，另一塊輸入24V，輸出5V。

二、界面顯示程序

采用Tubro C提供的屏幕和圖形支持系統(tǒng)。界面顯示子程序的工作是讀取指定的界面，根據(jù)界面設(shè)計(jì)，在指定位置填入動(dòng)態(tài)字符，將合成的界面送顯示屏顯示。顯示子程序的輸入?yún)?shù)為界面序號(hào)和各動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的地址指針，程序的基本工作情況為：顯示子程序通過(guò)輸入?yún)?shù)給出想要顯示的界面編號(hào)，程序根據(jù)編號(hào)先調(diào)用配套程序準(zhǔn)備需要刷新的字符的代碼，放入顯示字符緩沖區(qū)，然后計(jì)算出界面存放的起始地址，從首地址開(kāi)始讀取界面，讀取一個(gè)字符的ASCII碼后判斷是否是前面所說(shuō)的各種特殊字符，若是，或?qū)ふ揖彌_區(qū)內(nèi)相應(yīng)位置的字符代碼替換輸出，或采取相應(yīng)的處理；若不是，則認(rèn)為是固定在界面中的字符，根據(jù)代碼輸出顯示。遇到“@”發(fā)送U坐標(biāo)操作，而遇到“#”發(fā)送W坐標(biāo)操作。界面顯示完成，退出顯示子程序，回到主程序。因?yàn)橛⑽牟捎梦谋撅@示方式，中文采用圖形顯示方式，要同時(shí)操作LCD模塊的文本顯示區(qū)和圖形顯示區(qū)，所以要注意指針的使用。保持指針指向屏幕同一位置，還有讀取界面的指針、讀取顯示字符緩沖區(qū)的指針，不能使指針指向錯(cuò)誤。

（一）界面顯示的流程圖及子程序

顯示程序是數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)程序的重要組成部分，編制顯示程序時(shí)，除了考慮人機(jī)會(huì)話方便友好，顯示直觀簡(jiǎn)要外，還要注意對(duì)加工效率和運(yùn)行平穩(wěn)性的影響選擇顯示對(duì)象，使加工過(guò)程中轉(zhuǎn)換過(guò)渡時(shí)間短。

（二）鍵盤子程序及流程圖

CPU對(duì)鍵盤的掃描采用程序控制方式，進(jìn)入鍵掃描狀態(tài)，反復(fù)掃描鍵盤，等待用戶從鍵盤上輸入命令或數(shù)據(jù)。而在執(zhí)行鍵入命令或處理鍵入數(shù)據(jù)過(guò)程中，CPU將不再相應(yīng)鍵入要求，直到CPU返回重新掃描鍵盤為止。由于鍵盤有鍵按下后要去執(zhí)行相應(yīng)的功能程序，因此在軟件編寫過(guò)程中采用標(biāo)志位，使得程序更為系統(tǒng)、條理，易于維護(hù)。

三、結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床顯示系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，采用薄膜型電致發(fā)光LCD顯示屏代替了原數(shù)碼管顯示系統(tǒng)，控制系統(tǒng)采用基于PC104總線的主板、顯示卡和半導(dǎo)體固態(tài)盤，鍵盤增加了消除抖動(dòng)功能，并開(kāi)發(fā)了符合教學(xué)實(shí)習(xí)的界面顯示系統(tǒng)。該改進(jìn)技術(shù)對(duì)數(shù)控機(jī)床在教學(xué)實(shí)習(xí)方面的應(yīng)用具有一定的推廣價(jià)值和應(yīng)用意義。

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