X-Y工作平台设计报告

学号:课程设计题目X-Y工作平台的设计教学院机电工程学院专业机械电子工程班级姓名指导教师2013年12月5日目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"目录1\o"CurrentDocument"一总方案的确2\o"CurrentDocument"1.1机械传动部件的选择2\o"CurrentDocument"1.2控制系统的设计2\o"CurrentDocument"二机械传动部件的计算与选型3\o"CurrentDocument"2.1导轨上移动部件的重量估算3\o"CurrentDocument"2.2直线滚动导轨副的计算与选型3\o"CurrentDocument"2.3滚珠丝杠螺母副的计算与选型4\o"CurrentDocument"2.4步进电动机减速箱的选用5\o"CurrentDocument"2.5步进电动机的计算与选型5\o"CurrentDocument"三控制系统硬件设计9CPU板9CPU的选择9\o"CurrentDocument"CPU接口设计9\o"CurrentDocument"3.2驱动系统11\o"CurrentDocument"3.2.1步进电机驱动电路和工作原理11\o"CurrentDocument"3.2.2电磁铁驱动电路12电源设计12\o"CurrentDocument"3.3传感器和人机界面13\o"CurrentDocument"四控制系统软件设计14\o"CurrentDocument"4.1总体方案144.2主流程图14\o"CurrentDocument"INT0中断服务流程图15INT1中断服务流程图16\o"CurrentDocument"4.4.1复位程序流程图17\o"CurrentDocument"4.4.2X轴电机点动正转程序流程图184.4.3绘制圆弧程序流程图19\o"CurrentDocument"4.4.4步进电机步进一步程序流程图19\o"CurrentDocument"总结21一总方案的确1.1机械传动部件的选择（1）导轨副的选用要设计的X-Y工作台是用来配套轻型的立式数控铣床，需要承受的载荷不大，但脉冲当量小、定位精度高，因此，决定选用直线滚动导轨副。它具有摩擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。（2）丝杠螺母副的选用伺服电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，要满足0.005mm的脉冲当量和±0.01mm的定位精度，滑动丝杠副无能为力，只有选用滚珠丝杠副才能达到。滚珠丝杠副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高，预紧后可消除反向间隙。（3）减速装置的选用选择了步进电动机和滚珠丝杠副以后，为了圆整脉冲当量，放大电动机的输出转矩，降低运动部件折算到电动机转轴上的转动惯量，可能需要减速装置，且应有消间隙机构，所以采用无间隙齿轮传动减速箱。（4）伺服电动机的选用任务书规定的脉冲量尚未达到0.001mm，定位精度也未达到微米级，空载最快移动速度也只有1800mm/min。因此，本设计不必采用高档次的伺服电动机，如交流伺服电动机或直流伺服电动机等，可以选用性能好一些的步进电动机，如混合式步进电动机，以降低成本，提高性价比。（5）检测装置的选用选用步进电动机作为伺服电动机后，可选开环控制也可选闭环控制。任务书所给的精度对于步进电动机来说还是偏高的，为了确保电动机在运转过程中不受切削负载和电网的影响而失步，决定采用半闭环控制，拟在电动机的尾部转轴上安装增量式旋转编码器，用以检测电动机的转角与转速。增量式旋转编码器的分辨率应与步进电动机的步距角相匹配。考虑到X、Y两个方向的加工范围相同，承受的工作载荷相差不大，为了减少设计工作量，X、Y两个坐标的导轨副、丝杠螺母副、减速装置、伺服电动机以及检测装置拟采用相同的型号与规格。1.2控制系统的设计（1）设计的X-Y工作台准备用在数控铣床上，其控制系统应该具有单坐标定位、两坐标直线插补与圆弧插补的基本功能，所以控制系统应该设计成连续控制型。（2）对于步进电动机的半闭环控制，选用MCS-51系列的16位单片机AT89C51作为控制系统的CPU，应该能够满足任务书给定的相关指标。（3）要设计一台完整的控制系统，在选择CPU之后，还需要扩展程序存储器、数据存储器、键盘与显示电路、I/O接口电路、D/A转换电路、串行接口电路等。（4）选择合适的驱动电源，与步进电动机配套使用。二机械传动部件的计算与选型2.1导轨上移动部件的重量估算按照下导轨之上移动部件的重量来进行估算。包括工件、夹具、工作平台、上层电动机、减速箱、滚珠丝杠副、直线滚动导轨副、导轨座等，估计重量约为800N2.铣削力的计算设零件的加工方式为立式铣削，采用硬质合金立铣刀，工件的材料为碳钢。则查表得立铣时的铣削力计算公式为：F=118«o.85f0.75d-0.73fll.On0.13Z（］）今选择铣刀直径d=15mm，齿数Z=3,为了计算最大铣削力，在不对称铣削情况下，取最大铣削宽度ae=15mm，铣削深度ap=8mm，每齿进给量f=0.1mm，铣刀转速n=300r/min。则由式（1）求得最大铣削力：F=118x150.85x0.10.75x15-0.73x8L0x3000』3x3N-1463Nc采用立铣刀进行圆柱铣削时，各铣削力之间的比值可由查表，并考虑逆铣时的情况，可估算三个方向的铣削力分别为：Ff=1.1Fc~1609N，Fe=0.38Fc=556N，Ffn=0.25Fc~366N，工作台受到垂直方向的铣削力F=Fe=556N，受到水平方向的铣削力分别为Ff和Ffn。今将水平方向较大的铣削力分配给工作台的纵向（丝杠轴线方向），则纵向铣削力Fx=Ff=1609N，径向铣削力Fy=Ffn=366N。2.2直线滚动导轨副的计算与选型7（1）滑块承受工作载荷的计算及导轨型号的选取工作载荷是影响直线滚动导轨副使用寿命的重要因素。本例中的X-Y工作台为水平布置，采用双导轨、四滑块的支承形式。考虑最不利的情况，即垂直于台面的工作载荷全部由一个滑块承担，则单滑块所受的最大垂向载荷为：P=§+Fz（2）其中，移动部件重量G=800N，外加载荷F=Fz=2200N，代入（2）式得最大工作载荷PC=2400N=2.4kN。查表，根据工作载荷PC=2.4kN，初选直线滚动导轨副的型号为KL系列的JSA-LG35型，其额定动载荷C=2.440kN，额定静载荷aC0a=9.5kN。工作台面尺寸为230mmx230mm，加工范围250mmx250mm，考虑工作行程应留有一定余量，按标准系列，选取导轨的长度为520mm。（2）距离额定寿命的计算上述选取的KL系列JSA-LG15型导轨副的滚道硬度为HRC60，工作温度不超过100°C，每根导轨上配有两只滑块，精度为4级，工作速度较低，载荷不大。查表，分别取硬度系数八=1.0，温度系数fT=1.00，接触系数fc=0.81，精度系数fR=0.9,载荷系数fw=1.5，得距离寿命:ffffCL=(htcr-—a)3x50牝6649kmfPWcy聂H5.4翊远大于期望值50km,故距离额定寿命满足要求。2.3滚珠丝杠螺母副的计算与选型（1）最大工作载荷Fm的计算当承受最大铣削力时:工作台受到进给方向的载荷（与丝杠轴线平行）尺=1609N，受到横向的载荷（与丝杠轴线垂直）气=366N，受到垂向的载荷（与工作台面垂直）Fz=556N。已知移动部件总重量G=800N，按矩形导轨进行计算，查表，取颠覆力矩影响系数K=1.1，滚动导轨上的摩擦因数〃=0.005。求得滚珠丝杠副的最大工作载荷：Fm=KFx+（Fz+F+G）=[1.1x1609+0.005x（2200+366+800）]N-1787N（2）最大动载荷Fq的计算设工作台在承受最大铣削力时的最快进给速度v=1800mm/min，初选丝杠导程P=5mm，则此时丝杠转速n=v/Ph=360r/min。取滚珠丝杠的使用寿命T=22000h，代入L0=60nT/106，得丝杠寿命系数L0=2.64（单位为：106r）。查表，取载荷系数扁=1.2，滚道硬度为HRC60时，取硬度系数fH=1.0，求得最大动载荷：Fq=如^/代-8881N（3）初选型号根据计算出的最大动载荷和初选的丝杠导程，查表，选择济宁博特精密丝杠制造有限公司生产的G系列2005-3型滚珠丝杠副，为内循环固定反向器单螺母式，其公称直径为20mm，导程为5mm，循环滚珠为3圈x1列，精度等级取4级，额定动载荷为9309N，大于FQ，满足要求。（4）传动效率n的计算将公称直径d0=20mm，导程Ph=5mm，代入A=arctan[PJ（兀刁0）]，得丝杠螺旋升角2=433,。将摩擦角（p=10'，代入n=tanA/tan（2+仞，得传动效率n=96.4%。（5）刚度的验算1）X-Y工作台上下两层滚珠丝杠副的支承均采用“单推-单推”的方式。丝杠的两端各采用一对推力角接触球轴承，面对面组配，左、右支承的中心距离约为a=500mm；钢的弹性模量=2.1Mpa；查表，得滚珠直径=3.175mm，丝杠底径=16.2mm，丝杠截面积/4=206.12mm2。得丝杠在工作载荷Fm作用下产生的拉/压变形量少i=Fma/(ES)=[1779x500/(2.1X206.12)]mm-0.0205mm。根据公式Z=(兀d0/Dw)-3,求得单圈滚珠数Z=20；该型号丝杠为单螺母，滚珠的圈数x列数为3x1,代入公：Z,=Zx圈数x列数，得滚珠总数量Z,=60。丝杠预紧时，取轴向预紧力Fyj=Fm13=59N,求得滚珠与螺纹滚道间的接触变形量52-0.0026mm。因为丝杠加有预紧力，且为轴向负载的1/3,所以实际变形量可减小一半，取5=0.0013mm。将以上算出的51和52代入5总二%+52，求得丝杠总变形量(对应跨度500mm)5总=0.0218mm=21.8〃m。由表知,5级精度滚珠丝杠有效行程在315〜400mm时，行程偏差允许达到25〃m，可见丝杆刚度足够。压杆稳定性校核根据公式计算失稳时的临界载荷孔。查表，取支承系数匕=1；由丝杠底径d2=16.2mm，求得截面惯性矩I=兀d4/64-3380.88mm；压杆稳定安全系数K取3(丝杠卧式水平安装)；滚动螺母全轴向固定处的距离a取最大值500mm，得临界载荷七-9343N，远大于工作载荷FT779N，故丝杠不会失稳。综上所述，初选的滚珠丝杠副满足使用要求。2.4步进电动机减速箱的选用为了满足脉冲当量的设计要求，增大步进电动机的输出转矩，同时也为了使滚珠丝杠和工作台的转动惯量折算到电动机转轴上尽可能地小，今在步进电动机的输出轴上安装一套齿轮减速箱。采用一级减速，步进电动机的输出轴与小齿轮联接，滚珠丝杠的轴头与大齿轮联接。其中大齿轮设计成双片结构，采用弹簧错齿法消除侧隙。已知工作台的脉冲当量小=0.005mm/脉冲，滚珠丝杠的导程Ph=5mm，初选步进电动机的步距角a=0.75°，算得减速比：i=(aPh)/(360d)=(0.75x5)/(360x0.005)=25:12本设计选用大小齿轮模数均为1mm，齿数比为75:36，材料为45号调质钢，齿表面淬硬后达HRC55。减速箱中心距为[(75+36)x1/2]mm=55.5mm，小齿轮厚度为20mm，双片大齿轮厚度均为10mm。2.5步进电动机的计算与选型(1)计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量jeq已知：滚珠丝杠的公称直径d=20mm，总长l=500mm，导程P=5mm,材料密度p=7.85x10-3kg/cm3;移动部件总重量G=800N;小齿轮宽度b=20mm，1直径d=36mm;大齿轮宽度b=20mm，直径d=75mm；传动比i=25/12。参照表，算得各个零部件的转动惯量如下(具体计算过程从略)：滚珠丝杠的转动惯量J=0.617kg-cm2，拖板折算到丝杠上的转动惯J=0.517kg-cm2，小齿轮的转动惯量j1=0.259kg-cm2，大齿轮的转动惯量J尸4.877kg-cm2。初选步进电动机型号为90BYG2602，为两相混合式，二相四拍驱动时步距角为0.75°，则加在步进电动机转轴上的总转动惯量为J=J+J+(J+J+J)/i2=30.35kg•cm2eqmz1z2WS计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩Teq分快速空载起动和承受最大工作负载两种情况进行计算。1)快速空载起动时电动机转轴所承受的负载转矩Teq1包括三部分：一部分是快速空载起动时折算到电动机转轴上的最大加速转矩Tmax；一部分是移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩Tf；还有一部分是滚珠丝杠预紧后折算到电动机转轴上的附加摩擦转矩T。因为滚珠丝杠副传动效率很高，T0相对于Tf和T很小，可以忽略不计。则有：Teq1=T+Tf考虑传动链的总效率n计算快速空载起动时折算到电动机转轴上的最大加速转矩：T=2Jeqnmx—amax60ta^式中nm——对应空载最快移动速度的步进电动机最高转速，单位为r/min；七——步进电动机由静止到加速至nm转速所需的时间，单位为s。其中：n=Lax^(5)m360x8式中v空载最快移动速度，任务书指定为3000mm/min；a步进电动机步距角，预选电动机为0.75；脉冲当量，本例$=0.005mm/脉冲。

将以上各值代入式（5）,算得nm=1250r/min。设步进电动机由静止到加速至nm转速所需时间ta=0.4s，传动链总效率n=7。2兀x30.35x10-4x1250则由式（4）求得：T=牝1.42（N-m）amax60x0.4x0.7当移动部件运动时，折算到电动机转轴上的摩擦转矩为：Tf=兰邪％（6）则由式（6），得：T=°.005x（°+80°）x°.005.0.002（N-m）f2兀x0.7x25/12最后由式（3），求得快速空载起动时电动机转轴所承受的负载转矩：Teq1=T+Tf=1.422N（7）2）最大工作负载状态下电动机转轴所承受的负载转矩T之eq2Teq2包括三部分：一部分是折算到电动机转轴上的最大工作负载转矩Tt；一部分是移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩Tf；还有一部分是滚珠丝杠预紧后折算到电动机转轴上的附加摩擦转矩T0，T0相对于Tt和Tf很小，可以忽略不计。贝U有：Teq2=Tt+Tf（8）1609x0.005本例中在对滚珠丝杠进行计算的时候，已知沿着丝杠轴线方向的最大进给载荷Fx=1609N，则折算到电动机转轴上的最大工作负载转矩T1609x0.005牝0.88（N-m）FPT=fh=t2兀页2兀x0.7x25/12TOC\o"1-5"\h\z再计算垂直方向承受最大工作负载（Fz=556N）情况下，移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩：Z贝F+G）P_0.005x（556+800）x0.0050.004（N-m）2兀x0.7x25/12牝0.88（N-m）0.004（N-m）2兀x0.7x25/12Teq2=Tt+Tf=0.884N-m（9）经过上述计算后，得到加在步进电动机转轴上的最大等效负载转矩应为：Teq=max{Teq1，Tq2}=1.422N-m（3）步进电动机最大静转矩的选定考虑到步进电动机的驱动电源受电网电压影响较大，当输入电压降低时，其输出转矩会下降，可能造成丢步，甚至堵转。因此，选择步进电动机的最大静转矩时，需要考虑安全系数。本例中取安全系数芯=4,则步进电动机的最大静转矩应满足：Tjmax>4x1.422N-m=5.688N-m（10）上述初选的步进电动机型号为90BYG2602,查表得该型号电动机的最大静转矩Tjmax=6N・m。可见，满足（10）式的要求。（4）步进电动机的性能校核1）最快工进速度时电动机输出转矩校核任务书给定工作台最快工进速度v=400mm/min，脉冲当量＜5=0.005mmZ脉冲，可求出电动机对应的运行频率f广［400/（60x0.005）］Hz-1333Hz。从90BYG2602电动机的运行矩频特性曲线图1可以看出，在此频率下，电动机的输出转矩T广5.6N・m，远远大于最大工作负载转矩Teq2=0.884N-m，满足要求。2）最快空载移动时电动机输出转矩校核任务书给定工作台最快空载移动速度v=3000mm/min，可求出电动机对应的运行频率f=［3000/（60x0.005）］Hz=10000Hz。在此频率下，电动机的输出转矩Tnax=1.8N-m，大于快速空载起动时的负载转矩Teq1=1.422N・m，满足要求。3）最快空载移动时电动机运行频率校核最快空载移动速度v=3000mm/min对应的电动机运行频率f=10000Hz。查表知90BYG2602电动机的极限运行频率为20000Hz，可见没有超出上限。4）起动频率的计算已知电动机转轴上的总转动惯量Jeq=30.35kg•cm2电动机转子的转动惯量、=4kg•cm2，电动机转轴不带任何负载时的最高起动频率fq=1800Hz。可求出步进电动机克服惯性负载的起动频率：f=.fq=614Hz1+勺m上式说明，要想保证步进电动机起动时不失步，任何时候的起动频率都必须小于614Hz。实际上，在采用软件升降频时，起动频率选得更低，通常只有100Hz（即100脉冲/s）。综上所述，本例中工作台的进给传动选用90BYG2602步进电动机，完全满足设计要求。三控制系统硬件设计X-Y数控工作台控制系统硬件主要包括CPU、传动驱动、传感器、人机交互界面。硬件系统设计时，应注意几点：电机运转平稳、响应性能好、造价低、可维护性、人机交互界面可操作性比较好。CPU板CPU的选择随着微电子技术水平的不断提高，单片微型计算机有了飞跃的发展。单片机的型号很多，而目前市场上应用MCS-51芯片及其派生的兼容芯片比较多，如目前应用最广的8位单片机89C51，价格低廉，而性能优良，功能强大。在一些复杂的系统中就不得不考虑使用16位单片机，MCS-96系列单片机广泛应用于伺服系统，变频调速等各类要求实时处理的控制系统，它具有较强的运算和扩展能力。但是定位合理的单片机可以节约资源，获得较高的性价比。从要设计的系统来看，选用较老的8051单片机需要拓展程序存储器和数据存储器，无疑提高了设计价格，而选用高性能的16位MCS-96又显得过于浪费。生产基于51为内核的单片机的厂家有Intel、ATMEL、Simens，其中在CMOS器件生产领域ATMEL公司的工艺和封装技术一直处于领先地位。ATMEL公司的AT89系列单片机内含Flash存储器，在程序开发过程中可以十分容易的进行程序修改，同时掉电也不影响信息的保存；它和80C51插座兼容，并且采用静态时钟方式可以节省电能。因此硬件CPU选用AT89S51，AT表示ATMEL公司的产品，9表示内含Flash存储器，S表示含有串行下载Flash存储器。AT89S51的性能参数为：Flash存储器容量为4KB、16位定时器2个、中断源6个（看门狗中断、接收发送中断、外部中断0、外部中断1、定时器0和定时器1中断）、RAM为128B、14位的计数器WDT、I/O口共有32个。CPU接口设计CPU接口部分包括传感器部分、传动驱动部分、人机交互界面三部分。示意图如下所示:图3-1CPU外部接口示意图AT89S51要完成的任务：（1）将行程开关的状态读入CPU，通过中断进行处理，它的优先级别最高。（2）通过程序实时控制电机和电磁铁的运行。（3）接受键盘中断指令，并响应指令，将当前行程开关状态和键盘状态反应到LED上，实现人机交互作用。由于AT89S51只有P1口和P3口是准双向口，但P3口主要以第二功能为主，并且在系统中要用到第二功能的中断口，因此要进行I/O扩展。考虑到电路的简便性和可实现性，实际中采用内部自带锁存器的8155，所以AT89S51的I/O口线分配如下：（1）P1.0-P1.5控制X-Y两个方向步进电机的A、B、C线圈通电，形成A-AB-B-BC-C-CA-A三相六拍正转模式和A-AC-C-CB-B-BA-A的反转模式。（2）P1.6口输出控制电磁铁的吸合。（3）P3.2和P3.3两个中断源中INT0优先级最高，它读入行程开关的状态并触发中断;INT1读入点动、复位、圆弧插补开关的状态而触发中断。（4）P0.0-P0.7外部I/O扩展的数据读取。（5）P2.7和P2.6决定8155的PA、PB、PC口的地址。图3-2AT89S51控制系统图PB口接LED反映当前运行的8个状态：X+禁止、X-禁止、Y+禁止、Y禁止、手动X+运行、手动X-运行、手动Y+运行、手动Y-运行。PA口低四位反映触发中断1的4个行程开关的状态。PC口低6位反映了触发中断2的手动X+运行、手动X-运行、手动Y+运行、手动Y-运行、复位（RST）、圆弧插补6个开关的状态。

>INT0/INT1+J—PATC□」图3-3多中断源中断触发图「3.2驱动系统传动驱动部分包括步进电机的驱动和电磁铁的驱动，步进电机须满足快速急停、定位和退刀时能快速运行、工作时能带动工作台并克服外力（如切削力、摩擦力）并以指令的速度运行。在定位和退刀时电磁铁吸合使绘笔抬起，绘图时能及时释放磁力使笔尖压下。3.2.1步进电机驱动电路和工作原理步进电机的速度控制比较容易实现，而且不需要反馈电路。设计时的脉冲当量为0.01mm，步进电机每走一步，工作台直线行进0.01mm。步进电机驱动电路中采用了光电偶合器，它具有较强的抗干扰性，而且具有保护CPU的作用，当功放电路出现故障时，不会将大的电压加在CPU上使其烧坏。X-PAKQ,-'4Li「I厂90145VCCT■00QTEP-5ZIA'X-PAKQ,-'4Li「I厂90145VCCT■00QTEP-5ZIA'27VCCDK&3该电路中的功放电路是一个单电压功率放大电路，当A相得电时，电动机转动一步。电路中与绕组并联的二极管D起到续流作用，即在功放管截止是，使储存在绕组中的能量通过二极管形成续流回路泄放，从而保护功放管。与绕组W串联的电阻为限流电阻，限制通过绕组的电流不至超过额定值，以免电动机发热厉害被烧坏。由于步进电机采用的是三相六拍的工作方式（三个线圈A、B、C），其正转的通电顺序为：A-AB-B-BC-C-CA-A，其反转的通电顺序为：A-AC-C-CB-B-BA-A。

步进时钟jLnLnLnmmL^^nLnL^A相波形_lB相波形—C相波形图3-5三相六拍工作方式时相电压波形（正转）3.2.2电磁铁驱动电路该驱动电路也采用了光电偶合器，但其功放电路相对简单。其光电偶合部分采用的是达林顿管，因为驱动电磁铁的电流比较大。5VCC12VCC3.2.3电源设计中用到的电源电压为27V、12V、5V5VCC12VCC3.2.3电源设计中用到的电源电压为27V、12V、5V，为了便于管理和电源容量需求，就采用了标准的27V电源电路中在转换芯片的前后有两个电容，前面电容起防止自激作用，后面电容起滤波作用。此3.3传感器和人机界面由于步进电机不需要反馈电路，但是要注意工作台不能超过最大行程。因此，必须在乂、Y轴的方向各加上两个行程开关。这里行程开关作用有两个：（1）防止工作台超过最大行程，使电机损坏（2）可以用与定位。所以这4个行程开关就充当了传感器。人机界面设计的准则就是要有良好的人机交互能力，一般要求操作简便，界面简洁明了。此系统中共有9个LED，LED1灯亮表示X轴负方向禁止通行，LED2灯亮表示X轴正方向禁止通行，LED3灯亮表示Y轴负方向禁止通行，LED4灯亮表示Y轴正方向禁止通行，LED5灯亮表示手动使工作台向X轴负方向通行，LED6灯亮表示手动使工作台向X轴正方向通行，LED7灯亮表示手动使工作台向Y轴负方向通行，LED8灯亮表示手动使工作台向Y轴正方向通行，LED9亮表示系统通电运行。界面上的7个按扭意义为：按扭1是通断电开关，按扭2是向X轴负方向运行的点动开关，按扭3是向X轴正方向运行的点动开关，按扭4是向Y轴负方向运行的点动开关，按扭5是向Y轴正方向运行的点动开关，按扭6是复位开关，按扭7是执行绘制圆弧开关。•LED8•LED5•LED6总开关2•LED5•LED6总开关2通行•LED7、：、jLED1X-禁止JLED2如■禁止•LED7、：、jLED1X-禁止JLED2如■禁止•LED3「禁止二JLED4?+禁止67复位绘制圆弧图3-8人机界面图

四控制系统软件设计复位4.1总体方案对于AT89S51的程序设计，由于所需实现的功能较简单，采用汇编的形式。编译器采用Keil7.02b。该编译器是51系列单片机程序设计的常用工具，既可用汇编，也支持C语言编译。同时具有完善的调试功能。4.2主流程图CTLEQU3FF8H上电复位PAeQU3FF9h-rPBEQU3FFAHPCEQU3FFBHCMDEQU02HP1.6=0，吸合电磁铁，绘笔抬起ORG0000H1AJMPMAINORG0003H外部中断，8155初始化AJMPINT0IS；外部中断0入口ORG000BHVAJMPTM0IS；定时器0中断入口开外部中断，开总中断ORG0013H了AJMPINT1IS；外部中断1入口ORG001BHAJMPTM1IS；定时器1中断入口等待中断ORG0100HMAIN：ANLP1，0EFHSETBIT0；外中断负跳沿触发图4-1SETBIT1MOVA，CTLMOVDPTR，AMOVX@DPTR，CMD；A口输入，B口输出，C口输入SETBEX0；允许外中断0SETBEX1；允许外中断1SETBPX0SETBPX1；设置优先级SETBEA；开总中断LOOP：AJMPLOOP；等待中断在等待中断的过程中，如果有中断到来，先检查中断0的状态，是中断0则进入中断0的中断服务INT0IS，是中断1则进入中断1的中断服务INT1IS。中断服务0是由4个行程开关触发的，它触发后通过单片机读取PA口内容，然后将结果反馈到PB口的LED上。中断服务1有6个中断源，这六个中断源分别是手动X正方向运行，手动X负方向运行，手动Y正方向运行，手动Y负方向运行，复位和绘制圆弧。4.3INT0中断服务流程图图4-2INT0IS：PUSHACCPUSHDPTLPUSHDPTHPUSHPSWMOVA，PAMOVDPTR，AMOVXA，@DPTR；读PA口内容MOVR2，AMOVA，PBMOVDPTR,AMOV@DPTR,R2MOVA，R2CPLA；A取反ANLA，#03H；屏蔽高6位JZA，TM2CSETBP1.0SETBP1.1SETBP1.2TM2C：MOVA，R2CPLAANLA，#0CHJZA，RETINSETBP1.3SETBP1.4SETBP1.5RETIN：POPPSWPOPDPTHPOPDPTLPOPRETIACC关外部中断1保护现场P1.6=0,读PC口内容PC口低4位内容给PB高4位INT1IS：CLREX1MOVA,@DPTRPUSHACCJNBACC.4,RSTPUSHPSWJNBACC.0,X+ENPUSHDPTLJNBACC.1,X-ENPUSHDPTHJNBACC.2,Y+ENCLRP1.6JNBACC.3,Y-ENMOVA,PCJNBACC.5,ARCMOVDPTR,ALOOP1：POPDPTHMOVXA,@DPTR；读PC口内容POPDPTLMOVR1,APOPPSWANLR1,#0FHPOPACCMOVA,PBSETBEX1MOVDPTR,ARETIMOVA,@DPTR；读PB口内容ANLA,#0FHSWAPAORLA,R1MOVR2,AMOVA,PBMOVDPTR,AMOVX@DPTR,日2；数据输入PB口INCDPTL4.4.1复位程序流程图DIRXEQU30HDIRYEQU31HRST：RPA：ACC2：CLRP1.6MOVA,PAMOVDPTR,AMOVXA,@DPTRJNBACC.0,ACC2MOVDIRX,#00HAC