2025年雨辰数控钻床控制系统硬件设计全套详细电路图解析

雨辰教育自动化学院本科毕业设计(论文)题目：经济型数控钻床控制系统硬件电路设计学生姓名：QQAssociateProf.HuamaofaDepartmentofAutomationEngineeringNanjingInstituteofTechnology本文简介了经济型数控钻床控制系统硬件电路的设计措施。该控制系统以8031为主CPU,用它来控制整个数控钻床的工作，此外选用89C2051作从CPU,和数据存储器6264,外部程序存储器用于寄存系统程序；数据存储器用于寄存加工程序和数控系统处理的中间数据。本设计用8155来实现键盘接口电路的扩设计选用了8255芯片的PA口。步进电机控制信号由8031发出，通过总线驱动，由74LS273D触发器向外发送。运用8155和8255的剩余口进行输入输出接口电 1 11.2选题背景与意义 11.3研究现实状况 21.4本文的构造 3第二章数控钻床控制系统电路设计 42.1设计总体思绪及构造 52.2数控钻床控制系统主CPU的选择 52.3控制系统复位电路的设计 62.4存储器扩展电路设计 72.5键盘扩展电路设计 2.6显示电路设计 2.6.1八段数码管动态显示电路 2.6.2十六段数码管静态显示电路 2.8步进电机控制信号输出接口电路设计 2.9译码电路设计 第三章控制系统电路原理图以及PCB图的绘制 273.1电路原理的图绘制 304.1论文总结 30 30 参照文献 附录A:英文资料 34附录B:英文资料翻译 41附录C:硬件设计PCB图 附录D:硬件设计原理图及光盘伴随计算机技术的高速发展，老式的制造业目前我国机床总拥有量约为400万台，其中数控机床只有8万多台，远远低于美国、日本、德国、韩国等制造业发达国家机床数控化率20%以上的水平。当振荡器运行时，在RST(9脚引脚)上出现两个机器周期的高电机复位。复位电路可分为系统上电复位和手动复位，如图2.2所示，系统上电瞬间电容C1和C4充电，与非门的两个输入端为低电平，输出高“2”号引脚经电阻分压所得低电平，使单片机复位。当急停键没按下时，此端管脚处在高电平，即与非门的一种管脚“1”为高电平，此时若连接与非门的另一种管脚的复位按钮没按下，则“2”号引脚低电平，此时无论复位按钮有无按下，与非门的输出端为同步INTO的输入端口为低电平，向CPU申请中断。一ot一一ot一ot12345678点192票hoKo-23一分压电路，见下图2.4。两个电阻R1和R2的阻值分别为5.1KQ和10KΩ,经计算CS端口分压所得电压约为3.3V。又由于6264是随机存储器，因此假如不外接电源，系统一但掉电，其中的如图2.5所示，当系统没有掉电时，上面不不小于5V,所如下面的二极管截止，6264由系统供电。当系统掉电时，下面的二极管导通，6264由干电池供电。11AB5425693478679197451238图2.1674LS273地址选择图由上表2.9和图2.16可知，当A0~A15为0010,0100,0000,0000B即2400(没有用到的地址线都为0),且写信号由低向高跳变时，“11”号引脚出现上升沿，触发数据由D端送入Q端。时序如图2.17所示。写信号图2.17时序波形图由图2.16可以看出，74LS273的时钟信号接89C2051的中断祈求信号口P3.2。如图2.17所示，当地址信号与写信号同步为低电平时(此时时钟信号处备。当时钟信号上升沿到来时，数据由74LS273引入，89C2051对的接受数据，2.6.2十六段数码管静态显示电路由于本设计课题波及多种模块，而每个模块中又有多种电路相连接。因此必须对I/0端口连接十分熟悉。一般一种电路与另一种电路连接在一起，有三种措施：1)通过导线连接。2)通过设置相似的网络标号连接。3)通过制作相似名称的输入/输出(I/0)端口连接。在Protel99SE中，具有相似的I/0端口的电路被视为同一网络，即在电气关系上认为它们是连接在一起的。而我认为第二种措施比较合用于数控钻床的原理图绘制。由于使用此措施原理图看起来愈加简洁。当原理图精确无误时可以生成网络表，然后导入网络表就可生成PCB图。简朴的说，PCB是一种载体，是用于焊接实际电子元件、具有电气特性的板子。由于单层板不易布线，尤其是在本设计电路中，假如用单层板来布线，它的弊端将愈加明显。因此我选择用双层板来布线。在生成网络表时发既有几种元件没有封装形式，例如在原理图自己建库的LED数码管，因此必须通过手动的方式创立一种封装文献，以便在PCB编辑器中调用。其基本环节如下：1)在14.ddb设计数据库中，选择“”命令，打开“NEWDocument”对话框。在其中双击“PCBLibraryDocument”文献类型图标，便新建一种PCB封装文献。在双击该库文献即打开PCB库编辑器。2)单击库编辑器左侧管理面板上的[Rename]按钮，在打开的对话框中为新建的元件封装输入一种封装名，如输入“数码管”3)单击[0K]按钮，则目前编辑元件封装名为“数码管”。4)在工作平面上单击“TopOverlay”工作层标签，使其成为目前工作层。然后单击“PCBLibPlacementTools”工具栏上的按钮开始画直线。5)在需要转折的地方按〈Shift+Space>键，将连线的方向变为任意方向。6)在转角处单击鼠标左键确认一段直线的绘制完毕后，继续绘制其他直线。7)单击放置焊盘按钮执行放置焊盘操作，此时十字光标上带有一种焊盘。第四章论文总结整个设计过程可分为五个阶段，他们分别是：(1)可行性分析(2)总体方案确实定(3)分模块地设计各功能电路(4)总电路图的绘制(5)印制电路板通过各方面考虑，我选择了用8031单片机为关键芯片，开发数控钻床控制键盘扩展我选用了8155和8031的P1口，步进电机控制信号输出我选择74LS273。(1)主CPU模块以8031作为主CPU,P1口用于手动键盘的输入端，分别的两个输入端，输出端接8031的RESET。(2)存储器扩展电路模块选用2725632KB程序存储器对8031进行程序存储器扩展。选用62648KB数据存储器，进行数据存储器扩展。(3)键盘扩展电路模块它分为两部分，分别是8155矩阵键盘扩展电路和(4)显示电路模块分为动态显示电路和静态显示电路。四排动态显示是由89C2051来控制的，它用来显示数字字符。十六位静态显示是由8031主CPU控(5)输入输出接口电路扩展模块它分为8255扩展电路和8155I/0信号接口电路。8255的PA口作为MDI(自动运行、空运行、回零、编辑、手动)方式的输入端，PB口和PC口用于CPU与外部信号的收发。8155的PB口用于CPU与4.2感想本设计的指导工作是在我的导师华茂发专家的精心指导和悉心关怀下完毕最终，向所有关怀和协助过我的领导、老师、同学和朋友表达由衷的谢意!1.王新贤.通用集成电路速查手册.山东：山东科学技术出版社..年1月.出版社..4.王福瑞.单片微机测控系统设计大.北京：北京航空航天大学出版社.1999年.5.叶佩青.MCX314运动控制芯片与数控系统设计.北京：北京航空航天大学出版社..6.李朝青.单片机原理及接口技术.北京：北京航空航天大学出版社..7.王廷才.电子线CADProtel99使用指南.北京：机械工业出版社..8.张