機(jī)械論文編號(hào):JX560  論文字?jǐn)?shù):34203,頁(yè)數(shù):96 

目  錄
 
摘  要 I
ABSTRACT II
前言 1
1 X-Y數(shù)控工作臺(tái)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 2
1.1 X-Y數(shù)控工作臺(tái)總體方案分析 2
1.2 仿真開(kāi)發(fā)環(huán)境Proteus簡(jiǎn)介 2
1.3 程序開(kāi)發(fā)環(huán)境KeilμVision2簡(jiǎn)介 2
2 X-Y數(shù)控工作臺(tái)機(jī)械部件功能分析 4
2.1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理 4
2.2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作方式 4
3 X-Y數(shù)控工作臺(tái)硬件電路分析 6
3.1 控制系統(tǒng)微控制器AT89C52 6
3.1.1 AT89C52單片機(jī)的主要工作特性 6
3.1.2 AT89C52單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 6
3.1.3 AT89C52單片機(jī)的各引腳功能 15
3.2 可編程并行接口芯片8255A 16
3.2.1 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 16
3.2.2 8255A的引腳功能 17
3.2.3 8255A的工作方式 18
3.2.4 8255A控制字 19
4 基于PROTEUS仿真電路分析 21
4.1 X-Y數(shù)控工作臺(tái)控制系統(tǒng)仿真電路圖 21
4.2 X-Y數(shù)控工作臺(tái)控制系統(tǒng)硬件資源及其分配 21
4.3 電路模塊圖分析 22
4.3.1 X-Y向步進(jìn)電機(jī)控制電路分析 22
4.3.2 四行四列矩陣式鍵盤(pán)控制電路分析 23
4.3.3 X-Y數(shù)控工作臺(tái)顯示電路分析 24
4.4 程序在仿真電路圖中實(shí)現(xiàn)的功能 25
5 X-Y數(shù)控工作臺(tái)總程序軟件設(shè)計(jì) 26
5.1 程序總流程分析 26
5.2 Main 函數(shù)功能解釋 26
5.3 逐點(diǎn)比較法的插補(bǔ)原理 27
5.4 逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)的優(yōu)點(diǎn) 27
5.5 插補(bǔ)總流程分析 27
6 X-Y數(shù)控工作臺(tái)快速進(jìn)給軟件設(shè)計(jì) 28
6.1 快速進(jìn)給程序分析 28
7 X-Y數(shù)控工作臺(tái)直線插補(bǔ)軟件設(shè)計(jì) 30
7.1 逐點(diǎn)比較法的直線插補(bǔ)的數(shù)學(xué)原理 30
7.1.1 逐點(diǎn)比較法的直線查補(bǔ)的偏差判別機(jī)制 30
7.1.2 直線插補(bǔ)中的終點(diǎn)判別機(jī)制 31
7.1.3 直線插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程 31
7.1.4 直線插補(bǔ)中的進(jìn)給判別機(jī)制 31
7.2 直線插補(bǔ)程序分析 32
8 X-Y數(shù)控工作臺(tái)圓弧插補(bǔ)軟件設(shè)計(jì) 34
8.1 逐點(diǎn)比較法的圓弧插補(bǔ)的數(shù)學(xué)原理 34
8.1.1 逐點(diǎn)比較法的圓弧查補(bǔ)的偏差判別機(jī)制 34
8.1.2 圓弧插補(bǔ)中的終點(diǎn)判別機(jī)制 35
8.1.3 圓弧插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程 35
8.1.4 4個(gè)象限的圓弧插補(bǔ) 35
8.2 順圓插補(bǔ)程序分析 37
8.3 逆圓插補(bǔ)程序分析 39
9 X-Y數(shù)控工作臺(tái)代碼處理軟件設(shè)計(jì) 41
9.1 代碼處理程序分析 41
10 X-Y數(shù)控工作臺(tái)象限判別軟件設(shè)計(jì) 43
10.1 象限判斷總程序分析 43
10.2 G0與G1情況象限判斷程序分析 43
10.3 G2情況象限判斷程序分析 45
10.4 G3情況象限判斷程序分析 45
11 中斷程序設(shè)計(jì)方法 47
11.1 定時(shí)器中斷程序解釋 47
11.2 外部中斷程序解釋 47
結(jié)論與展望 48
參考文獻(xiàn) 49
附錄A   總程序: 50
附錄B   文獻(xiàn)翻譯原文 75
附錄C   文獻(xiàn)翻譯譯文 83
謝  辭 90
摘  要
 
 本設(shè)計(jì)研究的課題主要是基于單片機(jī)控制的數(shù)控X-Y工作臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)—插補(bǔ)部分設(shè)計(jì)。
 在系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)上運(yùn)用逐點(diǎn)比較法使步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)單坐標(biāo)定位、兩坐標(biāo)直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)的基本功能；在此功能基礎(chǔ)上通過(guò)建立象限判別程序，使X-Y工作臺(tái)達(dá)到四象限的工作要求；并編寫(xiě)了代碼處理指令，使CPU能夠根據(jù)讀入的指令信息（G代碼與X軸和Y軸坐標(biāo)），分別向X軸和Y軸步進(jìn)電機(jī)輸出執(zhí)行指令所需的控制信號(hào)，從而完成指定的工序。
 該設(shè)計(jì)選用KeilμVision2軟件進(jìn)行程序的編譯和調(diào)試，在Proteus環(huán)境下實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的調(diào)試并仿真得出程序的運(yùn)行結(jié)果。此次設(shè)計(jì)的程序均能在Proteus中的控制系統(tǒng)仿真電路圖中仿真通過(guò)，仿真時(shí)，只需從鍵盤(pán)輸入G代碼后，步進(jìn)電機(jī)就能通過(guò)直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)，完成平面輪廓加工。
關(guān)鍵字：插補(bǔ) 數(shù)控X-Y工作臺(tái) 步進(jìn)電機(jī) 單片機(jī)
Design of X-Y NC Worktable Based on Microcontroller
                                ——Interpolation part
ABSTRACT
 
 The subject of this design study is mainly based on MCU control system design for CNC XY table - interpolation part of the design.
 Procedures used in the system design by point by point comparison then single-coordinate positioning, linear interpolation of the two coordinates, circular Interpolation of the two coordinates by use the stepper motor; on the basis of this, establish quadrant identification procedures so that XY table can work in four quadrants; and write the code handler，so CPU according to the information which have been read(G code and the X-axis and Y-axis coordinates), output signals to two stepper motor separately for control the table how to move on X-axis and Y-axis to finish the specified process.
 The design of the software programs used KeilμVision2 compile and debug, debugging at the Proteus and get the results of simulation. the results of the design of the program in the simulation by Proteus is wonderful, when simulation the program, just need input G code by the keyboard, stepper motor can control the table through linear interpolation and circular interpolation to finish plane contour machining.
Key words: Interpolation  X-Y NC Worktable  Stepping Motor  Microcontroller