機床數控部分硬件設計

宋今朝

【摘要】 介紹了機床數控部分主要硬件設計，為數控部分的合理設計提供了一定的依據。

【關鍵詞】 硬件 數控 單片機

一、概述

數控部分是機床數控環境的中央執行部分，對整個機床起到智能控制作用。它的設計主要包括硬件設計和軟件設計兩部分。

二、數控硬件部分的設計

數控硬件的設計，即單片機應用系統接口電路的設計，包括系統擴展，系統配置等內容。系統擴展指單片機片內功能單元如EPROM，RAM，I/O口，定時/計時器，中斷源等容量的片外擴展；系統配置是指系統功能要求配接外部設備。

2.1數控硬件

8031單片機內部包括：8位CPU，片內振蕩器；128字節RAM；21個特殊功能寄存器；32根I/O線，4個I/O口；可擴展64K字節的外部數據存儲器和64K字節的外部程序存儲器；兩個16位定時器/計數器等。

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位雙向數據總線用。 P1口內部帶上拉電阻的8位準雙向I/O口，可帶4個LSTTL。 P2口是一個帶內部上拉電阻的8位準雙向I/O端口。在訪問片外存貯器時，它輸出高8位地址。 P3口也是一個帶內部上拉電阻的8位準雙向I/Od端口。

3、地址鎖存器74LS373。P0口是一個分時輸出低8位地址和數據的通道口。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。當選通端LE=1時，74LS373的輸出端與輸入端相同，當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、數據存儲器6264。

6264是8K字節的隨機存儲器芯片，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位定時計數器和256字節的RAM，能方便的進行I/O擴展和RAM擴展.

Vcc： +5V。Vss：接地。CE：片選信號線，低電平有效。RESET：8155內部復位信號輸入端。在此端出現5us左右寬的正脈沖，8155被初始復位，復位后I/O口變為輸入方式。AD0～AD7 是低8位地址線和數據線共用輸入口，當ALE=1時，輸入的是地址信息，否則是數據信息。所以AD0～AD7應與單片機的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RAM單元或I/O口內容傳送到AD0-7

WR：寫選通信號，低電平有效。當CE=0，WR端出現負脈沖，CPU輸出到AD0～AD7的數據寫入8155的RAM單元或I/O口。ALE：地址鎖存允許端。