廣西大學機電一體化專業(yè)課程設計

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡整理，如有侵權，請聯(lián)系刪除，謝謝！X502型立式銑床數(shù)控改裝任務書一、已知條件1、機床型號：x502型立式升降臺銑床2、主要參數(shù)1）工作臺面積（長×寬）750×225（mm×mm）2）工作臺及夾具總重量：G=800N其中:橫、縱向絲桿負載分別為總重量的1/23）工作臺最大行程縱向：500mm橫向：200mm4）主軸中心（端面）至臺面距離：80×300mm5）進給量：縱向：橫向：20～540mm/min14～380mm/min6）快速進給速度：縱向：2400mm/min1600mm/min橫向：7）立銑頭最大回轉(zhuǎn)角：45度8）導軌類型：綜合性導軌9）主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)：8級10）主軸轉(zhuǎn)速公比：1：4111）主軸轉(zhuǎn)速：n=47.5，67，95，132，190，265，375，530r/min12）主軸電機功率：N=2.2KW13）主軸傳動功率：N=1.45KW14）主軸孔徑：24mm15）銑刀最大直徑：32mm3、工件材料1）碳鋼，合金鋼2）鑄鐵4刀具材料1）硬質(zhì)合金12）高速鋼二、設計內(nèi)容將一臺x502型立式升降臺銑床改裝成用MCS-51系列單片機控制的經(jīng)濟型數(shù)控銑床。該銑床用于加工中型或小型零件的平面或成型表面，也可加工具有一定斜度的平面。改裝的目的一方面要提高加工的精度，另一方面利用數(shù)控方法加工任意圓弧面或凸輪的曲面。三、設計要求1、改裝后縱向橫向進給精度可達：10μm2、改裝后增加原銑床的功能3、改裝要方便，原銑床的改動應盡可能少，如果數(shù)控部分發(fā)生故障時仍能手工半自動操作，如果不需數(shù)控時，能很快改回原狀。4、控制部分要求運行可靠，維修方便。5、控制部分須防塵及抗干擾。6、改造成本低。四、改裝后應具有基本功能及技術指標1、工藝范圍：保持原有的銑床的工藝范圍外，增加任意圓弧面或凸輪曲面的數(shù)控加工。2、控制軸數(shù)：二坐標（縱向X、橫向Y3、同時控制縱、橫向進給運動進行圓弧面或凸輪曲面的加工。4、脈沖當量：0.01mm/step5、重復定位精度：0.01mm6、定位精度：0.01mm7、加工精度：2級五、設計工作量1、一張縱向（或橫向）工作臺的結(jié)構改裝圖（A1）2、一張數(shù)控系統(tǒng)硬件原理圖（A1）3、一份設計說明書包括以下主要內(nèi)容：（1（2）設計的主要思路：系統(tǒng)方案的確定、系統(tǒng)控制方案設計、系統(tǒng)設計框圖等；（3）機械部分改裝設計計算：21）滾珠絲杠螺母副的確定；2）傳動齒輪的傳動比和齒數(shù)的確定；3）步進電機的選型；（4）控制系統(tǒng)硬件電路設計計算和參數(shù)選擇；（5）步進電機接口及驅(qū)動電路設計；（6）總結(jié)及結(jié)束語六、參考書目1、數(shù)字控制機床廖效果、朱啟逑主編，華中理工大學出版社2、金屬切削機床設計戴曙主編，機械工業(yè)出版社3、機床設計參考圖冊（車床部分）上海紡織工學院機械制造專業(yè)教研室（學院資料室）4、或【機床設計圖冊，華東紡織工學院、哈爾濱工業(yè)大學、天津大學主5、機電一體化機械系統(tǒng)設計趙松年張奇鵬主編機械工業(yè)出版社，1999年6月6、機電一體化系統(tǒng)設計張建民等編著高等教育出版社200年8月7、機電一體化技術手冊（上、下冊）機電一體化技術手冊編委會編機械工業(yè)出版社8、單片機原理及其接口技術胡漢才編著清華大學出版社9、MCS-51系列單片機系統(tǒng)及其應用蔡美琴等高等教育出版社10、有關的機床數(shù)控改裝的期刊資料3前言一、機床數(shù)控化改造的意義一般說來，數(shù)控機床比傳統(tǒng)機床有以下突出的優(yōu)越性。1.可以加工出傳統(tǒng)機床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。2.可以實現(xiàn)加工的自動化，而且是柔性自動化，從而效率可比傳統(tǒng)機床提高3～7倍。3.配”。4.可實現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機床間的頻繁搬運。5.擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償?shù)榷喾N自律功能，因而可實現(xiàn)長時間無人看管加工。6.減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對市場需求作出快速反應等等。二、機床改造的優(yōu)缺點特殊機床尤其明顯。一般大型機床改造，只花新機床購置費用的1/3，交貨期短。機械性能穩(wěn)定可靠，結(jié)構受限。所利用的床身、立柱等基礎件都是重而堅固的鑄造構件，而不是那種焊接構件，改造后的機床性能高、質(zhì)量好，可以作為新設備繼續(xù)使用多年。但是受到原來機械結(jié)構的限制，不宜做突破性的改造。用戶熟悉了解設備、便于操作維修，購買新設備時，不了解新設備是否由于多年使用，操對機床的特性早已了解，在操作使用和維修方面培訓時間短，見效快。改造的機床一安裝好，就可以實現(xiàn)全負荷運轉(zhuǎn)。可以充分利用現(xiàn)有地基，不必像購入新設備時那樣需重新構筑地基。可以采用最新的控制技術。可根據(jù)技術革新的發(fā)展速度，及時地提高生產(chǎn)設備的自動化水平和效率，提高設備質(zhì)量和檔次，將舊機床改成當今水平的機床。4第一章數(shù)控改造總體方案的設計一、系統(tǒng)總體改造方案的確定目前，在機械加工工業(yè)中，絕大多數(shù)是舊式機床，如果改用微機控制，實現(xiàn)機電一體化的改造，會使機床適應小批量、多品種、復雜零件的加工，不但提高加工精度和生產(chǎn)率，而且成本低、周期短，適合我國國情。利用微部件；另一種是采用標準的步進電機數(shù)字控制系統(tǒng)作為主要控制裝置。前者需要新設計控制系統(tǒng)，比較復雜；后者選用國內(nèi)標準化的微機數(shù)控系統(tǒng)，比較簡單。這種標準的微機數(shù)控系統(tǒng)通常采用單片機、驅(qū)動電源、步進電機及專用的控制程序組成開環(huán)控制，如下圖所示，其結(jié)構簡單、價格低廉。對機床的控制過程大多是由單片機按照輸入的加工程序進行插補運算，產(chǎn)生進縱橫軸運動的步進電機，實現(xiàn)刀具按規(guī)定的輪廓軌跡運動。微機進行插補運由延時程序控制進給速度。開環(huán)控制系統(tǒng)框圖1、功能與技術參數(shù)分析設計的最初環(huán)節(jié)必須理解和分析設計任務所提出的主要功能和技術指標。比如，普通銑床的數(shù)控改造要求利用數(shù)控系統(tǒng)代替人工或機械凸輪、靠模來控制銑床的運動，提高銑床的加工精度和自動化水平，滿足多品種小批量零件加工的功能要求。設計任務提出了縱向走刀，橫向走刀的定位精度、走刀速度、主軸變速等諸多技術參數(shù)。并且，要求能夠進行人機對話，編程及操作方便，診斷功能和糾錯功能強，具有顯示和通信功能，縮短非生產(chǎn)準備時間，提高生產(chǎn)率。52、原理構思和技術路線確定針對設計任務的主要功能和技術指標要求提出一些原理性的構思。比如，普通車床車削螺紋時為了防止亂扣，進給與主軸旋轉(zhuǎn)之間用掛輪來實現(xiàn)嚴格的機械傳動關系，改變螺紋的螺距就需要改變掛輪。數(shù)控改造后，省掉了掛輪，要提出合理的、先進的方法來解決進給與主軸旋轉(zhuǎn)相配合的問題。要做到：主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，車刀精確移動一個螺距；螺紋加工不能一次切削完成時，每次進刀的位置必須相同。有了原理性構思，還要提出實現(xiàn)該功能原理的技術途徑。沒有合理的可行的技術途徑來保障，好的原理性構思就成為空想。3、擬訂總體方案功能原理構思和技術路線確定后，對運動、布局、傳動、結(jié)構、控制以及軟件等方面作出總體方案設計。方案可以同時作幾個，經(jīng)過技術和經(jīng)濟評價后，選擇其中一種較合理的作為最優(yōu)方案加以采用。比如，普通銑床的數(shù)改動，這樣可以降低改造成本。二、機械傳動系統(tǒng)的改造方案的確定傳動系統(tǒng)改造方案。包括電機型號的選擇，減速比的確定，齒數(shù)模數(shù)及齒數(shù)的確定，原有絲杠及導軌是否重新更換，改換成滾珠絲杠螺母副時絲杠螺母副的型號及安裝形式如何確定，導軌的設計方法等。X502型銑床的外形及傳動系統(tǒng)如圖7-16所示。工件裝在機床的工作臺上，銑刀裝在轉(zhuǎn)動的刀桿上，銑刀和工件相互間的位置可用縱向、橫向和升降進給機構進行調(diào)整。根據(jù)實際要求可對機械部分進行如下的改動：保留機床的原有主軸旋轉(zhuǎn)部43，將手輪動；工作臺橫向運動改為通過一對齒輪與步進電機相連的數(shù)控系統(tǒng)控制，工作臺升降移動仍用手動。為了保證精度要求，橫向及縱向工作臺的絲杠為滾珠絲杠副傳動。三、微機控制系統(tǒng)方案的確定1、微機控制系統(tǒng)的總體組成數(shù)控部分采用MCS-51系列的單片機控制，其典型代表有8031、68051、8075等，其中8031的價格低，功能強，使用靈活等特點，比較適用于一般機床的數(shù)控改造，但由于其無內(nèi)存，必須外接存儲及I/O擴展芯片才可成為一個較簡單的微機控制系統(tǒng)。存儲芯片的選擇依據(jù)系統(tǒng)控制程序的大小及CPU的字長，I/0擴展芯片的個數(shù)根據(jù)整個系統(tǒng)需要的I/0通道的個數(shù)來確定。2、軟硬件任務合理分配涉及軟硬件任務分配的有：控制步進電機的脈沖發(fā)生于脈沖分配；數(shù)碼顯示的字符發(fā)生；鍵盤掃描管理。上述三個都可以用專用硬件芯片實現(xiàn)，也可用軟件編程實現(xiàn)。用硬件實現(xiàn)，編程比較簡單，但同時硬件成本及故障。用軟件實現(xiàn)，可節(jié)省芯片，降低成本，但增加了編程難度。在決定用何種方法實現(xiàn)時，應統(tǒng)籌兼顧，同時還應根據(jù)設計者的軟硬件方面的實際經(jīng)驗及能力。7第二章機床進給伺服系統(tǒng)機械部分(橫向)的設計計算算，Nmc=(1–η)Nc，所以總功率為：N=Nc+0.5N+(1–η)Nc(KW)8(KW)在進給傳動中切削功率Nct=Nc=kN=1.45KW，主電機的功率N=2.2KW。則=0.6591切削時在主軸上的扭矩為：Mn=955000=n切向銑削力2887.4889(N)d3.2Z2887.4889(N)cmFFFV二、計算進給工作臺工作載荷、、CL9F,臺運動方向分解為三個力：工作臺縱向進給方向載荷LF主切削力與其它切削分力的比值”列表可計算出四組、L、=L0.95Fz=0.95×2887.48892473.11(N)==VF0.55Fz=0.55×2887.48891588.12(N)==C（2）組：端銑—逆銑=L==VF==C（3）組：端銑—順銑F=LF==VF==C（4）組：周銑—逆銑=L==VF==C（5）組：周銑—順銑=L==V0.4Fz=0.4×2887.48891155.00(N)==10插管埋入式第三章表3－2和表－3，可以初步選用“外循環(huán)插管埋入法蘭直筒組合雙螺母墊珠絲杠螺母副。它具有結(jié)構簡單，工藝性優(yōu)良，承載能力較結(jié)構類型的滾珠絲杠螺1、計算最大工作載荷m'mLV、LVm最大工作m載荷Fm=4187.34(N)最大工作載荷為Fm=4187.34(N)11最大動載荷C可由下式計算3wHm(1)式中：各參數(shù)見《專業(yè)課程設計指導書》HHff運轉(zhuǎn)系數(shù)，選＝1.6(有沖擊運轉(zhuǎn))wwL壽命系數(shù)，由下式計算L6(2)式中：T使用壽命(h)，對于數(shù)控機床T=15000(h)n絲杠轉(zhuǎn)速(r/min)，可由下式計算nsL0V(3)式中：----最大切削力條件下的橫向進給速度s1Vs基本導程為4mm時：L----所選用絲杠的基本導程，考慮到傳動0精度的要求，可選基本導程為4、6、8(mm)C=23426.29的絲杠。(N)600.194TV==LSL60C=31=23426.29(N)基本導程為6mm時：TV600.196L==S6L6012主要結(jié)果基本導程為6mm時：3C=20464.48600.198TV(N)===21.375S6基本導程為8mm時：L0C=1.614187.34=18593.46(N)3C=18593.46當基本導程直徑d=50mm、基本導程為6mm或8mm的絲杠，查得它為4mm時，0不滿足條件。C<Ca初選公稱直徑o0o''0d=50mm、q0基本導程為6mm或8mm的絲杠接觸角(。453、計算傳動效率η傳動效率可由下式計算'=00基本導程為8mm時：13主要結(jié)果公稱直徑tg0==0.9458d=50mm、000基本導程為6mm或8mm的絲杠的傳動效率η均大于0.9可見，兩者的傳動效率均大于0.9，滿足設計要求。4、剛度驗算1L拉伸為＋，壓縮為－)4L10上式中：E材料彈性模數(shù)，對于鋼：N/42L滾珠絲杠在支承間的受力長度(mm)L=工作長度螺紋長度軸承寬度端蓋寬度滾珠絲杠的截面積(mm2，可由下列幾式計算F、dD2e2R410、qR2qqD絲杠公稱直徑(mm)3.9692sin450.056d=50+2×0.056-2×2.064=45.984(mm)114主要結(jié)果=22144基本導程為6mm時1R(mm)1e2.477Fπd1=222基本導程為8mm時44==0.001458(mm)=0.001458420.6100001603.322111(mm)滾珠與螺紋滾道間的接觸變形2m232yFmyymd滾珠直徑(mm)，0Z滾珠數(shù)量，Z＝×圈數(shù)×列數(shù)ZZ----外循環(huán))0Zd0基本導程為6mm時：Z15主要結(jié)果×23當滾珠絲杠有預緊力，且預緊力為軸向工作載荷的1/3基本導程為222(mm)=22×(mm)23當滾珠絲杠有預緊力，且預緊力為軸向工作載荷的1/3基本導程為8mm時時，的值可減少一半。即：222(mm)(mm)===22滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形3因所選絲杠的公稱直徑為50mm，故選用型號為51209選用型號為的軸承，其參數(shù)如下：51209的軸承a51209732036.83F0.002433Q16主要結(jié)果Fmd軸承滾動體直徑(mm)，T(mm)Qd2Q兩邊軸承總的滾動體數(shù)目由公式πd）Z=T可估算兩邊總得滾動體的數(shù)目為34。將以上數(shù)據(jù)代入可得：=0.0024×3=0.00594133=0.001408+0.001550+0.005941123=0.008899(mm)(mm)基本導程為8mm時：=0.001458++0.005941123=0.009047(mm)(mm)6mm或為8mm5、穩(wěn)定性驗算導程為6mm或為8mm時，剛度均符合kFzlk2上式中：E----絲杠材料彈性模量，對鋼N2E4d4----絲杠兩端支承距離(mm)l方式采用兩端固定，故f4z17主要結(jié)果kmkk則絲杠不致失穩(wěn)。Fkk，mn許用穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般取2.5～4k4I424）K=kkm4I4420.6204461.4724導程為6mm或為8mm時，穩(wěn)定性均符合要求。F=）Kn==kkm6mm或為8mmL=8mm經(jīng)過前面多CMD5008—2.5的滾方面的驗算o確定選用型額定動載荷滾珠的循環(huán)圈數(shù)×列數(shù)dLdC(N)a的00滾珠絲杠副225565084.76318主要結(jié)果二、傳動比的選定設傳動副的傳動比為i，若為一對齒輪減速傳動，則iZZ，為主動齒輪的齒數(shù)，為從動齒輪的齒數(shù)。Z210L=傳動比i=1.67bo0p0b11d=mz=231=62(mm)111d1=62mm*1ad=d-2h=d-2(h+c)m*1f1d=d-2(1+0.25)m=62-21.252=57(mm)f1119主要結(jié)果b=(6~10)，取b=9m=9×2=18(mm)1121222d=104(mm)2d=d+2hm=104+212=108(mm)a22d=d-1.25m2=104-1.2522=99(mm)f22b=(6~10)，取b=6m=62=12(mm)22122選小齒輪齒數(shù)z=31，小齒輪的齒寬度b=18mm，11大齒輪齒數(shù)z=52，大齒輪的齒寬度b=12mm。2220計算與說明第四節(jié)進給伺服系統(tǒng)傳動計算主要結(jié)果可由下式計算：2JDL428式中：圓柱體質(zhì)量(kg)圓柱體直徑(cm)對主動齒輪：J0.21對從動齒輪：4323322J=0.78104.746=17.51(kg.cm)4232、工作臺折算到絲桿的轉(zhuǎn)動慣量v2202202GG2L2G1n2mnJ0i22ginLi2j1i1k21主要結(jié)果1+J+(J+J（123LJ=L=0.237+2.075+(10.950+17.51)（）212.43(kg.cm2)22in-----各轉(zhuǎn)動體的轉(zhuǎn)速(r/min)in-----電機的轉(zhuǎn)速(r/min)K2m=0.750110BF003b22：Jkgmkg)225、系統(tǒng)總的轉(zhuǎn)動慣量J=-J+J=12.43+4.61=17.04(kg.cm)J=17.042L11J=-J+J=12.43+3.43=15.86(kg.cm)22L21、電機力矩的計算MMMMN主要結(jié)果起最大切削負載時所需力矩：f022切tf空載起動時折算到電機軸上的加速力矩MaπnMJ221amaxM=）（N.cm）（選J來計算）kg21tan電機最大轉(zhuǎn)速(r/min)bnmaxδpf‘M0fMf'導軌摩擦系數(shù)0.16；i齒輪總減速比）fηη＝0.7～0.850.8M=00）10.95）（）23主要結(jié)果F----F滾珠絲杠基本導程0.8(cm)L0----00tM=7Ncm）t7N）FtFLVCFLFFLt綜合以上，可得M=198.26+6.10+12.97=217.33（.）起M=6.10+12.97+110.07=129.14（.）根據(jù)最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩MMmax（M，MM217.33（.）Ncmq起切起對于三相六拍步進電機，MM0.866。qJ其相關參數(shù)為：分配方式2(N)()3相6拍110BF00330.75/1.57841400150004.61初選型號為110BF003的步進電機滿足要求。Mq）jmax24主要結(jié)果1.6=2666.67(step/s)60(step/s)，滿足要求。f<fk0.38=633.33(step/s)600.01(step/s)，滿足要求。evmaxvsp轉(zhuǎn)矩和慣量的匹配條件校核，合格校核步進電機為了使步進電機具有良好的起動能力及較快的響應速最大空載起動頻率校核，合格M度，通常推薦：LLMmJ為110BF003的步進電機符合要求。2m傳動系統(tǒng)折算到電機轉(zhuǎn)子的等效轉(zhuǎn)動慣量()J2LMM傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的負載轉(zhuǎn)矩(Ncm)L2=12.43×1026025主要結(jié)果==2.20<4滿足要求。而對于110BF004的步進電機=17.30/3.43=4.57>4校核起動轉(zhuǎn)矩頻率特性和運行轉(zhuǎn)矩頻率特性機不失步是所允許的最大力矩M和M，應滿足：起M=209.42（N）起M=129.14（N）切M≈3.8N.m=380（Ncm）起M=129.14（N<M=380（N切滿足要求，不滿足要求，必須用升降速的措施。110BF003電機滿足要求。26第三章微機控制部分的設計（2）插補原理及軟件程序第一節(jié)微機控制系統(tǒng)概述計算與說明主要結(jié)果27AT89S51選很高，所以本設計采用以AT89S51單片機為核心的控制系單片機統(tǒng).目前，數(shù)控機床中應用最多的是AT89S51單片機，他價AT89S51內(nèi)部沒有程序存儲器，必須擴展程序存儲器，用以存放控制程序。由于單片機內(nèi)部存儲器容量較小，不能滿足實際需要，所以還需要擴展數(shù)據(jù)存儲器。這種擴展就是配置外部存儲器（包括程序存儲器COM和數(shù)據(jù)存儲器RAMAT89S51本身有4個I/O接口28主要結(jié)果1、地址鎖存AT28C256-15PIIDT7164S35P數(shù)據(jù)存儲器IDT7164S35P參數(shù)：容量為選用8K×8位，選用一片靜態(tài)IDT7164S35P28管角封裝，可以與MCS-51系列單片機直接接口。其地址范圍0000H—1FFFH。29主要結(jié)果由于接口較多，需采用兩個8255A芯片，才可以滿足要求。選v絲桿的轉(zhuǎn)速為：n===47.5(r/min)L80113.23(r/min)f2、確定其運行頻率y步進電機采用三相六拍方式的控制脈沖。f=905.81（Hz）f905.81θyyb時間電流上升至額定電流的n為：30主要結(jié)果im1/f=1.1msiy式中：L步進電機一相繞組的平均電感量mm則：RLτR)/τ，m00imii所以，R)/1.1)0需要串聯(lián)如此大的電阻，在該電阻上損失的功率為：串聯(lián)電阻法不符合要求。220顯然很不合理，所以采用雙電源電路。31主要結(jié)果t=0.74（ms）bH173.29（）t=2/（3f）2/（3×905.81）=0.74（ms）by高電壓電源電壓：0.74=173.29（）e95.9IU32UHI81RR2、確定和56從T和T性能數(shù)據(jù)知，基極電流為：12II/H6/2BLL因此，效輸入電阻為：BEB光敏三極管的輸入等效電路見上圖：等效電路可得：32主要結(jié)果IR=U（V）6IR=E-U=82（）C5n選擇耦合器輸入電流：I=10mA最大的電流為50mA),電流傳輸比C；iI=C=1030%=3mAc解上述方程組得：R8K66R27.3KR527.3K3、確定R和R12前面已選定耦合器輸入電流I=10mA，可得到光耦合i12iR34c2負載的平均阻抗：ZnNI（E-2U-U）/Z(2)Hn（173.29-22-80）/13.36.71AT2基極電流應為：I=I/hB2(2)33主要結(jié)果=2.24mAii因此：（3）求U（0點電位）I=I-I=1.06mA40b0H至E—E，計算時取平均值：HnU=[（E—2）（E—E）]/20HHnR=U/I=8/（2.24）K=3.57K81.063R=7.55K4R（U-U-U/I（/3.310330H35、確定R7R為提供給單穩(wěn)和驅(qū)動門足夠的輸入電流，所以：7R=500R776、選擇D1，D2選用2CZ13A硅整流二極管。選擇D1，D2選用2CZ13A硅整流二極管。57、單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器74221翻轉(zhuǎn)時間的確定34TX即：t=RCLn2bTX=0.107FCX=t/（Ln2R）CXbT33=0.107F計算與說明主要結(jié)果35一、超程保護電路查《機電一體化系統(tǒng)設計》可知下表：表4-674LS138功能表YYYYYYYY，CBA，765432101101111111確定Y~Y中的選擇。071、芯片27128有140000H～3FFFH。可知BA為00，選擇Y腳且為0，Y又接002、當BA為01，即P，P=0時，Y1腳為0，Y1腳接3.當BA為10P，P=1時，Y2腳為0Y2腳接U5的8255的片選腳，選中U5的8255芯片。4、當BA為，即P=1，P=1時，Y3腳為0，Y3腳接U6的8255的片選腳，選中U6的8255芯片。36一、模塊組成本程序主要由如下模塊組成：主模塊，用于系統(tǒng)初始化和監(jiān)控。子程序模塊。越界報警、急停處理模塊。實時修改顯示緩沖區(qū)數(shù)據(jù)模塊。鍵盤、顯示定時掃描管理模塊。其中除主模塊和子程序模塊外，其余均為中斷執(zhí)行方式模塊。二、緩沖區(qū)設置應設置兩個緩沖區(qū)：鍵盤緩沖區(qū)和顯示緩沖區(qū)。1、鍵盤緩沖區(qū)主要用于存放由鍵盤輸入的命令，長度為4字節(jié)，地址為AT89C51內(nèi)部RAM區(qū)20H~23H20H=00H，20H=01H，緩沖區(qū)內(nèi)未處理完的命令個數(shù)，顯然（20H=30H時即為滿。其余3個字節(jié)內(nèi)存放具體的命令碼。為防止誤操作，可以進一步規(guī)定：命令碼若為00H，為無效命令。從本系統(tǒng)的施加情況及后面的軟件框圖可以看出，鍵盤緩沖區(qū)很少出現(xiàn)兩個或兩個以上未處理的命令碼，一般情況只要一個命令碼，馬上會得到處理。2、顯示緩沖區(qū)5個字節(jié)，地址為AT89C51內(nèi)部RAM25H~29H，分別對應百位、十位、個位（包括小數(shù)10E-1位和10E-2位。除以上緩沖區(qū)外，根據(jù)需要，可以設立一些標志位，視具體情況而定。三、中斷優(yōu)先級所處理時間為緊急的則其中斷級別為最高，根據(jù)本題實際情況，中斷模塊的優(yōu)先級如下：模塊名級別37越界報警、急停處理模塊實時修改顯示緩沖區(qū)數(shù)據(jù)模塊鍵盤、顯示定時掃描管理模塊0高12低四、各模塊說明及流程圖1、主模塊主模塊功能為：初始化、監(jiān)控。其中初始化包括8255初始化、緩沖區(qū)清零、定時/計數(shù)常數(shù)的設置、開中斷等處理；監(jiān)控主要判斷是否有命令按下，并根據(jù)命令調(diào)用相應的子程序模塊。主模塊流程圖如下；8031串行口工作方式設定（方式）1AT89C518155初始化28251及3、NY功能功能功能……各個命令及“暫?！泵钐幚砟K。這里設定一標志，其作用是反映XY工作臺的當前運動方向。標志位為內(nèi)部RAM區(qū)的2BH，其定義如下：2BH單元值（2B）=01H（2B）=02H（2B）=03H當前運動方向→←↑+X-X+Z38（2B）=04H（2B）=00H↓-Z初始時為00H2、暫停鍵“STOP”子模塊暫停鍵功能是暫時使XY即可。3、中斷模塊（1）報警、急停處理中斷模塊本模塊的主要功能是當XY一切正常工作，由復位重新使系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)。報警用紅燈亮指示。（2）鍵盤、顯示定時掃描管理模塊根據(jù)鍵盤的接口電路，可以用編程掃描方式和定時掃描方式。這里選擇后一種，用定時中斷模塊同時完成鍵盤和顯示的掃描。對于鍵盤掃描，應該解決去抖動問題，一般調(diào)用延時10ms左右來實現(xiàn)，而對于顯示掃描，為50Hz3ms，即哪隔3ms中斷3ms遍共需5×3=15ms，掃描頻率約64Hz，高于50Hz。鍵盤采用每隔3×3=9ms掃描一次，其目的是消除鍵盤抖動。設置一