机床数控部分硬件设计

宋今朝

【摘要】 介绍了机床数控部分主要硬件设计，为数控部分的合理设计提供了一定的依据。

【关键词】 硬件 数控 单片机

一、概述

数控部分是机床数控环境的中央执行部分，对整个机床起到智能控制作用。它的设计主要包括硬件设计和软件设计两部分。

二、数控硬件部分的设计

数控硬件的设计，即单片机应用系统接口电路的设计，包括系统扩展，系统配置等内容。系统扩展指单片机片内功能单元如EPROM，RAM，I/O口，定时/计时器，中断源等容量的片外扩展；系统配置是指系统功能要求配接外部设备。

2.1数控硬件

8031单片机内部包括：8位CPU，片内振荡器；128字节RAM；21个特殊功能寄存器；32根I/O线，4个I/O口；可扩展64K字节的外部数据存储器和64K字节的外部程序存储器；两个16位定时器/计数器等。

2、通道引脚。P0口是一个8位漏极开路型双向I/Od端口。在访问片外存储器时，它分时作低8位地址线和8位双向数据总线用。 P1口内部带上拉电阻的8位准双向I/O口，可带4个LSTTL。 P2口是一个带内部上拉电阻的8位准双向I/O端口。在访问片外存贮器时，它输出高8位地址。 P3口也是一个带内部上拉电阻的8位准双向I/Od端口。

3、地址锁存器74LS373。P0口是一个分时输出低8位地址和数据的通道口。那么就存在一个P0口的地址信息分离保存，以便为外接存储器提供低8位地址信息问题，采用74LS373作为地址锁存器，并由CPU发出地址允许锁存信号ALE的下降沿，将地址信息锁存入地址锁存器。74LS373的引脚D0∽D7是输入端，Q0∽Q7是输出端，OE是片选端，选通端LE与8031单片机的地址锁信号ALE连接。当选通端LE=1时，74LS373的输出端与输入端相同，当LE端高电平返回低电平（下降沿）时，输入的地址信息就被锁入Q0∽Q7中。

6、数据存储器6264。

6264是8K字节的随机存储器芯片，单一+5V供电，额定功耗200mW，典型存取时间200ns，为28脚双列直插式封装。

7、可编程接口8155。

8155具有三个可编程I/O端口（A口和B口是8位，C口是6位），一个可编程14位定时计数器和256字节的RAM，能方便的进行I/O扩展和RAM扩展.

Vcc： +5V。Vss：接地。CE：片选信号线，低电平有效。RESET：8155内部复位信号输入端。在此端出现5us左右宽的正脉冲，8155被初始复位，复位后I/O口变为输入方式。AD0～AD7 是低8位地址线和数据线共用输入口，当ALE=1时，输入的是地址信息，否则是数据信息。所以AD0～AD7应与单片机的P0口连接。IO/M：8155的RAM存储器和I/O口选择线，IO/M=0，AD0～AD7的地址为8155 RAM单元的地址，选择RAM。IO/M=1，AD0～AD7的地址为 8155 I/O口的地址 ，选择I/O口。RD：读选通信号，低电平有效。RD为低电平，CE=0时 ，8155内RAM单元或I/O口内容传送到AD0-7

WR：写选通信号，低电平有效。当CE=0，WR端出现负脉冲，CPU输出到AD0～AD7的数据写入8155的RAM单元或I/O口。ALE：地址锁存允许端。