8031时钟及复位电路原理图
本课题主要是利用MSC-51单片机以及PROTEL设计数控螺纹车床控制系统硬件电路，其中的软件设计部分是利用单片机设计的，硬件部分设计是利用PROTEL绘制电路的原理图和PCB图。
设计的具体内容：
1、采用8031作为CPU，外扩32K程序存储器，8K数据存储器；
2、采用89C2051作从CPU，控制三排LED显示；
3、键盘用8155扩展；
4、X轴、Z轴步进电机正、反转脉冲信号经锁存器输出；
5、用8255扩展若干个输入、输出信号接口；
6、用PROTEL绘制CPU扩展电路原理图；
7、用PROTEL绘制PCB图。
本课题研究的意义：
本课题对单片机的应用以数控车床的控制系统进行了研究,其研究意义如下：
1、数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备，是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密加工精度高、质量容易保证、发展前景十分广阔。随着微电子和计算机技术的发展，数控车床的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。数控车床与普通车床的区别主要就在于其数字控制技术的应用，正是这个特点，数控车床和现代的数字控制技术相结合。我国近几年数控机床虽然发展较快，但与国际先进水平还存在一定的差距，主要表现在：可靠性差，外观质量差，产品开发周期长，应变能力差。为了缩小与世界先进水平的差距，我们只有紧跟先进技术进步的大方向，并不断创新，才能赶超世界先进水平。本次设计利用8031作为主CPU设计车床控制系统，大大降低了数控车床的成本，提高了经济效益。
2、单片机是我们自动化数控专业的一门比较重要的专业课程，在以前的学习中对其只是简单了解，本课题中我们将对其进行较为深入的研究。怎样采用单片机8031进行外扩CPU、采用89C2051控制三排LED显示、采用8155扩展键盘、采用8255扩展输入、输出信号借口，通过这一系列的工作，能使我对单片机这一方面的知识有更广泛深入的了解，培养了自己创新精神，提高了自己的竞争力，拓宽了就业渠道，对以后走上工作岗位可能涉及相关方面的工作能奠定一个良好的基矗
3、本课题的内容基本都是建立在51单片机基础上的，由于传统的51单片机具有体积孝重量轻、价格便宜、功耗低，控制功能强等优点，所以在系统控制及其他领域内都有广泛应用。通过本课题的研究，使我能对单片机实现控制有更好的认识。对51汇编语言也能有更好的掌握。
4、PROTEL软件是现在一种典型的电子线路绘制软件，本课题通过对PROTEL软件的使用培养和训练了自己绘制电气图和阅读电气图的能力，掌握了计算机绘制包括电路原理图、印制电路板图在内的电气图制图技能和相应的计算机仿真技能。
本次设计主要是对MCS-51单片机的应用。在设计之前了解MCS-51单片机的相关知识是非常有必要的。文献[1][2]对单片机的系统结构、指令系统、串行通信接口、开发及其应用进行了详细的阐述，介绍了单片机的硬件及软件组成、CPU的结构、I/O口的结构、基本的汇编语言指令。文献[3][4]主要对单片机的CPU扩展进行了阐述，介绍了程序存储器的扩展、数据存储器的扩展、数据总线、地址总线、控制总线的结构特点以及连接方式。文献[5][6]主要对单片机的LED显示电路进行了阐述，详细介绍了LED静态显示器接口与编程、LED动态显示器接口与编程、LED的显示原理、74LS164移位寄存器的工作原理，指令通过内部总线送给片外的数据存储器进行储存，然后发送至显示缓冲区，经过通过74LS164移位寄存器的处理，由三排的LED显示出来，74LS138译码器的工作原理。文献[7][8]主要对单片机中的键盘接口设计进行了介绍，当键盘的按键较多或者电片机的I/O不够用时，就需要通过外部扩展来实现键盘的功能，通常用8155并行接口来扩展键盘，当键盘输入时存在一定的抖动，应调用延时子程序来消除。文献[9]主要对单片机中I/O的扩展进行了介绍，串行口的结构、8255的外脚及内部逻辑结构、8255的命令字和状态字、8255的初始化以及与单片机的连接。文献[10][11]主要介绍了电气制图以及构成电气图基础的电气间图用图形符号、电气图的绘制，详细阐述了PROTEL软件的使用方法，包括计算机绘制电气原理图、印制电路板图和相应的计算机仿真。
本文详细地介绍了数控螺纹车床控制系统硬件电路的设计过程。该控制系统主要可分为六部分：CPU时钟及复位电路、存储器扩展电路、手动键盘和编辑键盘电路、I/O扩展电路、显示电路以及译码电路。控制系统选用MCS-51系列的8031作为主CPU；在存储器扩展电路设计中,选用27256芯片外扩了32K的程序存储器和6264芯片外扩了8K的数据存储器，分别用于存放系统管理程序、数控加工程序以及运算数据；在手动键盘和编辑键盘设计中选用8155芯片的PA口和PC口作为行、列母线，扩展了矩阵式编辑键盘，用于程序和数据的输入或编辑，同时选用8031单片机的P1口扩展了手动键盘，用于系统启动、停止以及运动部件在X、Z轴方向的手动控制；在I/O口扩展电路设计中选用8255芯片扩展了输入输出口，用于接收和传送开关量及相关信息；在显示电路设计中，选用MCS-51系列的89C2051单片机作为从CPU，控制三排LED显示器，用于X轴、Z轴动态坐标以及相关数字的动态显示；此外选用74LS138译码器设计了相关芯片的片选信号译码电路。
综上所述，该设计电路简单、开发成本低、可靠性高，在此基础上，进一步完善硬件，并开发控制软件，对经济型数控螺纹车床，尤其是功能要求不高的经济型螺纹车床，具有一定的应用价值。
8031与27256连接图
手动键盘电路原理图
总体方案结构框图
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