数控螺纹车床控制系统硬件电路设计

摘要
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。
关键词：数控螺纹车床；控制系统；电路设计
目录
第一章绪论1
1.1引言1
1.2选题背景与意义1
1.3研究现状2
1.4本文的结构3
第二章数控螺纹车床控制系统硬件电路设计方案的拟定4
2.1控制对象及要求4
2.2总体控制方案的拟定4
2.2.1主CPU的选用4
2.2.2外扩存储器的确定5
2.2.3显示电路的确定5
2.2.4扩展键盘及I/O口电路的确定6
2.2.5总体方案的结构框图6
第三章数控螺纹车床控制系统硬件电路设计7
3.1 CPU时钟及复位电路设计7
3.1.1时钟电路设计7
3.1.2复位电路设计7
3.2存储器扩展电路设计8
3.2.1程序存储器扩展电路设计8
3.2.2数据存储器扩展电路设计10
3.3手动键盘和编辑键盘电路设计14
3.3.1手动键盘电路设计14
3.3.2工作方式选择开关电路设计15
3.3.3编辑键盘电路设计16
3.4 I/O接口扩展电路设计20
3.5显示电路设计24
3.5.1数字动态显示电路设计24
3.5.2功能显示电路设计27
3.6步进电机控制信号输出电路设计31
3.7译码电路设计32
3.7.1扩展芯片选择译码电路设计32
3.7.2显示位选择译码电路设计34
第四章控制系统原理图及PCB图的绘制35
4.1控制系统电路原理图的绘制方法及步骤35
4.2控制系统电路PCB图的绘制方法及步骤37
第五章结论39
5.1总结39
5.2感想40
致谢41
参考文献42
附录A：英文资料43
附录B：英文资料翻译58
附录C：硬件设计原理图与PCB图72
附件：光盘资料