机械手设计项目说明指导书.doc

摘 要本文简要简介了电动式关节型机器人机械手概念，机械手硬件和软件构成，机械手各个部件整体尺寸设计，气动技术特点。本文对机械手进行总体方案设计，拟定了机械手坐标形式和自由度，拟定了机械手技术参数。同步，设计了机械手夹持式手部构造，设计了机械手手腕构造，计算出了手腕转动时所需驱动力矩和回转气缸驱动力矩。设计了机械手手臂构造。设计出了机械手气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图，大大提高了绘图效率和图纸质量，画出了机械手装配图图。 核心词： 工业机器人 机械手 电动 电动式关节型机器人机械手Abstract At first，the paper introduces the conception of the industrial robot and the Eller. Dairy information of the development briefly. Whats more，the paper accounts for the background and the primary mission of the topic. The paper introduces the function，composing and classification of the manipulator，tells out the free-degree and the form of coordinate. At the same time，the paper gives out the primary specification parameter of this manipulator,The paper designs the structure of the hand and the equipment of the drive of the manipulator. This paper designs the structure of the wrist，computes the needed moment of the drive when the wrist wheels and the moment of the drive of the pump.The paper designs the structure of the arm. The paper institutes two control schemes of according to the work flow of the manipulator. The paper draws out the work time sequence chart and the trapezium chart. KEY WORDS：Industrial robot robot electric electric-type joints robot manipulator第1章 绪 论1.1绪言 到当前为止，世界各国对“机器人机械手”还没有做出统一明拟定义。普通所说“机器人机械手”是一种能模仿人手、臂某些动作，按照予定程序、轨迹及其他规定，实现抓取、搬运或操纵工具自动化装置。而“机械手”普通具备固定手部、固定动作程序（或简朴可变程序）、普通用于固定工位自动化装置。由于国内外称作“机器人机械手”、“机械手”、“操作机”这三种自动化和半自动化装置，在技术上有某些相通之处，因此有时不易明确区别，就它们技术特性来看，其大体区别如下。 “机器人机械手”（Industrail Robot）：多数是指程序可变（编）独立自动抓取、搬运工件、操纵工具装置（国内称作机器人机械手或通用机械手）。 “机械手”（Mechanical Hand）：多数是指附属于主机、程序固定自动抓取、操作装置（国内普通称作机械手或专用机械手）。如自动线、自动线上、下料，加工中心自动换刀自动化装置。 “操作机”（Manipulator）：普通是指由工人操纵半自动搬运、抓取、操作装置。如锻造操作机或解决放射性材料、火工品装配等所使用半自动化装置。 机器人机械手（Industral Robot ,简称IR）是1960年由美国金属市场报一方面使用，但这个概念是由美国GeorgeCPevol在1954年申请专利“程序控制物料传送装置“时提出来。在这专利中所记述机器人机械手，以当前眼光来看，就是示教再现机器人。依照这一专利，Devol与美国Consolide Control Corp合伙，于1959年研制成功采用数字控制程序自动化装置原型机。 随后，美国Unimation公司和美国机械锻造(AMF)公司于1962年分别制造了实用一号机，并分别取名为Unimate和Versatran。Unimate机器人外形类似坦克炮塔，采用极坐标构造，而Versatran机器人采用圆柱坐标构造。 上述两种机器人成为机器人构造主流，美国通用汽车公司和福特汽车公司在其金属冷热加工中，采用此类机器人进行压、铸、冲压等上、下料，收到了良好效果。 美国机器人机械手技术发展，大体经历了如下几种阶段：（1） 19631967年为实验定型阶段。19631967年，万能自动公司制造机器人机械手供顾客做工艺实验。1967年，该公司生产机器人机械手定型为1900台。（2） 19681970年为实验应用阶段。这一时期，机器人机械手在美国进入应用阶段。例如美国通用汽车公司1968年订购了68台机器人机械手；1969年又自行研制出SAM型机器人机械手，并用21台构成了点焊小汽车车身焊接自动线。（3） 1970年至今始终出于技术发展和推广应用阶段。19701972年，机器人机械手处在技术发展阶段。1970年4月美国在伊利斯工学院研究所召开了第一届全国机器人机械手会议。据当时记录，美国已采用了大概200台机器人机械手，工作时间共达60万小时以上。与此同步，浮现了所谓高档机器人，例如森德斯兰德公司（Sundstrand）创造了用小型计算机控制50台机器人机械手系统。 在欧洲第一台机器人机械手是1963年瑞典Kavieldt公司刊登第一台操作机。 日本在六十年代初期就开始研制固定程序控制机器手，并从其她各国引进了用于不同生产过程机器人，并获得迅速，不久研制出日本国产华机器人机械手，技术水平不久赶上了美国并超过了其他国家，当前机器人机械手在日本已得到迅速发展并不久得到普及。 国内虽然开始研制机器人机械手仅比日本晚56年，但由于种种因素，机器人机械手技术发展比较慢。但当前已引起了关于方面极大关注。除了引进、消化、仿制外，已经具备了一定独立设计和研制能力。在1958年新疆维吾尔自治区成立30年大庆站展览馆展出了由新疆机械局研制跳舞机器人阿依古丽。在1986年地十六届广交会上，成都电讯工程学院研制第三代仿人机器人成蓉小姐已经用汉语或英语向宾客问好，并能简要简介展览产品及回答简朴问话。西北电讯工程学院研制微机控制示教再现式机器人西电I号，也于1985年9月在陕西省科技贸易大会上进行了表演。此外，清华大学自动化系研制具备视觉手眼系统，北京钢铁学院研制焊接机器人，均已达到了较高水平。同步，在机器人学科中视觉、听觉、语音合成、触觉、计算控制以及人工智能诸领域研究，也获得了一定进展。近几年来成就表白，国内机器人技术已经迈出了可喜一步。相信在不久将来，咱们一定回赶上世界各国迈进步伐。1.2课题工作规定 启动 初始化 手臂伸长 手部下降 手臂缩回 夹持工件 与否夹紧？ 手臂上升 手腕回转180度 手臂回转180度 回到原位 手爪松开为了保证机器人在抓取工件时精准度，咱们在机器人手部安装了力觉传感器。用以对机器人检测和监控。该检测系统运用是闭环控制。整个抓取动作流程见图。图1.1机械手工作程序图1.3课题基本参数拟定1、手部负重：10kg（抓取物体形状为圆柱体.圆柱半径.高度自定.密度7.8g/cm3.） 2、自由度数：4个，沿Z轴上下移动，绕Z轴转动，沿X 轴伸缩，绕X轴转动3、 坐标型式：圆柱坐标，其圆柱坐标型式运动简图如图所示（见图1）4、 最大工作半径：1800mm，最小工作半径1350mm5、 手臂最高中心位置：1012mm或伺服电机上端最高行程：1387mm（见图2） 最小行程：1237mm X Z 图1.2 6、 手臂运动参数： 伸缩行程（X）：450 伸缩速度：250mm/s 升降行程（Z）：150mm 升降速度：60mm/s 回转范畴（）：0180度 回转速度：70/s7、 手腕运动参数： 回转范畴（）：0180 回转速度：90/s8、 手臂握力：由N=0.5/f*G定 这里取f=0.1 G=10kg N=0.5/f*G=50kg 即手指握力为50kg9、 定位方式：闭环伺服定位10、 重复定位精度：0.05mm11、 驱动方式：电气（伺服电机）12、 控制方式：采用MGS-51单片微机第2章 构造设计2.1手部机构 手部机构是机器人机械手直接与工件、工具等接触部件，它能执行人手某些功能。当前，依照被抓取工件、工件等形状、尺寸、重量、易碎性、表面粗糙度不同，在工业生产中使用着各种形式手部机构，最常用是钳爪式、磁吸式和气吸式，也有少数特殊形式。不同形式手部机构其夹紧力计算各有不同。 钳爪式手部机构是最常用形式之一。手爪有两个、三个或各种，其中两个最多。抓取工件方式有两种：外卡式和内撑式。从其机械机构特性、外观与功用来看，有各种形式，它们分别是：（1） 拨杆杠杆式钳爪（2） 平行连杆式钳爪（3） 齿轮齿条移动式钳爪（4） 重力式钳爪（5） 自锁式钳爪（6） 自动定心钳爪（7） 抓取不同直径工件钳爪（8） 具备压力接触销钳爪（9） 抓勾与定位销十钳爪（10） 复杂形状工件用自动调节式钳爪（11） 同步抓取一对工件钳爪与内撑式三指钳爪（12） 特殊式手指钳爪同步对钳爪选用也非常重要，应考虑如下几种方面：1 应具备足够夹紧力，这样才干防止工件在移动过程中脱落，普通夹紧力为工件重量2到3倍。2 应具备足够张开角，来适应它抓取和松开工件之间较大直径范畴，并且夹持工件中心位置变化要小（即定位误差小）。3 应具备足够强度和刚度，以免承受在运动过程中产生惯性力和震动影响。4 应能保证工件可靠定位5 应适应被抓取对象规定6 尽量具备一定通用性 夹持式手部构造由手指(或手爪)和传力机构所构成。其传力构造形式比较多，如滑槽杠杆式、斜楔杠杆式、齿轮齿条式、弹簧杠杆式等。2.1.1手指形状和分类夹持式是最常用一种，其中惯用有两指式、多指式和双手双指式:按手指夹持工件部位又可分为内卡式(或内涨式)和外夹式两种:按模仿人手手指动作，手指可分为一支点回转型，二支点回转型和移动型(或称直进型)，其中以二支点回转型为基本型式。当二支点回转型手指两个回转支点距离缩小到无穷小时，就变成了一支点回转型手指;同理，当二支点回转型手指手指长度变成无穷长时，就成为移动型。回转型手指开闭角较小，构造简朴，制造容易，应用广泛。移动型应用较少，其构造比较复杂庞大，当移动型手指夹持直径变化零件时不影响其轴心位置，能适应不同直径工件。2.1.2设计时考虑几种问题(一)具备足够握力(即夹紧力)在拟定手指握力时，除考虑工件重量外，还应考虑在传送或操作过程中所产生惯性力和振动，以保证工件不致产生松动或脱落。(二)手指间应具备一定开闭角两手指张开与闭合两个极限位置所夹角度称为手指开闭角。手指开闭角应保证工件能顺利进入或脱开，若夹持不同直径工件，应按最大直径工件考虑。对于移动型手指只有开闭幅度规定。(三)保证工件准拟定位为使手指和被夹持工件保持精确相对位置，必要依照被抓取工件形状，选取相应手指形状。例如圆柱形工件采用带“V”形面手指，以便自动定心。(四)具备足够强度和刚度手指除受到被夹持工件反作用力外，还受到机械手在运动过程中所产生惯性力和振动影响，规定有足够强度和刚度以防折断或弯曲变形，当应尽量使构造简朴紧凑，自重轻，并使手部中心在手腕回转轴线上，以使手腕扭转力矩最小为佳。(五)考虑被抓取对象规定依照机械手工作需要，通过比较，咱们采用机械手手部构造是一支点， 两指回转型，由于工件多为圆柱形，故手指形状设计成V型，其构造如附图所示。2.1.3手部夹紧设计1、手部驱动力计算本课题电动机械手手部构造如图2-1所示： 图2-1齿轮齿条式手部其工件重量G=10公斤，V形手指角度，,摩擦系数为(1)依照手部构造传动示意图，其驱动力为: (2)依照手指夹持工件方位，可得握力计算公式:因此(3)实际驱动力: 1、由于传力机构为齿轮齿条传动，故取，并取。若被抓取工件最大加速度取时，则:因此 因此夹持工件时所需夹紧驱动力为。2.2 手腕构造设计2.2.1 手腕自由度手腕是连接手部和手臂部件，它作用是调节或变化工件方位，因而它具备独立自由度，以使机械手适应复杂动作规定。手腕自由度选用与机械手通用性、加工工艺规定、工件放置方位和定位精度等许多因素关于。由于本机械手抓取工件是水平放置，同步考虑到通用性，因而给手腕设一绕x轴转动回转运动才可满足工作规定当前实现手腕回转运动机构，因而咱们选用。它构造紧凑，但回转角度不大于，并且规定严格密封。2.2.2 手腕驱动力矩计算手腕转动时所需驱动力矩手腕回转、上下和左右摆动均为回转运动，驱动手腕回转时驱动力矩必要克服手腕起动时所产生惯性力矩，手腕转动轴与支承孔处摩擦阻力矩，动片与径、定片、端盖等处密封装置摩擦阻力矩以及由于转动件中心与转动轴线不重叠所产生偏重力矩.图2-2所示为手腕受力示意图。 1.工件2.手部3.手腕 图2-2手碗回转时受力状态手腕转动时所需驱动力矩可按下式计算: 式中：- 驱动手腕转动驱动力矩();- 惯性力矩();- 参加转动零部件重量(涉及工件、手部、手腕回转动片)对转动轴线所产生偏重力矩().- 手腕回转动片与定片、径、端盖等处密封装置摩擦阻力矩();下面以图2-3所示手腕受力状况，分析各阻力矩计算:1、手腕加速运动时所产生惯性力矩M悦若手腕起动过程按等加速运动，手腕转动时角速度为，起动过程所用时间为，则: 式中:- 参加手腕转动部件对转动轴线转动惯量;- 工件对手腕转动轴线转动惯量。若工件中心与转动轴线不重叠，其转动惯量为:式中：- 工件对过重心轴线转动惯量:- 工件重量(N);- 工件重心到转动轴线偏心距(cm), - 手腕转动时角速度(弧度/s);- 起动过程所需时间(s); 起动过程所转过角度(弧度)。2、手腕转动件和工件偏重对转动轴线所产生偏重力矩M偏 + ()式中：- 手腕转动件重量(N);- 手腕转动件重心到转动轴线偏心距(cm)当工件重心与手腕转动轴线重叠时，则.3、手腕转动轴在轴颈处摩擦阻力矩 ()式中：，- 转动轴轴颈直径(cm);- 摩擦系数，对于滚动轴承，对于滑动轴承;,- 处支承反力(N)，可按手腕转动轴受力分析求解，依照,得:同理，依照(F),得:式中:- 重量(N), 如图4-1所示长度尺寸(cm).4、转动片与径、定片、端盖等处密封装置摩擦阻力矩M封，与选用密衬装置类型关于，应依照详细状况加以分析。驱动力矩计算手腕回转尺寸及其校核1.尺寸设计长度设计为,内径为=96mm,半径,轴径=26mm,半径,运营角速度=，加速度时间=0.1s， 压强, 则力矩： 2.尺寸校核（1）测定参加手腕转动部件质量,分析部件质量分布状况，质量密度等效分布在一种半径圆盘上，那么转动惯量： （）工件质量为5,质量分布于长棒料上，那么转动惯量： 如果工件中心与转动轴线不重叠，对于长棒料来说，最大偏心距，其转动惯量为: （2）手腕转动件和工件偏重对转动轴线所产生偏重力矩为M偏，考虑手腕转动件重心与转动轴线重叠，夹持工件一端时工件重心偏离转动轴线,则： + （3）手腕转动轴在轴颈处摩擦阻力矩为，对于滚动轴承，对于滑动轴承=0.1， ，为手腕转动轴轴颈直径，,为轴颈处支承反力，粗略预计, 4回转动片与径、定片、端盖等处密封装置摩擦阻力矩M封，与选用密衬装置类型关于，应依照详细状况加以分析。在此处预计为3倍，3 设计尺寸符合使用规定，安全。2.3手臂伸缩，升降，尺寸设计与校核2.3.1 手臂伸缩尺寸设计与校核手臂伸缩尺寸设计手臂伸缩采用烟台气动元件厂生产原则，参看此公司生产各种型号构造特点，尺寸参数，结合本设计实际规定，尺寸系列初选内径为100/63。尺寸校核1. 在校核尺寸时，只需校核内径=63mm,半径R=31.5mm尺寸满足使用规定即可,设计使用压强, 则驱动力： 2测定手腕质量为50kg,设计加速度，则惯性力： 3.考虑活塞等摩擦力，设定摩擦系数, 总受力 因此原则CTA尺寸符合实际使用驱动力规定。导向装置气压驱动机械手臂在进行伸缩运动时，为了防止手臂绕轴线转动，以保证手指对的方向，并使活塞杆不受较大弯曲力矩作用，以增长手臂刚性，在设计手臂构造时，应当采用导向装置。详细安装形式应当依照本设计详细构造和抓取物体重量等因素来拟定，同步在构造设计和布局上应当尽量减少运动部件重量和减少对回转中心惯量。导向杆当前常采用装置有单导向杆，双导向杆，四导向杆等，在本设计中才用单导向杆来增长手臂刚性和导向性。平衡装置在本设计中，为了使手臂两端可以尽量接近重力矩平衡状态，减少手抓一侧重力矩对性能影响，故在手臂伸缩一侧加装平衡装置，装置内加放砝码，砝码块质量依照抓取物体重量运营参数视详细状况加以调节，务求使两端尽量接近平衡。2.3.2 手臂升降尺寸设计与校核尺寸设计运营长度设计为=118mm,内径为=110mm,半径R=55mm,运营速度，加速度时间=0.1s,压强p=0.4MPa,则驱动力： 尺寸校核1测定手腕质量为80kg,则重力： 2设计加速度，则惯性力： 3.考虑活塞等摩擦力，设定一摩擦系数， 总受力 因此设计尺寸符合实际使用规定。2.3.3 手臂尺寸设计与校核尺寸设计长度设计为,内径为,半径R=105mm,轴径半径,运营角速度=，加速度时间0.5s,压强, 则力矩： 5.3.2 尺寸校核1测定参加手臂转动部件质量,分析部件质量分布状况，质量密度等效分布在一种半径圆盘上，那么转动惯量： （） 考虑轴承，油封之间摩擦力，设定一摩擦系数, 总驱动力矩： 设计尺寸满足使用规定。第3章 控制系统设计 由于微型计算机具备体积小，可靠性高，灵活性强，易于配备，功能丰富及价格便宜等特点，采用微型计算机对工业机器人进行控制，已经成为当今机器人控制技术研究和发展主流。机械手控制系统，原则上可分为点位控制与持续轨迹控制两大类。点位控制只规定按规定精度从起始点到达预定点，而对移动途径不做规定。持续轨迹不但与运动起点与终点关于，还必要保证运动轨迹与设计轨迹一致。因而，在持续轨迹控制中要进行轨迹设计，并对任意运动轨迹进行补插（补间）运算。为了机器人运动平稳，就必要保证机器人运动速度、加速度持续，这无疑也需要进行复杂运算。 微型计算机对机器人控制，普通采用分层控制办法。第一层为最高层，其任务是辨认工作空间，并据此决定如何完毕给定任务；第二层是决策层，其任务是将给定操作提成基本运动；第三层是方略层，其工能是将基本运动转化成各自由度运动；第四层是执行层，它将控制机器人完毕各自由度运动。其中第一层及第二层属于人工智能范畴，机器人控制重要是研究第三、第四层。 微型计算机种类诸多，普通均由如下三某些构成。 A. 中央解决器CPU，或称微解决器MPU。 B. 内存储器，即主记忆装置ROM及RAM 。C. 输入输出装置I/O，或称接口装置，联系这些装置为三条总线，即数据总线DB，地址总线AB及控制总线CB。不同型号微型计算机重要是中央解决器CPU内容功能不同，因而有不同指令系统和汇编语言。由于外部设备之不同以及与否用于实时控制，其I/O接口装置因而很大差别。RAM和ROM 存储量大小直接影响计算机应用范畴。但普通微型计算机都可以在原有存储量基本上加以扩充。 本机器人控制系统组织构造如图3-1。它由主CPU板、I/O板、控制面板、示教盒、伺服板、和稳压电源板等构成。 I/O端口 及 电平转换电路辅助运算回路RAMROM8031CPU控制板 伺服板机器人伺服控制电路读位置电路串行中断电路串行通讯电路 示教盒脉冲分派电路 图3-1控制系统组织构造图 主CPU板是本控制器核心，其上有CPU、存储器、多级中断控制电路、脉冲分派电路、读位置电路以及串行通讯电路等，完毕系统管理、控制运算、伺服系统控制和仿置检测等控制功能以及与示教盒、控制板通讯。 I/O接口板重要负责输入输出和监测各种故障报警输入信号。伺服板共8块，负责完毕四个轴位置环速度环和电流环伺服控制。 本次控制系统设计重要设计CPU、ROM和RAM中断解决电路示教盒以及串行通讯电路键盘显示电路这几种某些。 1.CPU与存储器 CPU采用8031微解决器地址译码器内存RAM和EPROM以及锁存器构成。（1） 8031构造1）寄存器堆 8031中有12个通用寄存器，6个专用寄存器，两个累加器和两个标志寄存器。由于寄存器诸多，故称其为堆。它们各个单元不是以序号作为地址号，而是以其名称作为地址号。它们全是静态RAM实现。 各寄存器功能如下： 堆栈批示器 SP：它是一种8位专用寄存器。用以批示堆栈区最上面存储单元地址，即栈顶地址。堆栈批示器是在计算机中接受中断规定而去解决某些外部设备提出祈求时需要用到寄存器。系统复位后，SP初始化为07H，使得堆栈事实由08H单元开始。考虑到08H1FH单元分属与工作寄存器区13，若程序设计中要用到这些区，则最佳把SP值改置为1FH或更大值。 由于栈指针是一种8位专用寄存器，其值可由软件变化，因而在内部RAM中位置比较灵活。响应中断或子程序调用时，发生入栈操作，入栈是16位PC值，PSW并不自动入栈。在指令系统中有栈操作指令PUSH（压入）和POP（弹出），如有必要，中断时可用把PSW内容压入堆栈，加以保护，返回前用POP指令恢复。 除用软件直接变化SP值外，在执行PUSH、POP、各种程序调用、中断响应、子程序返回RETI等指令时，SP值将自动增量或减量。 变址寄存器IX及IY：它们能将其内容加减一种称作偏移量数，以达到一种新地址。 中断向量地址寄存器IV：这个寄存器用以存储中断服务子程序入口地址。存储器刷新寄存器R：8031可以使用动态存储器。刷新存储器是再生时进行计数用。特殊功能寄存器SFR：8031单片机片内SFR与存储器是独立，但它能像访问内部RAM同样被访问。8031单片机具备21个特殊功能寄存器，可分为3个16位寄存器和15个8位寄存器。这些寄存器分散地分布在片内RAM高128字节地址80HFFH，访问这些专用寄存器仅容许使用直接寻址方式。寄存器并未占满80HFFH整个地址空间，对空闲地址操作是无意义。片内SFR能综合实时反映整个单片机基本系统内部工作状态及工作方式。因而，它是非常重要。对单片机应用者来说，掌握个各SFR工作状态，工作方式，从而实现对整个单片机系统控制具备重要意义。表3-1列出了个SFR名称几地址。ACC累加器0E0HBB寄存器0F0HPSW程序状态字堆栈指针0D0H SP堆栈指针81H DPTR数据指针（涉及DPH和（DPL）口083H和82HP0口080HP1口190HP2口20A0HP3口30B0HIP中断优先级控制0B8HIE容许中断控制0A8H TMOD定期器/计数器方式控制89HTCON定期器/计数器控制88H+T2CON定期器/计数器2控制0C8H TH0定期器/计数器控制0（高位字节）8CH TL0定期器/计数器控制0（低位字节）8AH TH1定期器/计数器控制1（高位字节）8DH TL1定期器/计数器控制1（低位字节）8BH+TH2定期器/计数器控制2（高位字节）0CDH+TL2定期器/计数器控制2（低位字节）0CCH+RLDH定期器/计数器控制2自动再装载（高位字节）0CBH+RLDL定期器/计数器控制2自动再装载（低位字节）0CAHSCON串行控制98H SBUF串行数据缓冲器99H PCON电源控制97H数据指针DPTR（83H，82H）：数据指针DPTR是一种16位专用寄存器，其高位字节寄存器用DPH表达，低位字节寄存器用DPL表达。即可以作为16位寄存器DPTR来解决，也可以作为2个独立8位寄存器DPH和DPL来解决 。DPTR重要用来保持16位地址，当64KB外部数据存储空间寻址时，可作为间接寄存器用。这时有两条传送指令MOVX A，DPTR和MOVX DPTR，A。在访问程序存储器时，DPTR可用作基址寄存器，这时采用一条基址+变址寻址方式指令MOVC A，+DPTR,惯用于读取存储在程序存储器内表格数据。2）8031引脚功能8031为40引脚芯片如图3-4，按其功能可分为三个某些：a I/O口线：P0，P1，P2，P3共4个8位口。 P0（双向I/O）口（3932脚）：P0口既可作地址/ 数据总线使用，又可作通用I/O口用。P1（准双向I/O）口（18脚）：P1是一种带内部上拉电阻8位准双向I/O端口。P2（准双向I/O）口（2128脚）：在构造上，P2口比P1口多了一种输出转换控制某些。当转换开关倒向左面时，P2口作通用I/O端口用，是一种准双向口。P3（双功能）（1017脚）：P3口是一种多用途端口。b.控制信号引脚：PSEN（片外取指控制），ALE（地地锁存控制），EA（片外存储器选取），RESET（复位控制）。c.电源及时钟：Vcc，Vss，XTAL1，XTAL2。其应用特性：a. I/O口线不能都用作顾客I/O口线。 b. I/O口驱动能力，P0口可驱动8个TTL门电 路，P1、P2、P3则只能驱动4个TTL门。c. P3口是双重功能口，其功能如图3-5所示。 P3.0:RXD(串行输入口); P3.1:TXD(串行输出口); P3.2:INT0(外部中断0输入线); P3.3:INT1(外部中断1输入线); P3.4:T0(T0外部记数脉冲输入线); P3.5:T1(T1外部记数脉冲输入线); P3.6:WR(外部RAM写选通脉冲输出线); P3.7:RD(外部RAM读选通脉冲输出线)。译码器采用74LS138（8205），它具备如下特性：能作为I/O口或存储器地址选取器，扩充简便，有输入选取端，采用了遵肖特基双极型工艺，最大延迟为18ns，连接与TTL逻辑电路兼容，低电平输入负载电流最大为0.25A,是原则TTL输入负载1/6。INTEL8205译码器可以扩充那些输入口、输出口和带有低电平有效片选输入存储器件系统。当8205被片选时，它八个输出端之一变“低”，于是存储器系统一行被选中。对于扩大系统，可把8205级联系起来，使得每一译码器能驱动8个译码器 ，可任意扩充存储器。8205逻辑符号、引脚排列，选通和译码真值表如下： 引脚阐明：A0A2为选址输入，E1E3为选通容许输入（既片选），O0O7为译码输出。8205译码真值表如下： 地址 选通容许 输出 A0A1A2 E1E2E30 1 2 3 4 5 6 7 地址 选通容许 输出 A0 A1A2 E0 E1 E20 1 2 3 4 5 6 7 锁存器采用74LS373：它作用是把输入信号锁存起来，始终保持到选通信号来取出信息。其工作原理：当锁存容许端为高电平时，Q端跟随D端变化；当锁存容许由高变低时，将此变化前一瞬时输入锁存，此后输入（D）不会影响输出（Q）直至锁存容许为高电平，E是读选通脉冲。应当注旨在读期间锁存容许不能变化。锁存容许信号普通取自译码器和R/W线，地址译码有时需3到15级门延迟，来防止读锁存。数据存储器采用6264（8K8），一共采用3块6264，故RAM为24K，除了作为系统参数工作区，标志单元外，重要用作顾客程序存储区，为了保存RAM内容，一旦断电，保证RAM中顾客程序不会丢失，故采用电池运用CE2引脚掉电保护装置在此也得到了应用，详细内容在后详讲，这里不再论述。