1、1.电气控制部分课程设计的目的:通过对双坐标十字滑台控制部分的设计，使学生能够综合运用自己学过的微机原理及其接口技术、数控技术等专业课程知识，初步掌握单片机控制系统的设计原理、设计过程及应用，为后续的毕业设计与参加工作后的科研设计工作打下坚实基础。主要任务:1、单片机控制系统电路图一张，0号图纸；2、G00功能实现程序代码一份，并根据分组情况实现G01或G02功能程序代码，要求完成程序代码清单及程序代码注释；3、设计说明书一份，详细说明设计理论基础、实现方法及控制系统各个关键参数。单片机应用系统的设计包括总体设计、硬件设计、软件设计、在线调试、产品化等几个阶段，这几个阶段并不都是绝对划分的，有
2、时也是交叉进行的。2.设计内容及步骤主要内容:1、控制系统设计 以8051单片机系列芯片作为系统的控制核心，负责接收操作指令，并根据输入的指令控制步进电机的运动，扩展程序存储器、数据存储器、键盘显器示接口及其它并行控制接口，形成完整的控制系统。2、G00，G01，G02功能程序实现 G指令是在数控系统中插补运算之前需要预先规定，为插补运算做好准备的工艺指令。其指令代码从G00至G99共100种，本设计用到G00，G01和G02。其中，G00为定点位、G01为直线插补、G 02为顺时针方向圆弧插补。设计要求使用51系列单片机作为控制核心实现直线与圆弧插补的G功能。3、步进电机驱动电路设计 步进电
3、机驱动需要很大的电流控制，而由计算机及环形分配器送来的控制脉冲信号，一般为弱电信号，因此步进电机需要有功率放大电路以得到控制电机绕组所需要的脉冲电流及所需要的脉冲波形。要求设计一种控制方便、调试简单、开关速度快及元件损耗小的步进电机驱动电路。设计步骤1、总体设计方案的选择及确定。2、设计方案论证后查阅资料。3、对硬件系统的设计。4、对软件系统的设计。5、步进电机伺服系统设计。6、插补原理及程序设计。3.硬件设计4.软件设计程序结构设计 主要有顺序设计和实时多任务操作系统设计。对于简单的单片机应用系统，通常采用顺序设计方法。通常由主程序和若干个中断服务程序所构成，5.模块化程序设计技术1、每个模
4、块不宜太大；2、各个模块间在逻辑相对独立；3、对简单的任务不必采用模块化；4、尽量使用已有的模块。程序设计过程1、建立数学模型2、绘制程序流程图3、编写程序4、程序的汇编、调试和固化6.插补原理插补计算就是数控系统根据输入的基本数据，如直线终点坐标值、圆弧起点、圆心、进给速度等，通过计算，将工件轮廓的形状描述出来，边计算边根据计算结果向各坐标发送进给指令。数控机床的常用插补计算方法有逐点比较插补计算法（简称逐点比较法）、数学积分插补计算方法（简称数字积分法）、时间分割插补计算方法和样条插补计算方法等，在本次课程设计中，我们使用逐点比较法进行插补计算。逐点比较法每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行一次比较，视该点在给定轨迹的上方还是下方，或在给定轨迹的里面还是外面，从而决定下一步的进给方向，使之趋近加工轨迹。逐点比较法是以折线来逼近直线或圆弧线的，它与规定的直线或圆弧之间最大误差不超过一个脉冲当量，因此只要将脉冲当量取得足够小，就可达到加工精度的要求。7.直线插补8.直线插补偏差计算公式线型Fm0时进给方向Fm0时进给方向偏差计算公式L1+X+XFm0时：Fm+1=Fm+YeL2-X+XL3-X-XFm0时：Fm+1=Fm+XeL4+X-X9.圆弧插补10.
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