木片定长剪板机的设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】

全套设计（图纸）加 401339828 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 摘 要 本文设计了一台简易剪板机，能够实现对木片的定长进行剪切，剪断时间小于 10s，重点就机架、刀架等重要部件进行了设计，在设计中通过对比国内外剪板机，力求设计出结构简单，操作简便，同时经济、合理的剪板机，具体设计思路上：利用自动控制系统控制刀架，大大减少了剪切的时间并且提高了剪切精度。采用人工送料以降低成本。近年来，随着模具技术和冲压技术的发展，剪板机的应用范围在不断地扩大，数量在不断地增加。预计不久的将来，剪板机在冲压用剪板机中的比例将会愈来愈大。 关键词 机架 ; 刀架 ; 自动控制系统 ; 剪切精度 附录： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 to of to to a of is 0 on a of to of at in to in of of on of to to of to to to to is In to a of at at of at to to in of be to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目 录 1 绪论 . 5 . 5 板机分类及应用 . 5 计的意义和设计步骤 . 7 2 剪板机机械设计 . 8 架 . 8 架 . 8 具 . 9 3 机械机构部分设计 . 10 动驱动滚轮轴的设计 . 11 动滚轮的确定 . 11 动机的选择 . 11 的计算 . 11 码器安装轴的设计 . 12 的计算 . 12 步确定轴的最小直径 . 16 的结构设计 . 17 切装置的设计 . 17 缸的选择 . 18 接套的设计 . 18 身支撑的设 计 . 19 装支架的设计 . 20 助装置的设计 . 21 4 电器控制部分的设计 . 23 件电路设计 . 24 央控制器： 80. 26 片机的系统扩张 . 28 片机接口设计 . 36 5 结论 . 37 6 致谢 . 38 7 参考文献 . 39 8 附录 . 41 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 1绪论 随着我国制造业的发展，剪 板机床的发展越来越成为机械制造行业的中流砥柱，通用型高性能剪板机，广泛适用于航空、汽车、农机、电机、电器、仪器仪表、医疗器械、家电、五金等行业。 锻压机械是指在锻压加工中用于成形和分离的机械设备， 1842 年，英国工程师史密斯创制第一台蒸汽锤，开始了蒸汽动力锻压机械的时代。 1795 年，英国的布拉默发明水压机，但直到 19 世纪中叶，由于大锻件的需要才应用于锻造。随着电动机的发明，十九世纪末出现了以电为动力的机械剪板机和空气锤，并获得迅速发展。二十世纪初，锻压机械改变了从 19 世纪开始的向重型和大型方向发展的 趋势，转而向高速、高效、自动、精密、专用、多品种生产等方向发展。于是出现了每分种行程 2000 次的剪板机。所谓剪板机一般是指每分钟的行程次数为普通剪板机的 5 10 倍的剪板机。剪板机是带有自动送料装置，可完成板料高效率、精密加工的机械剪板机，具有自动、高速、精密三个基本要素。 近十多年来，随着对发展先进制造技术的重要性获得前所未有的共识，冲压成形技术无论在深度和广度上都取得了前所未有的进展，其特征是与高新技术结合，在方法和体系上开始发生很大变化。计算机技术、信息技术、现代测控技术等冲压领域的渗透与交叉融合，推动 了先进冲压成形技术的形成和发展。 冷冲压生产的机械化和自动化，为了满足大量生产的需要，冲压设备已由单工位低速剪板机发 展到多工位剪板机。一般中小型冷冲件，既可在多工位剪板机上生产，也可以在剪板机上采用多工位级进模加工，是冷冲压生产达到高度自动化。 在汽车、航空航天、电子和家用电器领域，需要大量的金属板壳零件，特别是汽车行业要求生产规模化、车型个性化和覆盖件大型一体化。进入 21 世纪，我国汽车制造业飞速发展，面对这一形势，我国的板材加工工艺及相应的冲压设备都有了长足的进步。 剪 板机属于直线剪切机类，主要用于剪裁各种尺寸金属板材的直线边缘。在轧钢、汽车、飞机、船舶、拖拉机、桥梁、电器、仪表、锅炉、压力容器等买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 各个工业部门中有广泛应用。 剪板机种类较多，按其工艺用途和结构类型可以分为： 剪切质量好，扭曲变形小，但剪切力大，耗能大。机械传动的较多。该剪板机上下两刀刃彼此平行，常用于轧钢厂热剪切初轧方坯和板坯；按其剪切方式又可分为上切式和下切式。 剪板机的上下两刀片成一个的角度，一般上刀片是倾斜的，其倾斜角一般为 1 6 。斜刃剪板机剪切力比平刃剪板 机小，故电机功率及整机重量等大大减小，实际应用最多，剪板机厂家多生产此类剪板机。该类剪板机按刀架运动形式分闸式剪板机和摆式剪板机；按主传动系统不同分为液压传动和机械传动两类 。 (1)板料折弯剪切机：即在同一台机械上可完成剪切和折弯两种工艺。 (2)联合冲剪机：即可完成板材的剪切，又可对型材进行剪切，多用于下料工序。 (1)板材开平线剪板机：用于板材开卷校平线上，为配合生产线速度快剪切要求而设计的高速剪板机，厚板线上多为液压高速剪板机，薄板线上多配气动剪板机 ;高速线上配有 飞剪机，连续生产，效率高。 (2)钢结构生产线剪板机：多用于角钢、 H 型钢自动生产线完成剪断工序。 (3)冷弯成型线剪板机：例如汽车纵梁冷弯线、车厢侧挡板生产线、彩钢板成型线等生产线上配置的专用剪板机等。 计的意义和设计步骤 毕业设计和毕业论文是本科生培养方案中的重要环节。学生通过毕业论文，综合性地运用几年内所学知识去分析、解决一个问题，在作毕业论文的过程中，所学知识得到疏理和运用，它既是一次检阅，又是一次锻炼。通过这次检验，不但可以提高学生的综合训练设计能力、科研能力（包括实际动手能 力、查阅文献能力，撰写论文能力）、还是一次十分难得的提高创新能力的机会，并从下个方面得到训练： 和解决实际问题的能力。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 利用所学的机械各方面的知识，我选择这个课题为我的毕业设计，进行大胆的尝试。设计中主要以课本和各种参考资料作为依据，从简单入手，循序渐进，逐步掌握设计的一般方法，把所学的知识形成一个整体，以适应以后的工作需要。当然，初次设计，知识有限，经验不足，一些问题考虑不周，也可能存在有 某些错误和遗漏，恳请各位老师批评指正。 剪板机是各类机械产品的一种，设计时着手于其原理和主要部件的计算校核，了解剪板机的工作状态，以此为基础设计刀架、机架等各类零部件，定长系统的相关资料，进行相关的数据计算。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 2 剪板机机械设计 剪板机的机架通常由左右立柱、工作台、和连接横梁所组成。这几个部分的连接形式常见的有三种：整体焊接、组合（用榫头和螺栓来连接）和组合 焊接（即组合后再焊接）。一般来讲，整体焊接的机架刚性最好，但由于体积庞大，对焊后进行退火和机械 加工带来困难。有的工厂将焊后退火的工作台和连接梁先进行加工，然后以较少的焊缝和左右立柱焊接。这样既能保证机架足够的刚度又能减少焊接时的变形和焊接过程中产生的内应力。组合的机架刚性较差，但易于制造（不需要大型机床加工）。目前生产的组合机架往往用榫头和螺栓来连接，组合 焊接的机架比组合机架的刚度好一些。 刀架是剪板机的重要部件，被剪板料的剪切精度和端口质量在很大程度上与刀架以及机架上导轨的结构有关，因此应该注意刀架的强度和刚度。 目前常见的刀架结构有三种：整体焊接的直线运动刀架、组合 焊接的直 线运动刀架及整体焊接的摆动刀架。 整体焊接的直线运动刀架如果刀架沿垂线运动，一般上刀片只有两个刃，如果刀架沿前倾线运动则刀片可作成四个刃。这种结构可用于上轴式和侧轴式剪板机。 组合 焊接的直线运动刀架中，水平板和筋板先焊好，然后用螺栓固定到立板上。调节螺栓使刀架在水平面内造成凸弧线，而在剪切时由于水平推力迫使刀架弯曲造成凹弧线，如果调节适当，两项弯曲将互相抵消而使剪切精度得到提高。刀架运动由偏心轴和连杆获得，一般都沿前倾运动。被剪板厚 10毫米时前倾角采取 3。连杆的下端（上端）作用在刀架立板顶端的小偏心轴上。 整体焊接结构的摆动刀架多数用于液压 机械传动的剪板机。根据活塞和刀架的连接方式基本山有三种形式： 三种刀架断面应考虑抗弯和抗扭 剪板机的下刀片都具有四个刃。刀架沿前倾直线运动的剪板机上刀片可以买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 具有两个刃或者四个刃。刀架沿弧线运动的剪板机上刀片只宜有两个刃，而且必须将上刀片用螺钉或者垫片调整为一个空间曲面，因此上刀片的长度尽 可能增大以减少接缝数。如果接缝处调整不当将导致刀具磨损的加剧和被剪板边偏差的增大。 刀片顶面应稍低于工作台面，偏差为 国产剪板机刀片材料常用 6热处理后硬度为 外实验用硬质合金 刀片的尺寸参阅下 表 3 3刀片尺寸 被剪板厚 h（毫米） 刀片尺寸 T*H（毫米） 螺孔直径 d（毫米） 1 0*60 13 4 16 25*80 17 20 25 32*120 22 32 40 45*150 33 刀片刃部应经常保持清洁，并应涂上含有二硫化钼或石墨的润滑脂。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 3 机械结构部分设计 机驱动滚轮轴的设计 动滚轮的确定 已知木片外径为 6步确定电机驱动滚轮的直径为 100度为 22 动机的选择 在木片生产过程中的剪切设备，主要用于定长剪切，是对运动的木片实施剪切的设备。剪切时，电动机处于停 止状态，而不剪切时，电动机快速启动。由于剪切的特殊工艺要求，使电动机经常处于启动和制动状态。同时在生产过程中，为了满足生产要求，电机在调速方面有较高要求，以保证系统的稳定性。直流电动机有较好的控制特性，直流电动机在结构、价格、维护方面都不如交流电动机，交流电动机结构简单，价格便宜，维护工作量小，但是由于交流电动机的调速控制问题一直未得到很好的解决方案，而直流电动机具有调速性能好、起动容易、能够载重起动等优点，所以目前直流电动机的应用仍然很广泛，尤其在可控硅直流电源出现以后。因此，我们选用直流电动机。 电动机 的转速： 33 0 / m i n 1 m i n 3 0 1 0 / m i n 9 5 . 5 / m i 0 0mn r r 电动机的转速可选用大于 100r/查资料我们选择中大电机，带齿轴电机 电机型号 出力 电压 频率 极数 （ W） （ V） （ （ P） 61 120 1 50 4 额定时间 调速范围 （ （ r/ 连续 90齿轮箱允许力矩 齿轮箱型式： 4率 减速比 3 5 6 9 输出轴转速 r/500 417 300 250 200 166 50许力矩 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 在此我们选用减速比为 9 ，输出轴转速为 166 r/ 的计算 步确定轴的最小直径 d3 轴的材料选用 45， 查表得 26103 代入式 ： d 126330010140r =15 取 7 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的轴的直径，故须同时选取联轴器的型号。查标准 19855014/ 手册，此处的联结采用凸缘联轴器，把两个带有凸缘的半联轴器用键分别与两轴联结，其额定转矩为 25,半联轴器的孔径 7 轴孔长度 0 40 9螺栓 8M 处于电机上另一半联轴器的孔径 5 查表得： 2 80 9螺栓 8M 的结构设计 （ 1）拟订轴上零件的装配方案 现选用图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 图 机安装轴装配图 （ 2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和 长度 1、为了满足半联轴器的轴向定位要求， 轴段左端需制出一轴肩，故 取 段的直径 0，半联轴器与轴配合的毂孔长度 0 ，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故 段的长度应比 0 略短一些，现取 82、初步选择滚动轴承。因为轴承主要受径向力的作用，故选用深沟球轴承，参照工作要求并根据 5 ；而 5。此处滚动轴承采用图 动轴承安装图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 轴向定位，见图 D=52B=15 由手册上查得 6205型轴承的定位轴肩高度 ，因此取 0。 3、取安装驱动滚轮处的轴段 0；驱动滚轮的右端 与右轴承之间采用轴肩定位，轴肩高度 h=(.1)d ，则轴环处的轴径 0，5 。轴环宽度 b 0,15 。驱动滚轮的左端与轴承之间采用套筒定位，已知驱动滚轮的宽度为 22了使套筒端面可靠的压紧齿轮，此轴承段应略短于滚轮宽度，故取 0 。 4、取驱动滚轮距箱体内壁距离 a=20知滚动轴承的宽度及箱体的厚度，可以确定出 0 。 至此，已初步确定出轴的各段直径和长度。 （ 3）轴上零件的周向定位 驱动滚轮和半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。 按图由手册查得平键截面 8 ,t=B/ 见图 示，键槽用键槽铣刀加工，长度 L=25准键长见1096同时为了保证驱动滚轮与轴的配合有良好的对中性，故选择驱动滚轮与轴的配合为 H7/样，半联轴器与轴的连接，选用平键为5 ,t=联轴器与轴的配合为 H7/动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为 （ 4）确定轴上圆角和倒角尺寸 参考机械设计表 15轴端倒角为 ，各轴肩处的圆角半径见轴装配图。 编码器安装轴的设计 为实 现木片的计数功能，在此轴上装有单片机控制的编码器。编码器与调 键槽设计图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 整滚轮轴相连，每转一转，便发出一定数量的脉冲，数字控制系统通过计数器脉冲的频率和周期进行测量，便可计算出木片的长度值。此轴在竖直方向上与电机驱动滚轮轴相比有一定的高度，目的是为了增大木片的包角，使木片不发生滑动现象。 木片外径为 6步确定调整滚轮的直径为 100度为 22 由已知条件得知木片长度控制精度： 。查资料选择 列增量型 编码器（空心轴）轴径为 14 ，脉冲数 30P/R5400P/R。 轴的计算 步确定轴的最小直径 由编码器的轴径确定 4 。 的结构设计 （一）拟订轴上零件的装配方案 现选用图 示的装配方案 （二）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 （ 1）、为了满足半联轴器的轴向定位要求， 轴段左端需制出一轴肩，故取段的直径 4 ，半联轴器与轴配合的毂孔长度 8 。 （ 2）、初步选择滚动轴承。因为轴承主要受径向力的作用，故选用深沟球轴承，参照工作要求并根据 0 ；而 5。此处滚动轴承采用轴向定位，由手册上查得 6204 型轴承的定位轴肩高度 ，因此取4 。 （ 3）取安装调整滚轮处的轴段 5；调整滚轮的左端与左轴承之间采 用轴肩定位，轴肩高度 h=(.1)d ，则轴环处的轴径 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 0,24 。轴环宽度 b 0,15 。 驱动滚轮的右端与右轴承之间采用套筒定位，已知调整滚轮的宽度为 22了使套筒端面可靠的压紧齿轮，此轴承段应略短于滚轮宽度，故取0 、（ 4）取调整滚轮距箱体内壁距离 a=20知滚动轴承的宽度及箱体的厚度，可以确定出 0。 至此，已初步确定出轴的各段直径和长度。 （五）轴上零件的周向定位 调整滚轮和半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按由手册查得平键截面 8 ,t=B/键槽用键槽铣刀加工，长度 L=15准键长见 1096同时为了保证调整滚轮与轴的配合有良好的对中性，故选择驱动滚轮与轴的配合为 H7/ 同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为 5 ， t=槽用键槽铣刀加工，长度 L=137/ 滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为 （六）确定轴上圆角和倒角尺寸 参考机械设计表 15轴端倒角为 ，各轴肩处的圆角半径见轴装配图。 I V V 编码器安装轴装配图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 剪切装置的设计 气动技术是以压缩空气为工作介质进行能量与信号传递的技术。气压传动具有防火、防暴、节能、高效、无污染等优点。具有 1 1）工作介质是空气，它来源方便，取之不尽，用之不竭，使用后直接排入大气而无污染，不需要设置专门的回收装置。 2）空气的粘度很小，所以流动时压力损失较小，节能高效，适用于集中供 气和远距离输送。 3）动作迅速，反应快，调节方便，维护简单，系统有故障时，容易排除。 4）工作环境适应性好。 5）成本低，具有过载保护功能。 所以，我们选用气缸作为执行 原件。 气缸的选择 型的选择 ： 选择气缸的类型 应 根据工作要求和条件 。 1） 要求气缸到达行程终端无冲击现象和撞击噪声应选择缓冲气缸； 2） 要求重量轻，应选轻型缸；要求安装空间窄且行程短，可选薄型缸；有横向负载，可选带导杆气缸； 3） 要求制动精度高，应选锁紧气缸；不允许活塞杆旋转，可选具有杆不回转功能气缸；高温环境下需选用耐热缸；在有腐蚀环境下，需选用耐腐蚀气缸。在有灰尘等恶劣环境下，需要活塞杆伸出端安装防尘罩。 4） 要求无污染时需要选用无给油或无油润滑气缸等。 而在执行剪切动作 时，主要是通过冲击力来实现切刀对木片的切断，因此，选用冲击类气缸。 冲击气缸是将压缩空气的能量转化为活塞高速运动能量的一种气缸，活塞的最大速度可达每秒十几米，能完成下料、冲孔、打印、弯曲成形、铆接、破碎、模锻等多种作业。具有结构简单、体积小、加工容易、成本低、使用可靠、冲裁质量好等优点。 1 号的选择： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 即缸径的选择。根据负载力的大小来确定气缸输出的推力和拉力。一般按外载荷理论平衡条件所需气缸作用力，根据不同速度选择不同的负载率，使气缸输出力稍有余量。缸径过小，输出力不够，但缸径过大，使 设备笨重，成本提高，又增加耗气量，浪费能源。在夹具设计时，应尽量采用扩力机构，以减小气缸的外形尺寸。 1）、 气缸作用力的大小： 根据工作所需力的大小来确定活塞杆上的推力和拉力。由此来选择气缸时应 使气缸的输出力稍有余量。若缸径选小了，输出力不够，气缸不能正常工作；但缸径过大，不仅使设备笨重、成本高，同时耗气量增大，造成能源浪费。在夹具设计时，应尽量采用增力机构，以减少气缸的尺寸 。 预选气缸直径 (F：为剪切面面积 ：为抗剪切强度 由已知条件得：木片外径： 6径铜材线 )186( ； 查表得：铜抗剪切强度 由式 =900N 1、确定气缸的轴向负载力 F=1000N 2、查表得气缸的负载率 3、确定气缸的使用压力 P 但作用气缸一般在 取 P=设杆径和缸径之比为 d/D=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 220 4 (001000 解得 : D=115资料我们选取济南华能气动元器件公司生产的 系列气缸是一种结构简单，耗气量少，能产生相当大冲击力的一种特殊气缸。 选用参数如下 ： 缸径 （ 100 冲程（ 200 冲击系数（ K） 击功（ J） 143 冲击频 率（次 /分） 40 最高使用压力（ 1 环境温度（ 580 接套的设计 连接套用于连接气缸与刀具，这就对气缸和刀具这两部分的同心度有一定的要求。同时对精度也有较高的要求。具体精度要求见零件图。 床身支承的设计 承的结构特点及主要技术指标： 床身与支承件起着连接和支承各种零部件相互位置的作用。 特点： （ 1）在剪切过程中承受冲 击荷载较大。 （ 2）结构较复杂，有许多加工面和孔。 根据以上特点，设计时要特别注意，抗震性以及结构工艺性等问题。 （ 1）抗震性：指其抵抗受迫震动的能力。提高抗震性的方法： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 提高静刚度，合理设计构件截面形状和尺寸，以提高刚度，提高固有频率避免产生共振。 （ 2）减轻重量，在不降低构件刚度的前提下减轻重量，适当减薄壁厚，采用钢材焊接结构等。 身的结构设计 结构形状对刚性，抗震性，稳定性起决定性作用，根据不同要求，结构 设计可采取经验，类比，试验和计算方法进行。良好的结构工艺性，在保证刚度要求前提下， 应尽量使铸造及机械加工量最小，金属消费率最低。合理设计壁厚，根据受力大小决定壁厚，壁厚过分薄易引起浇铸不足和冷隔；过厚易产生缩孔且浪费材料。各处壁厚力求均匀，充分考虑铸造，机械加工和装配的工艺性 表 身壁厚选择 重量 /N 外形最大尺寸 /厚 / 50 300 7 60100 500 8 110600 750 10 6101000 1250 12 10105000 1700 14 50108000 2500 16 801012000 3000 18 12000 3000 2030 床身的外形尺寸初设为 500 500 500，由表 立壁厚选择 20板厚度 15 身支承的材料选择 通常要求材料具有较高的强度，刚度和耐磨性以及良好的铸造和焊接工艺性，并且成本低，例如铸铁，钢板和花岗岩等。 铸铁熔点低，铸造性能好，易铸成各种复杂形状的零件。吸振性和耐磨性较好，成本比较低，是一种应用极为广泛的材料；缺点是制造周期长，需要木模和砂芯，工艺复杂。 常用铸铁： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 （ a） 0(一级铸铁 )抗弯，抗压应力比较大，可以做机身导轨， 流动性能差，不适于结构复杂的支承件。 （ b） 2(二级铸铁 )铸造性能好，但机械性能较差，适用于形状复杂而受 载不大的支承件。 （ c） 合金铸铁 钢板焊接成的构件，弹性模量 （一）床身材料 选择 度，耐磨性，耐热性，减振性等性能良好，适用于承受较大应力，耐磨零件。 装板的设计 结构原理 图 示： 安装板上的两个通孔用于安装 编码器轴及电机驱动轴 ； 两轴孔 也要精加工，表面粗糙度值 面度要高。 两轴的高度应有一定的差值，且编码器安装轴需高于电动机驱动轴，目的是 增大木片的包角，防止木片发生滑动现象，造成计数上得误差。 装支架的设计 在电机驱动轴上要安装直流电动机，在所选择的直流电机还配戴有调速器 置所以，在选择安装支架时，必须要保证安装支架与轴的同心，以确保安装尺寸的精确度。图 调速器的安装支架。图 直流电动机的安装支架 图 编码器安装板 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 图 速器的安装支架 图 流电动机的安装支架 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 助装置的设计 由于木片质量较轻，在剪切瞬间很容易发生滑动，不但会造成木片的位置不准确，还会造成木片的堆积，从而造成测量上的失误。所以，在剪切刀具左端 加一套筒，防止以上事情的发生。 调整滚轮的设计采用的是调整螺母调整弹簧的松紧度。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 4 电器控制部分设计 件电路设计 央控制器： 80列单片机 80片机系列源于 司的 列，结构体系如图 示。它有专门 统、 围功能单元和归一化的 I/O 端口。 图 0列单片机基本结构图 用管理 部与内部程序存储器的选择 部程序存储器的读取控制 80片机的 围电路有片内程序存储器 4K）、数据存储器（ 128B）、 I/O 端口和特殊功能寄存器 80 4 个 8 位 I/O 端口，分别为 为数据总线端口； 组成了并行扩展总线的 16 位地址线，其中 为低 8 位地址总线， 为高 8 位地址总线； 为用户 I/O 口； 是用于基本功能单元的输入 /输出端口 以及并行扩展单元的读写控制。 80 I/O 端口具有复用功能，在不用作并行扩展总线时 、 可作普通用户 I/O 口使用； 不买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 做基本功能单元的输入 /输出时，也可作用户 I/O 口使用。 80串行接口是一个带有移位寄存器工作方式的通用异步收发器。因此 80串行接口仅可作串行通信，还可以用于移位寄存器方式的串行外围扩展。串行通信接口的外部引脚为 片机的系统扩展 一、片外程序存储器和数据存储器的扩展 8031 单片机片内无 内数据存储器也仅有 128 字节，需要扩展外部程序存储器和数据存储器。 128 字节的片内 本课题中也是不够用的，因此，程序存储器和数据存储器都需要扩展。 1、 存储器扩展概述 （ 1） 片机的扩展能力 片机的地址总线宽度为 16 位，在片外可扩展的存储器最大容量为 64址空间为 0000 由于 片机对片外程序存储器和数据存储器的操作使用不同的指令和控制 信号，允许两者的地址重叠，所以片外可扩展的程序存储器与数据存储器分别是 64K。 为了配置外围设备而需要扩展的 I/O 接口与片外数据存储器统一纺址，即占据相同的地址空间。因此，片外数据存储器连同 I/O 接口一起的扩展容量是64 （ 2） 存储器扩展的一般方法 存储器芯片种类繁多，即使同一种类的存储器芯片，容量不同，其引其引脚数目也不同。尽管如此，存储器芯片与单片机扩展连接有共同的规律。不论何种存储器芯片，其引脚都呈三总线结构，与单片机连接都是三总线对接。 存储器芯片的控制线：存储器芯片的控制线应与单片机的相应控 制线相连接。对于程序存储器，其读选通信号（ 应与单片机的 接；对于数据存储器，存储器的读选取能信号（ 应与单片机的 接，存储器的写允许信号（ 与单片机的写信号 连接。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 存储器的数据线：存储器芯片数据线的数目由芯片的字长定。 1 位字长的芯片数据线有 1 条， 8 位字长的芯片数据线有 8 条；存储器芯片的数据经与单片机的数据线（ 由低位到高位的顺序连接。 存储器的地址线： 存储器芯片地址线的数目由芯片的容量决定。存储器芯片的地十线与单片机的地址总线按由低位到高位的顺序连接。通常，存储器芯片的地址线数目总是少于单片机地址线的数目，如引相接后，单片机的高位地址线总有剩余。剩余地址线一般作为译码线，译码输出与存储器芯片的片选信号线相接。单片机对存储器芯片访问时，片选信号必须有效，即选中存储器芯片。片选信号线与单片机系统的译码输出相接后，就决 定了存储器芯片的地址范围。 常用的译码方式有两种：线译码方式和译码器方式。 线译码： 所谓线译码就是低位地址线参加片内译码，剩余的高位地址线直接作为存储器芯片的片选，即一根线选中。当有 N 条高位地址线不参加译码时，则有 不同的地址空间。这些地址空间中真正能存储信息的只有一个，其余的公是占有，因而会造成地址空间的浪费，这是线译方式的缺点，但采用线译码方式的优点是译码电路简单。 译码器译码：所谓译码器译码就是低位地址线参加片内译码，剩余高位地址线通过译码器片进 行译码形成存储器芯片的片选。这种译码方法产生的存储器芯片的地址空间是惟一确定的，不存在多块与重叠问题。常用的译码器芯片有 7474。 80片内部有 128 字节的数据存储器 部地址为 07作工作寄存器、堆栈、软件标志和数据缓冲器， 内部数据存储器有着丰富的操作指令。但是在数控系统中单用片内数据存储器往往是不够的，因此在本设计中外接 6264 芯片来扩展 80数据存储器。由于 80部只有 4以在实际应用中常外接一片 2764 芯片来扩展程 序存储器。 16 位地址总线由 经地址锁存器 74供低 8 位地址 8位 输出。 8 位数据总线有 提供。这样 8 位数据线和地址总线的低 8 位复用 ，它们通过不同的使能端分别控制。 地址锁存允许，当送低 8 位地址时使用 74 ，高电平有效，当不传送数据时 效。 电平有效，偏外取指令控制。当其有效时选通外部 储器，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 向应的指令字节出现在 数据线（ ，同是输入到 ， 芯片内部振荡电路输入端， 振荡电路输出端，系统采用内部时钟电路。在 脚上接上晶振电路，使 80部产生自激振荡。晶振电路一般采用石英晶体和电容组成并联谐振电路。晶振频率可以在 间选择。本设计选取晶振频率为 6容在 5间选择。电容 大小对晶振频率有微小影响，因此可以起到频率微调作用。 复位控制，高电平有效。当 输入高电平时， 80始化复位，只要输入端 保持高电平则循环复位 ,在复位有效期间 输出高电平。当 入返回低电平后， 0 地址开始执行程序。单片机通常采用上电复位和手动复位相结合的复位方式，以便在出现紧急情况时能使空置系统迅速复位，不至于造成事故，具体复位电路间控制电路原理图。 程序存储器和数据存储器扩展芯片简介。 2764 是一种只用 5V 电源， 65