数显嵌入式单片机控制刀具角度测量仪.doc

数显嵌入式单片机控制刀具角度测量仪摘要: 为了提高车刀几何角度参数的测量精度，设计了一种数显嵌入式单片机控制刀具角度测量仪。数显嵌入式单片机控制刀具角度测量仪以AT89S52单片机和ADC0809模数转换器为核心,利用单片机的运算和控制功能,并采用四位八段显示模块实时显示所测车刀角度值,测量准确,输出精度高。关键词: 单片机;模数转换器; 刀具角度测量仪Digital embedded single-chip control cutting-tool angle measuring instrumentAbstract ：In order to improve the precision of the lathe tool with various cutting anglesof parameters detecting, the digital embedded single-chip control cutting-tool angle measuring instrument is designed. Digital embedded single-chip control cutting-tool angle measuring instrument is designed using the operation and control functions of the AT89S52 microprocessor and ADC0809 analog-to- digital converter and using four party and 7 sections of numerical code tubes real-time display of the measured cutting-tool angle, which brings high precision and accurate outputting result. Key words：microprocessor；analog-to-digital converter；cutting-tool angle measuring instrument1 引言车刀作为制造业的重要生产工具，在工业生产中有着举足轻重的作用。对于不同的加工工艺方法、加工要求对所需要的车刀切削性能有着不同的要求。车刀的切削性能主要取决于车刀的几何角度参数的合理性。由于受环境和人为因素的影响，以往车刀测角台不能精准的测出刀具的切削参数。针对这些不足之处,本文设计了一个数显嵌入式单片机控制刀具角度测量仪,将刀具的切削参数通过LED显示出来，达到方便、快捷、精准的目的。2 数字式车刀切削参数测量系统的组成及原理2.1 硬件电路组成数显嵌入式单片机控制刀具角度测量仪由机械部分和控制部分组成，本文主要介绍其控制部分硬件组成及原理。该刀具测量仪控制部分主要由信号采集模块、程序控制模块、LED显示模块组成。硬件系统结构如图1所示。程序控制模块信号采集模块LED显示模块角度测量台图1硬件系统结构框图Fig. 1 Block diagram of hard ware structure其中程序控制模块采用的是AT89S52单片机，该单片机具有8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止，且具有功耗低、性能高、价格低廉、性能稳定等优点。信号采集模块采用ADC0809模数转换器8路8位AD转换器，即分辨率8位，显示精度0.01度，且转换时间为100s，完全满足测量需要。2.2 工作原理主电路主要由三个部分组成：信号采集模块、程序控制模块、LED显示模块。信号采集模块采集刀具角度电信号参数并转换为BCD码，利用程序控制模块中AT89S52单片机程序转换控制，在LED显示模块中显示所测量刀具的角度参数。主电路图如图2所示。图2 主电路图Fig.2 Main circuit3 程序设计程序流程如图3所示。工作过程如下：当通电运行后，先开总中断、启动定时器、设置工作方式等，然后进入AD转换程序依次检测三个通道信号，先检测到信号任意通道先进行模数转换，转换完成后等待中断定时器所设定的时间，如果到达设定的时间，则启动定时中断并在LED显示器上显示当前所测刀具角度参数，否则继续等待，直到关闭电源。开始 初始化完成启动AD转换选择通道IN0、IN1、IN2IN1IN2IN0延时程序中断服务完成LED显示YNNNYYYN图3 程序流程图Fig.3 chart of program flow4 结论该刀具角度测量仪由于结构简单，且耗电量较少，仅用单节电池就可以驱动，这样又满足了测量台在工厂生产移动过程中的应用，经使用证明该产品性能稳定、反应速度快、功耗小、输出精度高，应用广泛，具有广泛的前景。参考文献 张毅刚，彭喜源，谭晓昀，曲春波.MCS-51单片机应用设计