数控螺纹车床控制系统硬件电路设计开题报告.doc

南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文）开题报告题目：数控螺纹车床控制系统硬件电路设计专业：自动化（数控技术）班级：数控042学号：203040407学生姓名：陈凯指导教师：_华茂发副教授_2008年3月说明1根据南京工程学院毕业设计(论文)工作管理规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5开题报告检查原则上在第24周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。毕业设计(论文)开题报告学生姓名陈凯学号203040407专业自动化（数控技术）指导教师姓名华茂发职称副教授所在院系自动化学院课题来源自拟课题课题性质工程设计课题名称数控螺纹车床控制系统硬件电路设计毕业设计的内容和意义本课题主要是利用MSC-51单片机以及PROTEL设计数控螺纹车床控制系统硬件电路，其中的软件设计部分是利用单片机设计的，硬件部分设计是利用PROTEL绘制电路的原理图和PCB图。毕业设计的具体内容：1、采用8031作为CPU，外扩32K程序存储器，8K数据存储器；2、采用89C2051作从CPU，控制三排LED显示；3、键盘用8155扩展；4、X轴、Z轴步进电机正、反转脉冲信号经锁存器输出；5、用8255扩展若干个输入、输出信号接口；6、用PROTEL绘制CPU扩展电路原理图；7、用PROTEL绘制PCB图。本课题研究的意义：本课题对单片机的应用以数控车床的控制系统进行了研究,其研究意义如下：1、数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备，是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密加工精度高、质量容易保证、发展前景十分广阔。随着微电子和计算机技术的发展，数控车床的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。数控车床与普通车床的区别主要就在于其数字控制技术的应用，正是这个特点，数控车床和现代的数字控制技术相结合。我国近几年数控机床虽然发展较快，但与国际先进水平还存在一定的差距，主要表现在：可靠性差，外观质量差，产品开发周期长，应变能力差。为了缩小与世界先进水平的差距，我们只有紧跟先进技术进步的大方向，并不断创新，才能赶超世界先进水平。本次设计利用8031作为主CPU设计车床控制系统，大大降低了数控车床的成本，提高了经济效益。2、单片机是我们自动化数控专业的一门比较重要的专业课程，在以前的学习中对其只是简单了解，本课题中我们将对其进行较为深入的研究。怎样采用单片机8031进行外扩CPU、采用89C2051控制三排LED显示、采用8155扩展键盘、采用8255扩展输入、输出信号借口，通过这一系列的工作，能使我对单片机这一方面的知识有更广泛深入的了解，培养了自己创新精神，提高了自己的竞争力，拓宽了就业渠道，对以后走上工作岗位可能涉及相关方面的工作能奠定一个良好的基础。3、本课题的内容基本都是建立在51单片机基础上的，由于传统的51单片机具有体积小、重量轻、价格便宜、功耗低，控制功能强等优点，所以在系统控制及其他领域内都有广泛应用。通过本课题的研究，使我能对单片机实现控制有更好的认识。对51汇编语言也能有更好的掌握。4、PROTEL软件是现在一种典型的电子线路绘制软件，本课题通过对PROTEL软件的使用培养和训练了自己绘制电气图和阅读电气图的能力，掌握了计算机绘制包括电路原理图、印制电路板图在内的电气图制图技能和相应的计算机仿真技能。文献综述本次毕业设计主要是对MCS-51单片机的应用。在设计之前了解MCS-51单片机的相关知识是非常有必要的。文献12对单片机的系统结构、指令系统、串行通信接口、开发及其应用进行了详细的阐述，介绍了单片机的硬件及软件组成、CPU的结构、I/O口的结构、基本的汇编语言指令。文献34主要对单片机的CPU扩展进行了阐述，介绍了程序存储器的扩展、数据存储器的扩展、数据总线、地址总线、控制总线的结构特点以及连接方式。文献56主要对单片机的LED显示电路进行了阐述，详细介绍了LED静态显示器接口与编程、LED动态显示器接口与编程、LED的显示原理、74LS164移位寄存器的工作原理，指令通过内部总线送给片外的数据存储器进行储存，然后发送至显示缓冲区，经过通过74LS164移位寄存器的处理，由三排的LED显示出来，74LS138译码器的工作原理。文献78主要对单片机中的键盘接口设计进行了介绍，当键盘的按键较多或者电片机的I/O不够用时，就需要通过外部扩展来实现键盘的功能，通常用8155并行接口来扩展键盘，当键盘输入时存在一定的抖动，应调用延时子程序来消除。文献9主要对单片机中I/O的扩展进行了介绍，串行口的结构、8255的外脚及内部逻辑结构、8255的命令字和状态字、8255的初始化以及与单片机的连接。文献1011主要介绍了电气制图以及构成电气图基础的电气间图用图形符号、电气图的绘制，详细阐述了PROTEL软件的使用方法，包括计算机绘制电气原理图、印制电路板图和相应的计算机仿真。参考文献1何立民著MCS-51单片机应用系统设计（M）北京：北京航空航天大学出版社，1990；2赵晓安著MCS-51单片机原理及应用（M）天津：天津大学出版社，2001；3赵德安著单片机原理与应用（M）北京：机械工业出版社，2004；4徐红著关于8031单片机扩展多片外部程序存储器地址问题讨论（J）西安：西安工程学院学报，1998；5孙育才著MSC-51系列单片微型计算机及其应用（M）南京：东南大学出版社，2004；6李生明著单片机LED显示接口技术（J）湖北：长江职工大学学报，2003；7.（美）SandeepMSatav著.Interrupt-drivenkeyboardforMCS-51usesfewcomponents（J）.TheMagazineoftheElectronicsIndustry,2005；8.杨宁著单片机与控制技术（M）