C B ???????? ???????? 0 0 0 0 0?????????0 0 1?????????1 1 查《机电一体化系统设计》表4-6 74LS138功能表 C B A 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 ，，，，，，， 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 由于27128需要13个引脚，所以在74LS128中引脚A接地，由C，B引脚来确定~中的选择。由地址范围可知CB为00，所以选择脚，即当 =0， =0和=0时为0000H =0， =0和=1时为3FFFH 2.芯片6264地址范围6000H—7FFFH需要12个引脚。 C B —————— 0 1 1 1 —————— 0 0 0 1 1 1 —————— 1 1 查表4-6 ，74LS138功能表可知 CB为0 1时，选脚 3. 8155和8255地址范围 CB控制方式有=4种，为 C B 0 0 27128 0 1 6264 1 0 1 1 00为27128所采用，01为6264所才采用，则8155和8255在10和11中选一个即可，现8155采用10对应，8255采用11对应，所以8155地址范围为8000H~BFFFH，8255地址范围为C000H~FFFFH。 16 （八）驱动电路设计 根据所选的110BF003型电机有 1、确定步进电机运行频率 （1）确定步进电机最大转速 参 数 相步 数 距 角 电电最压 流 大静转矩 空载空载电 起动运行感 频率 频率 电 阻 分 配 方 式 110B3 0F003 ．75 80 6 7．84 1500 7000 35．5 0．37 3S相6拍 丝杆的转速为： 其中为工作台的最大切削速度 步进电机的最大转速为：nmax?n?Z251?75??127.5r/min Z130（2）确定其运行频率 步进电机采用三相六拍方式的控制脉冲 fy?6nmax?b?6?127.5?Hz? ?10200.75 2、驱动回路的时间常数 采用三相六拍方式的控制脉冲。每相工作三拍改变依次通电状态，但为了每一拍都能正常工作，每拍脉冲宽度的时间电流上升至额定电流的60%，即 负载回路的时间常数为： ?i?Lm/R?0.0355/0.37?95.9?ms? fy?v?10000.6?1000?Hz? ??1000?p?600.01?60因此 式中：L-----步进电机一相绕组的平均电感量； -----通电回路的电阻。 L和由《机电一体化系统设计》（表3-11反应式步进电机技术性能数据）。 3、若选用线路简单的串联电阻法改善静电流上升沿，其时间常数为： 则： 其中： 所以 R0?(0.0355?1?10?0.37)/1?10?35.13??? ?3?317 需要串联如此大的电阻，在该电阻上损失的功率为1.26kw显然很不合理，所以采用双电源电路。 4、高压电源电压的确定 电机每相工作三拍改变一次通电状态，设要求在控制脉冲宽度时间内相电流达到额定电流的60%，这个时间也就是高压电源工作时间，即单稳翻转时间，其值为： tb?2/3fy?2/(3?1000)?0.667?ms? 高电压电源电压 EH?IRm/1?e??tb/?i??3.6?0.37/?1?e 3 10 ?0.667/95.9??192.2?192?V? 2 150 5、元件的确定 （1）为了使电路简单、紧凑，功率放大T1和T2选用复合管2SD851 150 8 150 3000 10 80 （2）确定和 从和性能数据知，负载电流，基极电流为： Ib?IL/HFG?6/3000?2?mA? 式中： -----电路放大倍数 因此等效输入电阻为： Rr1?UBE/Ib?8/2?4?K?? 光耦合器选用：G0102 光耦合器光敏三极管的输入等效电路见下图： 从等效电路可得： =+ ==8.0 =-=72 选择耦合器输入电流 =10mA(最大的电流为50mA),电流传输比=30%； ==1030%=3mA 解上述方程组得：；。 （3）确定 前面已选定耦合器输入电流=10mA，可得到光耦合器输入正向压降为1.3V，所以=（5—1.3）=370。 （4）确定， a, 若使电流上升沿陡，希望T2工作于饱和状态（实际还没有达到饱和电流，单稳已翻转成低电平）。首先确定基极电流。 18 负载的平均阻抗： =806=13.3 b,T2的饱和电流： =（-2-） =（192-22-80）13 8.31A T2基极电流应为： = =8.313000 =2.77mA 光耦合器输入电流为100mA，所以： 光耦合器输出电流： = =10 =3.3mA 因此： =-=3.3-2.77 =0.53 mA C, 求（0点电位） 在期间0，是变化的，变化范围近似为—2至—，计算时取平均值： = [（—2）+（—）]2 =[（192-2）+（192-80）]2 =151V T2的等效输入电阻为： = =80.35 =22.86K R6?UBES/I6?8/0.53?10?3?15.09K? =（--） =11.82K d, 确定R9为提供给单稳和驱动门足够输入电流（各5mA），所以：R9=500 e, 选择D1，D2选用2CZ13A硅整流二极管 f, 单稳态多谐振荡器74221翻转时间的确定 当单稳74221的“清除端”加高电平A端加低电平时，B端正跃变可使单稳的Q端从低电平变成高电平，经过一段时间自动翻转成低电平，恢复到稳定状态，Q端输入一个脉冲，脉冲宽度由外电阻 (取10K)和决定，即： =Ln2 则： =（Ln2） =0.667（Ln2 10） =0.096F 19 74221为双单端多谐振荡器，步进电机需用3片74221。
六、微机控制系统软件设计
（一）模块组成
本程序主要由如下模块组成：
1、主模块
用于系统初始化和监控；其中初始化包括8155初始化、缓冲区清零、定时计数常数的设置、开中断等处理；监控主要判断是否有命令按下，并根据命令调用相应的子程序模块。主模块流程图如下；
开始①8031 串行口工作方式设定（方式0）②8155 初始化③8255 初始化④键盘、显示缓冲器清零显示提示符“P”键盘扫描有命令发出否？NY根据各键盘功能、定义转向相应功能块0功能1功能……N功能 20