數(shù)顯嵌入式單片機(jī)控制刀具角度測量儀.doc

數(shù)顯嵌入式單片機(jī)控制刀具角度測量儀摘要: 為了提高車刀幾何角度參數(shù)的測量精度，設(shè)計了一種數(shù)顯嵌入式單片機(jī)控制刀具角度測量儀。數(shù)顯嵌入式單片機(jī)控制刀具角度測量儀以AT89S52單片機(jī)和ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器為核心,利用單片機(jī)的運(yùn)算和控制功能,并采用四位八段顯示模塊實(shí)時顯示所測車刀角度值,測量準(zhǔn)確,輸出精度高。關(guān)鍵詞: 單片機(jī);模數(shù)轉(zhuǎn)換器; 刀具角度測量儀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 引言車刀作為制造業(yè)的重要生產(chǎn)工具，在工業(yè)生產(chǎn)中有著舉足輕重的作用。對于不同的加工工藝方法、加工要求對所需要的車刀切削性能有著不同的要求。車刀的切削性能主要取決于車刀的幾何角度參數(shù)的合理性。由于受環(huán)境和人為因素的影響，以往車刀測角臺不能精準(zhǔn)的測出刀具的切削參數(shù)。針對這些不足之處,本文設(shè)計了一個數(shù)顯嵌入式單片機(jī)控制刀具角度測量儀,將刀具的切削參數(shù)通過LED顯示出來，達(dá)到方便、快捷、精準(zhǔn)的目的。2 數(shù)字式車刀切削參數(shù)測量系統(tǒng)的組成及原理2.1 硬件電路組成數(shù)顯嵌入式單片機(jī)控制刀具角度測量儀由機(jī)械部分和控制部分組成，本文主要介紹其控制部分硬件組成及原理。該刀具測量儀控制部分主要由信號采集模塊、程序控制模塊、LED顯示模塊組成。硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。程序控制模塊信號采集模塊LED顯示模塊角度測量臺圖1硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖Fig. 1 Block diagram of hard ware structure其中程序控制模塊采用的是AT89S52單片機(jī)，該單片機(jī)具有8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止，且具有功耗低、性能高、價格低廉、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。信號采集模塊采用ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器8路8位AD轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位，顯示精度0.01度，且轉(zhuǎn)換時間為100s，完全滿足測量需要。2.2 工作原理主電路主要由三個部分組成：信號采集模塊、程序控制模塊、LED顯示模塊。信號采集模塊采集刀具角度電信號參數(shù)并轉(zhuǎn)換為BCD碼，利用程序控制模塊中AT89S52單片機(jī)程序轉(zhuǎn)換控制，在LED顯示模塊中顯示所測量刀具的角度參數(shù)。主電路圖如圖2所示。圖2 主電路圖Fig.2 Main circuit3 程序設(shè)計程序流程如圖3所示。工作過程如下：當(dāng)通電運(yùn)行后，先開總中斷、啟動定時器、設(shè)置工作方式等，然后進(jìn)入AD轉(zhuǎn)換程序依次檢測三個通道信號，先檢測到信號任意通道先進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后等待中斷定時器所設(shè)定的時間，如果到達(dá)設(shè)定的時間，則啟動定時中斷并在LED顯示器上顯示當(dāng)前所測刀具角度參數(shù)，否則繼續(xù)等待，直到關(guān)閉電源。開始 初始化完成啟動AD轉(zhuǎn)換選擇通道IN0、IN1、IN2IN1IN2IN0延時程序中斷服務(wù)完成LED顯示YNNNYYYN圖3 程序流程圖Fig.3 chart of program flow4 結(jié)論該刀具角度測量儀由于結(jié)構(gòu)簡單，且耗電量較少，僅用單節(jié)電池就可以驅(qū)動，這樣又滿足了測量臺在工廠生產(chǎn)移動過程中的應(yīng)用，經(jīng)使用證明該產(chǎn)品性能穩(wěn)定、反應(yīng)速度快、功耗小、輸出精度高，應(yīng)用廣泛，具有廣泛的前景。參考文獻(xiàn) 張毅剛，彭喜源，譚曉昀，曲春波.MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計