[發明專利]一種基于A1189S51單片機的低頻振動攻絲微機控制系統

在審

• 申請號: 201610449496.X
• 申請日: 2016-06-21
• 公開（公告）號: CN107526309A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 李福霞
• 申請（專利權）人: 李福霞
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;B23G1/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種基于A1189S51單片機的低頻振動攻絲微機控制系統，適用于機械領域。

背景技術

所謂振動攻絲就是在絲錐和工件的相對運動上疊加一個有規律的扭轉振動，而形成脈沖式切削，從而達到去除金屬、形成內螺紋的目的。當采用步進電機作為振動攻絲系統的動力系統源時，由于振源和主動力源合并，所以振動運動和回轉運動全由絲錐承擔。絲錐可以采用“先進后退”的運動方式，或“進停進停”的運動方式來達到振動攻絲的目的。

發明內容

本發明提出了一種基于A1189S51單片機的低頻振動攻絲微機控制系統，用AT9S51單片機控制步進電機可實現不同的攻絲方式，其設備簡單，編程方便，而且便于攻絲參數的調整。振動攻絲的控制系統具有中斷退回、參數記憶等功能，這為振動攻絲的研究奠定堅實的基礎和可靠的保障。

本發明所采用的技術方案是：

所述控制系統采用單片機控制系統來實現對步進電機及其驅動器的控制。單片機具有價格低廉、編程靈活等特點。該驅動器是一種全新細分驅動器，采用微處理器實施智能控制，細分步距角均勻，抗干擾能力強。根據ATH-130G型驅動器的特點，本步進電機微機控制系統采用串行控制的方法。

所述控制系統硬件接口電路，它由AT9S51單片機、鍵盤、顯示器、控制電路、ISP串行接口電路和電源組成。AT9S5l單片機的P0口和P2口作為參數輸入口，輸入的參數包括數字信號和功能信號；P1口為4個共陽數碼管的段選線，向數據線發送數字代碼；P3.4-P3.7口作為位選線，通過4個NPN三極管分別控制4個數碼管，4個數碼管的基本功能是顯示加工過程和調試程序；利用AT9S51單片機P1.5，P1.6和P1.73個口的第二功能，實現上位機對單片機的在線編程；P3.0，P3.1作為步進電機控制口，其中P3.0輸出方向電平控制步進電機正反轉，P3.1輸出CP脈沖信號，控制步進電機的速度和位移大小。

所述控制系統的軟件采用模塊化編程的思想，主要由初始化子程序、鍵盤掃描子程序、顯示子程序、振動攻絲子程序和中斷子程序組成，并由主程序將這些子程序連接起來，構成完整的振動攻絲控制程序。本步進電機的步矩角在不細分時為1.8°，細分數可以達到38。

所述低頻振動攻絲工藝參數包括頻率和振形。頻率一般小于200Hz，振形是指每個振動周期內的前進脈沖數、停止脈沖數和后退脈沖數的組合，其中前進脈沖數一定要大于后退脈沖數。利用單片機內部的R寄存器中的R0、Rl和R2寫入不同的數值以代表不同的前進脈沖數、停止脈沖數和后退脈沖數，并通過調用延時子程序來獲得不同的振動頻率。

所述控制系統包括三部分：上位機、串行下載電纜、目標板。串行下載電纜包括下載軟件和硬件兩大部分，串行下載電纜系統可以采用并口，也可以采用串口。下載軟件是在PC機上運行的上位機軟件，它的主要功能如下：通訊參數設置及器件選取、程序存儲器FLASH編程、編程驗證、芯片擦除、讀器件等，系統選用SLSIP下載軟件。

所述下載線電路采用74HC244主要起緩沖和邏輯電平轉換的作用。由于上位機和下位機的邏輯電平不同，為了防止74HC244輸出過高的邏輯電平損壞下位機的I/O口，必須把74HC244的工作電壓控制在5V左右。所以串接一個二極管后，74HC244的工作電壓大概在4.4V左右，這樣其輸出邏輯電平必定不超過4.4V，附合下位機的要求，同時也保護了下位機。通過ISP技術，電路板上的空白器件可以編程寫入最終用戶代碼，即使將芯片焊接在電路板上，只要留出和上位機接口所需要的串口，就可以實現芯片內部存儲器的改寫，而無須取下芯片，已經編程的芯片也可以用IsP方法擦除或再編程，大大方便了工程技術人員，提高了工作效率，降低了成本。

本發明的有益效果是：該控制系統用AT9S51單片機控制步進電機可實現不同的攻絲方式，其設備簡單，編程方便，而且便于攻絲參數的調整。振動攻絲的控制系統具有中斷退回、參數記憶等功能，這為振動攻絲的研究奠定堅實的基礎和可靠的保障。

附圖說明

圖1是本發明的串行控制系統。

圖2是本發明的控制系統硬件接口電路。

圖3是本發明的中斷服務子程序。

圖4是本發明的攻絲主程序。

圖5是本發明的攻絲子程序。

圖6是本發明的ISP下載線原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。