南京工程學院自動化學院本科畢業設計（論文）開題報告題目：數控螺紋車床控制系統硬件電路設計專業：自動化（數控技術）班級：數控042學號：203040407學生姓名：陳凱指導教師：_華茂發副教授_2008年3月說明1根據南京工程學院畢業設計(論文)工作管理規定，學生必須撰寫畢業設計（論文）開題報告，由指導教師簽署意見、教研室審查，系教學主任批準后實施。2開題報告是畢業設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。學生應當在畢業設計（論文）工作前期內完成，開題報告不合格者不得參加答辯。3畢業設計開題報告各項內容要實事求是，逐條認真填寫。其中的文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現縮寫詞，須注出全稱。4本報告中，由學生本人撰寫的對課題和研究工作的分析及描述，應不少于2000字，沒有經過整理歸納，缺乏個人見解僅僅從網上下載材料拼湊而成的開題報告按不合格論。5開題報告檢查原則上在第24周完成，各系完成畢業設計開題檢查后，應寫一份開題情況總結報告。畢業設計(論文)開題報告學生姓名陳凱學號203040407專業自動化（數控技術）指導教師姓名華茂發職稱副教授所在院系自動化學院課題來源自擬課題課題性質工程設計課題名稱數控螺紋車床控制系統硬件電路設計畢業設計的內容和意義本課題主要是利用MSC-51單片機以及PROTEL設計數控螺紋車床控制系統硬件電路，其中的軟件設計部分是利用單片機設計的，硬件部分設計是利用PROTEL繪制電路的原理圖和PCB圖。畢業設計的具體內容：1、采用8031作為CPU，外擴32K程序存儲器，8K數據存儲器；2、采用89C2051作從CPU，控制三排LED顯示；3、鍵盤用8155擴展；4、X軸、Z軸步進電機正、反轉脈沖信號經鎖存器輸出；5、用8255擴展若干個輸入、輸出信號接口；6、用PROTEL繪制CPU擴展電路原理圖；7、用PROTEL繪制PCB圖。本課題研究的意義：本課題對單片機的應用以數控車床的控制系統進行了研究,其研究意義如下：1、數控機床是一種技術密集度及自動化程度很高的機電一體化加工設備，是綜合應用計算機、自動控制、自動檢測及精密加工精度高、質量容易保證、發展前景十分廣闊。隨著微電子和計算機技術的發展，數控車床的需求量與日俱增，在各個國民經濟領域都有應用。數控車床與普通車床的區別主要就在于其數字控制技術的應用，正是這個特點，數控車床和現代的數字控制技術相結合。我國近幾年數控機床雖然發展較快，但與國際先進水平還存在一定的差距，主要表現在：可靠性差，外觀質量差，產品開發周期長，應變能力差。為了縮小與世界先進水平的差距，我們只有緊跟先進技術進步的大方向，并不斷創新，才能趕超世界先進水平。本次設計利用8031作為主CPU設計車床控制系統，大大降低了數控車床的成本，提高了經濟效益。2、單片機是我們自動化數控專業的一門比較重要的專業課程，在以前的學習中對其只是簡單了解，本課題中我們將對其進行較為深入的研究。怎樣采用單片機8031進行外擴CPU、采用89C2051控制三排LED顯示、采用8155擴展鍵盤、采用8255擴展輸入、輸出信號借口，通過這一系列的工作，能使我對單片機這一方面的知識有更廣泛深入的了解，培養了自己創新精神，提高了自己的競爭力，拓寬了就業渠道，對以后走上工作崗位可能涉及相關方面的工作能奠定一個良好的基礎。3、本課題的內容基本都是建立在51單片機基礎上的，由于傳統的51單片機具有體積小、重量輕、價格便宜、功耗低，控制功能強等優點，所以在系統控制及其他領域內都有廣泛應用。通過本課題的研究，使我能對單片機實現控制有更好的認識。對51匯編語言也能有更好的掌握。4、PROTEL軟件是現在一種典型的電子線路繪制軟件，本課題通過對PROTEL軟件的使用培養和訓練了自己繪制電氣圖和閱讀電氣圖的能力，掌握了計算機繪制包括電路原理圖、印制電路板圖在內的電氣圖制圖技能和相應的計算機仿真技能。文獻綜述本次畢業設計主要是對MCS-51單片機的應用。在設計之前了解MCS-51單片機的相關知識是非常有必要的。文獻12對單片機的系統結構、指令系統、串行通信接口、開發及其應用進行了詳細的闡述，介紹了單片機的硬件及軟件組成、CPU的結構、I/O口的結構、基本的匯編語言指令。文獻34主要對單片機的CPU擴展進行了闡述，介紹了程序存儲器的擴展、數據存儲器的擴展、數據總線、地址總線、控制總線的結構特點以及連接方式。文獻56主要對單片機的LED顯示電路進行了闡述，詳細介紹了LED靜態顯示器接口與編程、LED動態顯示器接口與編程、LED的顯示原理、74LS164移位寄存器的工作原理，指令通過內部總線送給片外的數據存儲器進行儲存，然后發送至顯示緩沖區，經過通過74LS164移位寄存器的處理，由三排的LED顯示出來，74LS138譯碼器的工作原理。文獻78主要對單片機中的鍵盤接口設計進行了介紹，當鍵盤的按鍵較多或者電片機的I/O不夠用時，就需要通過外部擴展來實現鍵盤的功能，通常用8155并行接口來擴展鍵盤，當鍵盤輸入時存在一定的抖動，應調用延時子程序來消除。文獻9主要對單片機中I/O的擴展進行了介紹，串行口的結構、8255的外腳及內部邏輯結構、8255的命令字和狀態字、8255的初始化以及與單片機的連接。文獻1011主要介紹了電氣制圖以及構成電氣圖基礎的電氣間圖用圖形符號、電氣圖的繪制，詳細闡述了PROTEL軟件的使用方法，包括計算機繪制電氣原理圖、印制電路板圖和相應的計算機仿真。參考文獻1何立民著MCS-51單片機應用系統設計（M）北京：北京航空航天大學出版社，1990；2趙曉安著MCS-51單片機原理及應用（M）天津：天津大學出版社，2001；3趙德安著單片機原理與應用（M）北京：機械工業出版社，2004；4徐紅著關于8031單片機擴展多片外部程序存儲器地址問題討論（J）西安：西安工程學院學報，1998；5孫育才著MSC-51系列單片微型計算機及其應用（M）南京：東南大學出版社，2004；6李生明著單片機LED顯示接口技術（J）湖北：長江職工大學學報，2003；7.（美）SandeepMSatav著.Interrupt-drivenkeyboardforMCS-51usesfewcomponents（J）.TheMagazineoftheElectronicsIndustry,2005；8.楊寧著單片機與控制技術（M）