双坐标十字滑台设计及控制.doc

双坐标十字滑台设计及控制.doc 《机电一体化系统设计》课 课程设计指导书 双坐标十字滑台设计及控制 长春工业大学机电工程学院 前 言 本课程设计指导书是根据长春工业大学机电工程学院2003年最新修订的专业课程教学大纲并结合本专业实际教学情况而编写的，根据《机电一体化系统设计》这门专业课，配套的本课程设计的基本要求、主要内容及相关技术资料。 本课程设计指导书包括课程设计内容、设计要求和有关设计步骤，尽可能使学生对于本课程设计有一个清晰的思路。由于篇幅的限制，为避免重复，对于本课程相关教材中已有详细叙述的基本理论知识，本指导书仅做概要提示 ，具体内容请参考相关教材。另外，本指导书后附有关设计资料，供同学参考。 希望同学们在课程设计之前，一定要通读本指导书，做好预习，避免设计中的盲目。同时在课程设计过程中，提倡大家在独立思考的前提下，互相探讨，积极钻研，勇于提出创新的见解和 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 对书中不足之处，敬请提出宝贵意见。 -------------------------------------------------------------------------- 学院教学院长(签字): 年月日 系主任(签字): 年月日 执笔人(签字): 年月日 1 目录 前言 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 第一章 绪论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 ?1-1 课程设计的目的和要求 „„„„„„„„„„„„ 3 ?1-2 课程设计的实施规则 „„„„„„„„„„„„„ 3 ?1-3 课程设计过程及方式 „„„„„„„„„„„„„ 5 ?1-4 时间安排及考核方法 „„„„„„„„„„„„„ 7 第二章 课程设计内容 „„„„„„„„„„„„„„„10 ?2-1 设计方案的确定 „„„„„„„„„„„„„„„10 ?2-2 本次设计的主要内容„„„„„„„„„„„„„„11 ?2-3设计步骤„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 ?2-3-1总体设计方案的选择及确定„„„„„„„„„„12 ?2-3-2硬件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„12 ?2-3-3软件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„13 附录 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 22 2 第一章 绪论 ?1--1课程设计的目的和要求 1、课程设计的目的 课程设计是重要的教学环节之一，是学生将课堂教学知识用于实践的有效途径。本次课程设计的核心目的是:通过对数控十字滑台控制部分的设计，使学生能够综合运用自己学过的微机原理及其接口技术、数控技术等专业课程知识，初步掌握单片机控制系统的设计原理、设计过程及应用，为后续的毕业设计与参加工作后的科研设计工作打下坚实基础。 2、本次设计的要求 1. 加深理解和掌握《机电一体化系统设计》这门专业课程的基 本知识，提高学生综合运用所学知识的能力。 2. 培养学生根据设计课题的需要，选用参考书、查阅有关工程 手册的技术数据、图表和文献资料的能力，提高学生独立解 决工程实际问题的能力。 3. 设计方案的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 和比较、设计计算、元器件选择及电路设计 等环节，初步掌握对有一定应用价值的小规模电路的设计方 法。 4. 学会对简单实用电路的设计方法，提高学生的设计能力。 5. 了解与课题有关的电路以及元器件的工程设计规范，整理相 关资料，按设计任务书的要求编写设计说明书和设计报告， 正确反映设计和设计报告，正确绘制电气原理图和编制程序 等。 6. 通过课程设计实践，帮助学生逐步建立正确的生产观点、经 济观点、全局观点和安全用电和节约用电的观点。 7. 初步掌握有关工程设计的方法、步骤，逐步熟悉开展技术设 计的基本程序，为以后参与设计及研制新产品打下初步基 础。 3 ?1-2 课程设计的实施规则 一、 课程设计计划的制订 根据教学计划和本课程教学大纲的要求，结合具体情况提前制定本学期课程设计计划，完成与本课程设计有关的教学文件。主要包括:课程设计的时间、场地、人员分组等的安排，课程设计的纪律要求及其他注意事项，课程设计指导书的编写，课程设计任务书的制定等，课程设计前要将课程设计指导书和课程设计任务书发给每个学生，要求学生提前做好预习。 二、 课程设计指导教师的安排 1(各专业课程设计的指导教师，应有一名组长负责。组长应该由对该课程理论和实践教学都十分熟悉的教师担任。课程设计开始前，组长必须安排提前做好与本次课程设计的相关准备工作。 2(安排课程设计指导教师时，每班至少安排一名正在承担或己承担过该课程理论课教学的教师带学生的课程设计，不得安排与实习课程无关的教师进行指导。在学生课程设计前，指导教师必须做课程设计的全面动员工作，并做好对学生进行课程设计的任务要求、时间场地安排及纪律方面的教育。 3(指导教师在指导课程设计的过程中，要认真向学生讲解课程设计的设计内容、要求、主要设计参数和设计过程，认真做好设计指导工作。 三、 课程设计的纪律要求 1(课程设计一般不允许学生请假，确因特殊情况需要请假，须事先经指导教师和主管教学院长批准，报教务处备案，并安排补做。 2(课程设计期间，必须严格遵守作息 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 ，不得迟到、早退;有事必须向指导教师请假，不得擅自离开。 3(课程设计期间缺席三分之一者，不予评定实习成绩，视其具体情况，决定是否给予补做的机会。 4 四、 课程设计成绩的评定 1(课程设计结束时，学生要按照课程设计任务书的要求，认真撰写课程设计报告。 2(课程设计的考核是课程设计报告的评阅、口试(答辩)和平时检查几方面的综合评定。 3(指导教师根据学生在课程设计过程中的综合表现(思想表现，学习态度，团结互助以及遵守纪律等)、实际动手能力及课程设计报告，按优秀、良好、中等、及格、不及格五级评分制评定实习成绩。 4(无故不按时交课程设计报告的学生，其成绩按不及格计。课程设计成绩不及格者，按《长春工业大学本科生学籍管理办法》的有关规定处理。 五、 课程设计的总结工作. 课程设计结束后，应该对课程设计全过程进行全面总结，组织指导教师和学生进行交流，并形成书面材料向学院汇报，不断总结课程设计工作经验，不断提高课程设计教学质量。、 ?1-3 课程设计的过程及方式 一、课程设计的过程 本课程设计分指导教师讲解和同学们独立设计两个过程。指导教师讲解内容包括: (1) 讲解本课程设计的目的及意义。 (2) 讲解本课程设计的内容与要求。 (3) 分组，布置设计任务书 (4) 介绍设计步骤和重点设计环节。 (5) 说明本课程设计时间安排、纪律要求及考核方法。 除了指导教师讲授以上的内容外，其它时间由学生自己按要求独立完成课程设计，指导教师进行有针对性的辅导，随时解答学生们的疑问，及时处理设计中遇到的问题。 二、课程设计方式 为了提高效率、讲求实效、取得预期的收获，课程设计按 5 以下方式进行。 (一) 设计前预习 预习是课程设计前的重要准备工作，是保证课程设计顺利进行的必要步骤，也是培养学生独立工作能力、提高课程设计质量与效率的重要环节，要求做到: 1(学习相关课程的内容，熟悉有关理论知识。 2(认真阅读本指导书，了解课程设计的内容、方法、步骤及要求。 3(查找和借阅有关设计资料和技术手册。 4(预习期间进行学生分组，每组6人，安排组长1人，组内明确任务、合理分工，预习需人人进行，组长负责检查。设计前每组应就有关设计内容进行讨论，做到心中有数，同时上交预习报告一份 (二) 设计进行 整个课程设计过程中必须严肃认真，集中精力按时完成工作。 1(预习检查、严格把关 本课程设计开始前应由指导教师检查预习质量(包括对本课程设计的理解、认识及预习报告)，当确认已做好了课程设计前的准备工作方可开始设计，对于因没有预习而对本次设计的目的、内容、方法、要求了解很差的同学，应拒绝其参加设计。 2(独立设计，协调工作 本课程设计要求每名同学独立完成，同时也提倡同学之间积极讨论，大胆提出新思路、新见解，对于设计中采用创新的设计方法、设计电路及新型元器件的同学，在最后评定成绩时从优掌握。 3(认真负责、按时完成 (三) 设计报告 设计报告是课程设计工作的最后成果和总结提高，是课程设计的重要环节，也是对学生分析、归纳等工作能力的进一步培养和锻炼，因此必须独立书写，每人一份，应按照设计任务书的要求和相关设计步骤，完成详细设计设计过程，包括方案论证、参数计算及元器件选择等，最后写出 心得 信息技术培训心得 下载关于七一讲话心得体会关于国企改革心得体会关于使用希沃白板的心得体会国培计划培训心得体会 体会，以便积 6 累一定的实际设计经验。 撰写设计报告应具有严肃认真的态度，报告要求条理清楚、简明扼要，字迹端正、图表规范，分析认真、结论明确。 课程设计报告内容应主要包括以下几方面: 1(课程设计名称、专业、班级、组别、姓名、学号、设计 日期。 2(设计目的和要求。 3(根据设计任务书，进行方案论证。 4(写出详细的设计过程，包括相关参数计算及元器件选择 等。 5(按照工程绘图 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，绘制系统的电气原理图，列出元器 件明细表。 6(分析讨论设计过程中遇到的问题，写出心得体会以及合 理化建议和改进措施。 ?1-4 课程设计的时间安排及考核方法 一、课程设计的时间安排 根据本机电专业的教学计划，其课程设计的时间为二周。整个课程设计过程可分为四个阶段: 1(设计、计算阶段(约占设计学时的40%) 2(制图阶段(约占设计学时的40%) 3(总结报告阶段(约占设计学时的15%) 4(考核阶段(约占设计学时的5%) 具体时间安排如下: 7 二、课程设计的考核 在课程设计进行期间，指导教师每天都要对学生的出勤情况、学习态度及工作完成情况进行检查督促，并做好记录。课程设计结束后，指导教师要组织对学生进行考核，根据学生在整个课程设计期间的纪律情况、工作态度，设计报告及图纸的质量并结合其基础知识掌握的情况(口试)，综合确定学生的课程设计成绩(按五级评分制——优，良，中，及格，不及格计)，无课程设计报告或无故不参加课程设计者成绩按不及格计，有缺勤、迟到、早退、违纪等情况酌情降低成绩。 每项考核内容占总成绩的分数如下: 评分标准(100满考核内容 备注 分) 设计方案的正确与90,100分为优 10 合理性 80,89分为良 70,79分为中 系统参数计算的准10 60,69分为及格 确性 时间 内容安排 课程设计动员、讲解设计内容、步骤、 上午 要求及注意事项，并进行学生分组 周一 下午 熟悉设计题目，查找资料，方案论证 根据课程设计任务书的要求，按步 周二,周四 骤认真完成课程设计的各部分内容 上午 设计总结，完成设计报告 周五 下午 考核(答辩) 8 元器件选择的合理60分以下为不及10 性 格 设计报告及图纸的20 完成质量 基础知识掌握情况20 (答辩) 出勤情况、学习态20 度 创新 10 ?1--5本次设计的验收方式 设计验收采用答辩为主、设计说明书及代码清单评审为辅的方式进行。学生首先进行答辩，自述设计情况(5分钟左右)，指导教师根据学生的设计情况进行提问(5分钟左右)，并结合学生的设计说明书和程序代码清单综合评定学生的最终成绩。 第二章 设计任务及内容 ?2--1 本次设计的主要任务 1、单片机控制系统电路图一张，0号图纸; 2、G00功能实现程序代码一份，并根据分组情况实现G01或G02功能程序代码，要求完成程序代码清单及程序代码注释; 3、设计说明书一份，详细说明设计理论基础、实现方法及控制系统各个关键参数。单片机应用系统的设计包括总体设计、硬件设计、软件设计、在线调试、产品化等几个阶段，这几个阶段并不都是绝对划分的，有时也是交叉进行的。图1描述了单片机应用程序的一般过程。 9 图1 单片机应用系统研制过程 由图1所示的流程来看，单片机应用系统的研制过程是比较复杂的，在具体的设计运作过程中，主要涉及了总体设计、硬件设计、可靠性设计、保密性设计、软件设计等内容。根据本次设计的具体情况，重点是主总体设计、硬件设计与软件设计的相关内容。 ?2-2本次设计的主要内容 本次设计的核心内容为数控十字滑台设计数控编程及运动控制系统，具体有三个主要设计内容: 1、控制系统设计 设计以8051单片机系列芯片为扩展核心的控制系统设计，它是系统的整个控制核心，负责接收操作指令，并根据输入的指令控制步进电机的运动，是本次设计核心内容。设计要求以8031芯片为核心，扩展程序存储器、数控存储器、键盘及显器示接口及其它并行控制接口，形成完整控制系统。 10 2、G00，G01，G02功能程序实现 G指令准备性工艺指令，是在数控系统中插补运算之前需要预先规定，为插补运算做好准备的工艺指令。G功能指令代码从G00至G99共100种，本次设计着重完成前三种，即G00，G01和G02。其中，G00为定点位、G01为直线插补、G 02为顺时针方向圆弧插补。设计要求使用MCS-51系列单片机汇编语言实现以直线与圆弧线补为核心的G功能。 3、步进电机驱动电路设计 步进电机驱动需要很大的电流控制，而由计算机及环形分配器送来的控制脉冲信号，一般为弱电信号，因此步进电机需要有功率放大电路以得到控制电机绕组所需要的脉冲电流及所需要的脉冲波形。本次设计要求设计一种控制方便、 调试容易、开关速度快及元件损耗小等优点的步进电机驱动电路。 ?2-3设计步骤 1、 总体设计方案的选择及确定。 2、 设计方案论证后查阅资料。 3、 对硬件系统的设计。 4、 对软件系统的设计。 5、 步进电机伺服系统设计。 6、 插补原理及程序设计。 ?2-3-1总体设计方案的选择及确定 单片机应用系统的研制是从确定的目标任务在开始的，在进行系统设计之前，必须根据系统的应用场合、工作环境、具体用途提出合理的、详尽的功能技术指标，对产品的可靠性、通用性、可维护性、先进性以及成本等进行综合考虑，使确定的技术指标合理，并符合国际标准。 在总体设计阶段，除了要确定功能技术指标这一关键性的内容外，还根据市场货源情况、印机、显示器等器件和设备、在总体设计阶段，应该对器件的选择提出具体规定。 总体设阶段最后的任务是权衡利弊，仔细划分出硬件和软 11 件功能。单片机应用系统的硬件配置与软件设计是紧密相关的，硬件与软件在功能上具有一定的互换性，如步进电机驱动所必须的环形分配器，即可以由数字逻辑电路硬件实现，也可以由软件来实现。多使用硬件完成功能，可以增加工作速度、降低软件工作量，但是提高了硬件成本;多使用软件完成功能，不但可以降低硬件开支，还可心简化硬件结构，但增加了软件的复杂性。因此在总体设计阶段，硬件与软件的功能划分是十分得要的。 ?2-3-2硬件设计 MCS-51系列单片机应用系统硬件设计方案主要讨论程序存储器、数据存储与I/O接口、地址分配及总线驱动等内容。 1. 程序存储器 一般情况下，片内不带有EPROM程序存储的单片机型(如8031等)比较适用于国内单内机应用系统开发，这种芯片的价格与内有EPROM(如8715等)的价格要低很多，只需要一片EPROM电路作为程序存储器，使用灵活，仍然可保持单生机的各种优点。当前市场上，容易不同的EPROM芯片的价格相差不大，因此选用速度高、容量大的芯片(如27256)比较经济，并且还为软件的扩展留有余地。 2. 数据存储器及I/O接口 应用系统应用场合的不同，对RAM需求差异比较大，对于常规量和控制器，可能需要较少容量的数据存储器，但对于数据采集系统，则需要大容量的RAM。大容量的RAM不但体积小，而且性能价格比较高，一片62256芯片比16片6116芯片的性能比要高得多。 单片机应用系统一般都要扩展I/O接口，选择I/O接口时应该从体积、价格、负载、功能等几个方面来考虑。选用标准的可编程的I/O接口电路(如8255)，则接口简单、使用方便，对总线的负载小，但应用于简单应用场合时，其I/O线与接口功能没有被充分利用，造成浪费;使用三态门电路或锁存器作I/O接口，灵活性高、口线利用率高、负载能力强、可靠性高，但对总线负载大，接口复杂。因此必须根据系统总的输入输出要求来选择接口电路。 12 3. 地址分配 外部程序存储一般由单片机的ERPOM组成，独占64K字节的地址空间，因此一般不必进行地址译码，只需将其片选端接地即可。 由于扩展的数据存储器与I/O接口电路一般由多片芯片组成，而且数据区与I/O接口为统一编址，共占64K字节的数据存储空间，因此必须进行地址译码。一般常采用地址译码器或线选法进行地址分配。 线选法与地址译码原理具体见本大纲的“数据存储器扩展”一节。 4(总线驱动 MCS-51生活经验统单片机扩展功能比较强，但扩展总线的负载超过了总线负载的能力，系统便不能可靠地工作。这时必须在总纯度上加装驱动器。常用的总线驱动器为74LS245T 74LS244。 ?2-3-3软件设计 根据程序设计的需要，本部分重点描述软件的结构设计。 软件系统结构设计的主要原则是，根据问题的定义，将系统的整个工作分解为几个相对独立的操作部分，并由这几个部分的相互关系，设计合理的软件结构，使CPU可以有条不紊地工作。 1(程序结构设计 程序结构设计主要有顺序设计和实时多任务操作系统设计。对于简单的单片机应用系统，通常采用顺序设计方法。 顺序程序设计方法通常由主程序和若干个中断服务程序所构成，设计者根据问题的定义和操作功能的划分，指定各个中断服务程序对事件请求作出必要的处理，包括现场保护、中断服务、现场恢复、中断返回等四个部分。需要注意的，中断的发生常常是随机的，可能在主程序的任意地方打断，在设计阶段通常无法预料这时主程序的执行状态，因此在执行中断服务程序地，必须对原有的程序状态进行现场保护。现场 保护的内容是中断服务程骗子所需要使用的资源(中断服务程序使用这些资源时，这些资源的主程序数据将被覆盖)，如PSW、ACC、 13 DPTR等。而主程序通常是一个顺序执行的无限循环程序，不停地查询各种软件标志进行日常事务处理。图2描述的中断服务程序与主程序的结构。 图2 中断服务程序结构与主程序结构 顺序程序设计方法容易理解，能够满足大多数应用系统的功能要求。其主要缺点软件结构不清晰、软件的修改扩充比较困难，实时性差。 2(程序设计技术 (1)模块程序设计 模块化程序是常用的程序设计技术，其核心思想是将一个功能具有完整功能的大的程序分解为若干个功能相对独立的较小的程序模块，各个程序模块分别进行设计和调试，通过对各个模块的调用实现系统的整体功能。 模块化设计能够有效地降低软件系统的复杂性和难度，大大提高系统的可靠性，同时也提高了程序代码的可复用性。进行模块化程序设计时一般遵循以下几条原则; , 每个模块不宜太大; , 各个模块间在逻辑相对独立; , 对简单的任务不必采用模块化; , 尽量使用已有的模块。 14 (2)自上而下地程序设计 进行软件设计时，先从主程序开始设计，从属的程序或 子程序用府号代替。主程序编好后再编制各个从属程序和子程序，最后完成整个系统软件的设计工作。进行软件调试时也按这个次序进行。 3.程序设计过程 选择好软件结构和采用的程序设计技主后，便可进行具体的程序设计工作了。具体设计过程有以下4部分。 (1)建立数学模型 (2)绘制程序流程图 (3)编写程序 (4)程序的汇编、调试和固化 15 ?2-3-4步进电机伺服控制系统设计 XY双向十字滑台的运动由X向和Y向步进电机来控制，通过电机驱动滑台的各个运动部件，从而准确地控制它们的速度和位置。一般地，数控伺服系统可分为开环及闭环两大类，其中闭环伺服还可以根据检测位置的不同进一步细分为半闭环伺服和闭环伺服。由于开环伺服系统具有结构简单、调试维修方便、成本低的特点，因此虽然这种伺服的误差没有补偿和校正，精度较低，但广泛应用于中小型经济型数控机床。 鉴于开环伺服系统的特点，本次设计的总体设计方案似采用开环伺服，并为XY两个运动方向加上极限位置检测及原点定位检测以实现基本运动位置的控制。下面以典型的开环伺服系统结构(如图3所示)为例，详细介绍本次设计的过程。 图3开环伺服系统结构 一、数控系统及环形分配器的设计 数控十字没滑台数控系统是以 MCS-51系列单片机 为核心部件，外部扩展程序存储器、数据存储器、键盘/显示器接口和其它并行接口而实现的。 键盘/显示接口扩展(见附录2)，键盘是由若干按键组成的开关矩阵，它是最简单的单片机输入设备。单片机使用显示器主要有七段数码管或点阵式显示器，是最基本的输出设备。限于大纲篇幅，键盘和显示器的工作原理在这里就不进行详细描述了，请学生参考《微机接口技术》课程教材或其它参考资料。在附录2里主要讨论使用Intel8279可编程键盘/显示器接口器件进行键盘与显示的扩展。 二、步进电机驱动电路设计 步进电机驱动电路实际上是一个功率开关电路，其功能是 16 将环分配器或微处理器送来的弱电信号变为强电信号，以得到步进电机控制绕组所需要的脉冲电流及所需要的脉冲波形。因此步进电机有m相，就应有m路功率放大电路。 步进电机驱动放大电路种类很多，按其主电路的结构分有单电压驱动和高低电压驱动和高低电压驱动两种，其具体驱动电路说见《数控机床》课程教材，在本次设计中就不详细描述了。 三、插补原理及程序设计 插补计算就是数控系统根据输入的基本数据，如直线终点坐标值、圆弧起点、圆心、进给速度等，通过计算，将工件轮廓的形状描述出来，边计算边根据计算结果向各坐标发送进给指令。数控机床的常用插补计算方法有逐点比较插补计算法(简称逐点比较法)、数学积分插补计算方法(简称数字积分法)、时间分割插补计算方法和样条插补计算方法等，在本次课程设计中，我们使用逐点比较法进行插补计算。 逐点比较法每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行一次比较，视该点在给定轨迹的上方还是下方，或在给定轨迹的里面还是外面，从而决定下一步的进给方向，使之趋近加工轨迹。 逐点比较法是以折线来逼近直线或圆弧线的，它与规定的直线或圆弧之间最大误差不超过一个脉冲当量，因此只要将脉冲当量取得足够小，就可达到加工精度的要求。 (一)直线插补计算原理 1(偏差计算公式 假定加工如图所示的第一象限直线OA。取直线的起点为坐标原点，直线终点坐标(X,Y)是已知的。M(Xm,Ym)为加工点ee (动点)，若m在OA直线上，则根据相似三角形的关系可得。 XXme, YYem 取F=YXY作为插补的偏差判别式。 mmee 若F=0，表明m点在OA直线上; m 若F>0，表明m点在OA直线上方m处; m 若F<0，表明m点在OA直线下方m处。 m 对于第一象限直线，从起点(即原点坐标)出发，当Fm>>0 17 时，沿+X轴方向走一步;当Fm<0时，沿+Y轴方向走一步。当两方向所走的步数与终点坐标(X,Y)相等时，发出到达终点ee 信号，停止插补。 设在加工点处，有F>>0时，沿+X方向进给一步，走一m 步后新的坐标值为: X+1， Y+1=Y mmm 新的偏差为F=F+X-XY=F-Y m+1mem+1eme 若Fm<0，应向+Y方向进给一步，走一步后的新坐标值为:F=F+X m+1m 由此得到了偏差计算公式，在公式中只有加、减运算，只要将前一点的偏差与等于常数的终点坐标值X,Y 相加减，即ee可得到新的坐标点的偏差值。加工的起点是坐标原点，起点的偏差是已知的，即F=0，这样随着加工点的前进，新的加工点0 的偏差F都可以由前一点F和终点坐标相加或相减得到。 m+1m 2(终点判别算法 逐点比较法的终点判别有多处方法，下面介绍两种常用方法。 第一种: 设X、Y两个减法计数器，加工开始前，在X、Y计数器中分别存入终点坐标值Xe, Ye，在X坐标(或Y坐标)方向上 第进给一步时，就在X计数器(Y计数器)中减去1，直至这两个计数器的数都减到0，此时达到终点。 第二种: 用一个终点计数器，寄存X和Y两个坐标，从起点至达终点的总步数为?，X或Y坐标和线进给一步，?减去1，直至 18 ?为0时，到达终点。 3(插补计算 插补计算时，每走一步，都要进行以下四个步骤的逻辑运算和自述运算，偏差判别、坐标进给、偏差计算、终点判别。 4(不同象限的直线插补计算 上机讨论的是第一象限的直线插补方法，其它三个象限的直线插补计算可以用相同的原理获得。下表列出了四个象限进行直线插补时的偏差计算公式与进给脉冲方向。在计算时，公式中的X,Y均为绝对值。 ee 线型 F?0时进给方向 F<0时进给方向 偏差计算公式 mm L1 +ΔX +ΔX F?0时:F=F+Ym+1me mL2 -ΔX +ΔX L3 -ΔX -ΔX F<0时:F=F+X m+1memL4 +ΔX -ΔX (二)圆弧插补计算原理 1(偏差计算公式 以第一象限逆圆为例讨论偏差计算公式。设需要加工圆弧AB，其圆心位于原点，已知圆弧的起点为A(X ，Y)终点00为B(X,Y)，圆弧半径为R。令瞬时加工点为m(X,Y)，eemm与圆心的距离为Rm。比较Rm和R来反映加工偏差。 222222R,X，Y,R,X，Y mmm00 因此可得到圆弧偏差别式如下: 19 22222 F,R,R,X，Y,Rmmmm 若Fm=0，表明加工点m在圆弧上; 若Fm>0，表明加工点在圆弧外; 若Fm<0，表明加工点圆弧内。 222设加工点正处于m(Xm,Ym)，其判别。若Fm,X，Y,RmmFm>>0，对于第一象限内逆圆，为了逼近圆弧，应沿+Y方向进给一步，到m+1点，其坐标值为: X,X,Y,Ym，1m,1m，1m 222新的加工点偏差为: F,X，Y,R,F,2X，1m，m，m，mm111 若F=X,Y=Y。新的加工点的偏差为:m+1mm+1m+1222 F,X，Y,R,F，2Y，1m，m，m，mm111 由于上述的推导得知，只要知道一点的偏差就可以计算出新的一点的偏差。因为加工是从圆弧的起点开始的，因此，起点偏差为F=0，所以新加工点的偏差总可以根据前一加工点的0 数据计算出来。 2(终点判别法 圆弧插补的终点判别法和直线插补相同，可将从起点到终点X、Y轴走步的步数的总和存入一个计数据，每走一步便从计数器中减1，当计算数器值为0时，发出到达终点信号。 3(插补计算过程 圆弧插补过程和直线插补相同，但是偏差计算公式不同，而且在偏差计算的同时还要进行动点瞬时坐标的计算，以使为下一点的偏差计作好准备。 4(四个象限圆弧插补计算公式 不同象限的圆弧插补比较复杂，圆弧所在象限不同，顺逆不是，则插补计算公式和进给的方向也不同。归纳有8种情况，这8种情况的进给脉冲方向和偏差计算公式由下表所示。 其中X,Y,X,Y都是动点坐标的绝对值。 mmm+1m+1 20 21 附录1 附录图1- 1为MCS-51系统扩展示意图。 附录图1- 1 MCS-51系统展示意图 MCS-51具有很强的系统扩展能力，可以扩展64K节节的程序存储器和64K字节的数据存储器或输入输出口。本次设计中，需要扩燕尾服外部程序与数据存储器，以及键盘显示器接口等外部接口，下面就根据设计要求详细介绍单片机扩展系统。 1(MCS-51系统单片机概述 请同学们参照《微机接口技术》教材或其综相关资料。 2(程序存储器的扩展 程序存储器用于存储程序代码和程序常数。由于单片机的应用系统通常是专用系统，一旦系统研制完毕其软件也定型，所以单片朵程序存储一般由半导体只读存储器组成。 本次设计采用EPROM(紫外线可擦除电可编程)型半导体只读存储器为8031扩展程序存储器，常用EPROM电中盘 2716、2732、2764、27128、27256和27512等。由于十字滑台数控程序比较复杂，因此需要容量较大的程序存储器，建议在设计采用27256作为系统扩展存储器。 (1)芯片引脚功能主要含意 , A,A:地址输入线，i=10,15; io 22 07, O,O:三态数据总纯度，读或编程校验时为数据输出 线，编程时为数据输入线，维持或编程禁止时呈高阻 态; , CE:选片信号输入线，低电平有效; , PGM:编程脉冲输入线; , OE:读选通信号输入线，低电平有效 , Vpp:编程电源输入线，其具体值因芯片型号和制造厂 而异; , Vcc:主电源输入线，一般为+5V , GND:线路地。 (2)PROM的主要操作方式 编程方式:把程序代码(机器指令、常灵敏)固化到EPROM中; 编程校验方式:读出EPROM中的内容，检验编程操作的正确性; 读出方式:CPU从EPROM中读取指令或常数; 维持方式:数据端呈高阻态，耗电少; 编程禁止方式:适用于多片EPROM并行编程不同数据。 (3)扩展基础原理 MCS-51系列单片机的引脚EA是程序存储器选择信号输入线。对于片内无程序存储器的8031、8032等，EA引脚必须接地，使CPU在取指令周期只能从外部程序存储器中读取指令;对于内部有程序存储器的8051等芯片，EA接+5V，这样CPU在取指令时，若PC(程序计数器)值小于内部程序存储器容量，CPU则从内部程序存储器取指令，否则从外部扩展程序存储器中取指令。 引脚PSEN是51系列单片机对外部程序存储器的读选通信号输出线，仅当CPU访问外部程序存储器时，该引脚才被激活，输出负脉冲(与该引脚相接的程序存储器读选通信号输入线低电平有效)。 单片机地址允许锁存信号ALE上升为高电平后，P2口输出高8位地址(PCH值)，P0口输出低8位地址(PCL值);ALE下降为低平电后，P2口输出的信息不变，而P0口输出浮空，即 23 低8位地址信息消失，因此低8位地址必须在ALE降为低电平之前由上部地址锁存器来锁存;接着PSEN输出一个负脉冲，选通外疗程序存储器，P0转为输入状态，接收外部程序存储器的指令字节。 (4)扩展方法 由于P0口上的低8位地址信息在ALE引脚降为低电平后会消息，因此扩展程序存储器时，必须使用外部地址锁存器来锁存低8位地址信息，常用74LS3737作为地址锁存器。其引脚功能如下: , D,D:数据输入; 07 , Q-Q:数据输出; 07 , E:三态门输出允许控制信号输入端，低电平有效; , G:锁存信号输入端，高电平使74LS373，电平负跳 变时将数据输入端的状态锁存起来. , Vcc:电源输入; , GND:线线路地。 E G 功能 0 1 直通(Qi=Di) 0 0 保持(Qi保持不变) 0 X 输出高阻 扩展程序丰储器时，将74LS373的E脚接地、G接单片机的ALE引脚、74LS373的数据输入端接单片机的P0口、其数据输出接外部程序存储器的低8位地址端。这样，当ALE输出高电平时，74LS373直通，使P0口输出的低8位地址信息及进入74LS373，并与P2口输出的高8位地址同时到达外部程序存储器的地址线，当ALE变为低电平时，P0口低8位地址初锁存保持，使外部程序存储器的低8位地址保持不变，P0口可读到可靠信息。 3. 数据存储器的扩展 数据存储用于存储现场采集的原始数据、运算结果等，因此外部数据存储器应能随机读写，通常采用半导体静态随机存取存储器RAM电路组成，具有存取速度快、使用方便和价格低廉等优点。常用的数据存储器有36116、6264、62256等。建议在本次设计工作中采用62256作为扩展数据存储器。 24 (1)芯片引脚功能描述 , A-A:地址输入线，i=10(6116), 12(6264),14(62256) 0i , O-O:双向三态数据线; 07 , CE:选片信号输入线，低电平有效; , OE:读选通信号输入线，低电平有效; , WE:写选通信号输入线，低电平有效; , Vcc:工作电源 , GND:线路地。 信号 CE OE WE O-O 07方式 读 0 0 1 数据输出 写 0 1 0 数据输入 维持 1 任意 任意 高阻态 (2)外部数据存储器扩展原理 MCS-51单片机对外部数据存储器的操作指令有四条: , MOVXA，@R i , MOVX@R,A i , MOVXA,@DPTR , MOVX@DPTR,A 其中,头两条指令是以R或R作指针的对外部数据存储 01 器页面寻址,页号由当前P2口锁存内容决定,这两条指令适宜寻址容量较小的外部数据存储器后两条指令是以16位的DPTR(数据指针)作指针，可对64K字节的外部数据存储器寻址。CPU在执行前两条指令时，P2口输出的DPH内容，P0口输出DPL内容。 MCS-15单片机在访问外部数据存储器时，一个机器周期中，ALE只输出一个脉冲，ALE返回低电平后，读信号RD或写信号WE有效，而PSEN始终无效(保持高电平)，所以单片机访问外部数据存、储器时不会访问到外部程序存储器。 (3)外部数据存储器扩展方法 常用的一种方式是外部数据存储器的地址们A-A由单片gj机的P2 接口提供，8位地址线接地址锁存器(如74LS373)输出端。读、写控制信号分别连续单片机的RD、WR。对外部数据存储器的选片可采用线选法或地址译码法。 25 , 线选法 线选法就是把某一位地址线直接连到扩展电路芯片的选片端，一般选片端为低电平有效，只有这一位地址线为低电平，CPU就选中了该电路进行读写。 采用线选法时，扩展的外部数据存储器(包括I/O接口)的地址可以这样确定:用作选征的地址线为0，RAM电路单元或I/O接口电路的端口地址CPU的寻址所确定期，而其它没有用到的地址线均匀1。 线选法的优点是硬件简单，但由于所用的选片信号线一般是高位地址线，它们的仅值比较大，因此地址空间没有被充分利用，RAM和I/I接口地址出现不邻接的现象。 , 地址译码法 对于需要扩展较多的RMA和I/O接口的系统，需要采用地址译码方法。低位地址线作为扩展电路的单无地址线(取外部电路中最多的地址线位数)，对高位地址线采用译码器进行译码，译出选片信号。 常用的译码有以下几种: , 2——4译码器74LS139 , 3——8译码器74LS138 , 4——6译码器74LS154 26 附录2 8279芯片是一种专用于键盘/显示器的接口器件，它能对显示器自动扫描，能识别键盘上闭合的键号，提高CPU的工作效率。8279包括键盘输入和显示输出两个部分。键盘部分提供的扫描方式可以和64个按键或传感器阵列相连;能自动消除开关抖动以及对N键同时按下采取保护。显示部分按扫描方式工作，可以显示8或16位LED数码管显示器。 (1)8279的引脚功能 , DB-DB:双向数据总线，用于在CPU和8279之间传 07 , 送命令、数据和状态; , CLK:时钏输入线，用于产生内部定时; , RESET:复位输入线，复位后，8279被置为以下工作方 式:16显示左边输入，编码扫描键盘双键封锁，时钟系 数为31; , CS:选片信号输入线，低电平时CPU选中8279，允许对 8279进行读写操作; , A0:缓冲器地址输入线，高电平时数据线上传送的是命 令或状态信息，低电平时数据线上传送的是数据信息; , RD:读信号输入线，低电平有效，8279内部缓冲器信 息送DB; 0-7 , WR:写信号输入线，低电平有效，接收数据总线DB0-7 上的信息写入内部缓冲器; , IRQ:中断请示输出线，高电平有效。在键盘工作方式 中，FIFO RAM中有键输入数据时，IRQ上升为高电平， 向CPU请求中断，CPU每次读出FIFO RAM数据时， IRQ上升为高电平，向CPU请求中断，CPU每次读出 FIFO RAM数据时，IRQ变为低电平，若RAM中还有 数据，IRQ在读出后又返回高电平，直至FIFO中的所 有数据被读完IRQ才保持低电平。在传感器方式中，每 当检查到传感器信号变化时IRQ上升为高电平; , SL0-SL3:扫描输出线，用以对键盘/传感器矩阵和显示 器进行扫描; 27 , RL0-RL7:数据输入线，键盘/传感器矩阵的行(或行号) 数据输入线。该输入线内部有提高电路，使之保持高电 平，也可以由外部开关拉成低电平; , SHIFT:换档输入线，在键扫描中，闭合键的位置信息 (行和列号)与换档输入线的状态一起存入FIFO，使键 盘上的每个键可以定义为上、下两档功能; , CNTL/STB:控制/选通输入线，在键盘方式中，作为控 制输入线，它的状态和键输入信息一起存储到FIFO中。 在选通工作方式中，作为数据送入FIFO的选通输入线。 , OUTA0~OUTA3:四位输出口; , OUTB0~OUTB3:四位输出口; , BD:显示消隐输出线，低电平有效，该输出线在数字切 换过程中或使用显示器熄灭命令使显示器消隐; , Vcc:电源; , Vss:地。 (2)8279的内部结构与工作原理 8279的内部结构主要由I/O控制及数据缓冲器、控制与定时寄存器及定时控制、扫描计数器、输入缓冲器、键盘去抖及控制、FIFO/传感器及其状态寄存器、显示RAM和显示地址寄存器组成。 , I/O控制及数据缓冲器 双向的三态数据缓冲器将内部总线和外部系统的数据总线DB0-DB7相连，用于在CPU和8279之间传送命令、数据和状态信息。I/O控制电路以CS、A0、RD、WR线上输入信号控制总线上信息的传送，即对内部不同的寄存器和缓冲器进行读或写。 CS为片选输入线，为低电平有效。当该引脚上为低电平时允许CPU对其进行读写，一般接系统的地址译码器。 AO为信息属性选择线，用来指出所传送的信息是命令/状态，还是数据，A0为逻辑1时，CPU写入8279的信息是控制命令，从8279读出的状态字节;A0为逻辑0时，读出和定入的信息都是数据。A0通常接系统的地址总线低位。 , 时序控制逻辑 28 控制和时序寄存器用于存放键盘和显示器的工作方式和其他状态信息。时序和控制部件包含了定时计数器，其中一个计数据是N分频器，分频系数可以编程为2-31之间的任何一个数，对CLK上输入的时钟脉冲信号进行N分频，以产生基本的100KHz的内部计数信号(此时扫描时间为5.1ms，去抖动时间为10.3ms)，共它计数器将100KHz信号再分频，以提供适当的键盘矩阵扫描和显示器扫描的时间。 , 扫描计数器 扫描计数器有两种工作方式，一种是编码工作方式，计数器以二进制方式计数，4位计数的状态直接从扫描线SL0-SL3上输出，必须由外部译码对SL0-SL3进行译码，以产生对键盘和显示器的扫描信号，另一种是译码工作方式，对计数器的低两位进行译码后从SL0-SL3上输出，作为4×8键盘和4位显示器的扫描信号，因此在译码方式中只有显示RAM的前4个字符被显示出来。编码方或扫描出高电平有效，译码方式中扫描输出线低电平有效。 , 输入缓冲器和键盘去抖控制 输入缓冲器锁存RL0~RL7上的信息。在键盘工作方式中，对键盘进行扫描，搜索键盘上的闭合键，由去抖电路检测到某个键闭合后等待10ms，再检测该键的状态，若仍然闭合，则将键在矩阵中的地址(行、列号)以及SHIFT和CNTL状态都写入FIFO RAM。 在传感器方式中，每次扫描时直接把RL0~RL7上信息写八传感器RAM，在选通方式中，由选通输入信号的上升沿将RL0~RL7上信息写入FIFO RAM。 FIFO/传感器RAM FIFO/传感器RAM是一个双功能的8×8RAM缓冲器。在键盘选通输入方式中，是一个先进先出的数据缓冲器，每一个新输入的信息写入RAM中的下个单元，并按写入的次序读出。FIFO状态寄存器存放FIFO中的字符数和FIFO的满空标志，对FIFO读出写入次数太多时间视为溢出错误。当CS=0，A0=1，RD=0时便读出FIFO的状态字节，当FIFO中有数据时，由控制电路发出IRQ信号。 , 显示地址寄存器和显示RAM 29 显示地址寄存器用于存储CPU当前正在读写的显示RAM单元地址以及正在显示的两个4位半字节地址。读写显示RAM地址由编程设定，也可以定义为读写后地址半字节显示地址由8279自动刷新。 (3)8279的控制命令 系统通过对8279编程写入控制命令来选择其工作方式。8279控制命令为一个字节，其中高三位为命令的特征位，不同的命令有不同的特征位。8279的主要控制命令如下: , 键盘显示器方式设置命令 D D D D D D D D 76543210 0 0 0 D D K K K 最高三位000是方式设置命令的特征位，DD为显示器工作方工选择位，KKK为键盘工作方式选择位，具体工作方式如下所示 显示器方式选择 D4 D3 显示器方式选择 0 0 8×8字符显示左边输入 0 1 16×8字符显示左边输入 1 0 8×8字符显示右边输入 1 1 16×8字符显示右边输入 键盘工作方式选择 D2 D1 D4 显示器方式选择 0 0 0 编码扫描键盘-双键封锁 0 0 1 译码扫描键盘-双键封锁 0 1 0 编码扫描键盘-N键巡回 1 0 0 译码扫描键盘-N键巡回 1 0 1 编码扫描传感器矩阵 1 1 0 译码扫描传感器矩阵 1 1 1 选择输入译码扫描显示器 8279复位以后DD=01，即16×8字符显示左边输入方式，在键盘设置为译码扫描方式时，显示4个字符，与显示方式无关，KKK=000，即为编码扫描键盘一双键封锁方式。 键盘工作方式有三种，即双键封锁、N键巡回、特殊出错方式: ?双键封锁 30 在去抖过程中可能出现三种情况:当某一个键按下时，去抖动逻辑置位，接着再去搜索共它的闭合键，如果没有其它的键按下，说明只按下一个键，则该键的位置就与CNTL及SHIFT线的状态一起送入FIFO RAM。若原来的FIFO RAM是空的，置位IRQ以通知CPU，8279的FIFO中有数据。如果原来的FIFO已满(有了8人数据)则该键信息不送入FIFO，只是置位溢出错误标志;如果没搜索到别一个键被别一个键被按下闭合，信息不送入FIFO，如果其它的键比该键先释放，则该键信息送入FIFO，如果该键先释放，则所有的信息被忽略;若有许多键同时按下，则不管它们以什么次序释放，只能有一个键的信息进入FIFO，如果在去抖周期有两个键按下，则认为是同时按下，在两者之一释放之前不进行识别，只有最后释放的那个键作单键闭合处理，送FIFO。 ?N键巡回 在N键巡回方式中，可以用“中断结束/置出错方式”命令将8279键盘扫描设置为特殊出错工作方式。在这种工作方式中，去抖周期和按键有效性检查与N键巡顺方式相同。但是如果在发现一个去抖周期中两个键按下，则认为同时按下多键，置出错标志S/E，并阻止键信息继续进入FIFO，置位IRQ。可以通过状态字节来检查该出错标志，用清除命令清除错误标志。 , 时钟编程命令 8279的内部定时信号由外部的输入时钟经分频后产生的，分频系统数由时钟编程命令确定，时钟编程命令格式为: D D D D D D D D 76543210 0 0 1 P P P P P 特征位为001时为时钟编程命令，D~D为分频系数，值04 为2至31，利用该命令可以对来自CLK引脚的外部时钟进行分频，以取得100KHz的内部定时脉冲信息。例如:如果CLK输入的时钟频率为2MHz，则PPPPP=10100，即为20，即可得100KHz的内部定时脉冲。 复位后分频系数为31。 , 读FIFO/传感器RAM命令 D D D D D D D D 76543210 0 1 0 AI × A A A 31 010为该命令的特征位。在读8279的FIFO/传感器RAM中的数据之前，必须先将读FIFO/传感器RAM命令字写入8279。 AAA为起始地址，AI为次读时的地址自动增量标志。在键扫描方式中，AI和AAA均被忽略，CPU读键输入数据时总是按先进先出的规律读出，直至输入的键全部读出为止。在传感器矩阵扫描方式中，若AI=1，则从起始地址开始依次读出，每次读出后地址自动加1:若AI=0，则仅读一个单元的内容。 , 读显示缓冲命令 在CPU读显示数据(检查)之前，必须使用读显示缓冲器RAM命令。 D D D D D D D D 76543210 0 1 1 AI A A A A 011是该命令的特征位。4位三进制码AAA用来寻址显示RAM的一个缓冲单元，AI为自动增量标志，若AI=1，则每次读出后，地址自动加1。 , 写显示数据命令 在CPU将显示数据写入8279的显示缓冲器RAM之前必须先使用写显示数据缓冲器命令。 D D D D D D D D 76543210 1 0 0 AI A A A A 该命令的特征位为100，AI为地址自动增量标志，AAAA为起始地址，数据写入按左输入或右输入的方式操作。若AI=1，则每次写入后地址自动加1。 显示器的工作方式主要有两种，即左端输入和右端输入，每种输入方式又可进行自动地址加1。 ?左端输入 这是一种最简单的显示方式，显示RAM地址0-15分别对立应于显示器0位(左)至15位(右)。可以依次从0地址或某个地址开始将显示段数据写入显示RAM。地址大于15时，再从0开始写入，写入过程如下: 地 址 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 次 数 第1次写入 1 第二次写入 1 2 32 „ „ 第16次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 第17次 17 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 第18次 17 18 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 ?右端输入 右端输入是较普遍的使用方式。输入数据总是右边的显示RAM单元，原来的内容左一个位置，写入的字节数大于16(或8)，最左边的字符移出丢失，输入过程如下所示: 第一次写入 RAM地址 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 数据内容 1 第2次写入 RAM地址 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 数据内容 1 2 第3次写入 RAM地址 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 数据内容 1 2 3 第16次写入 0 1 2 3 4 5 6 7 810 911 12 13 14 15 RAM地址 1 2 3 4 5 6 7 8 911 1012 13 14 15 16 数据内容 第17次写入 1 2 3 4 5 6 7 8 911 1012 13 14 15 16 RAM地址 2 3 4 5 6 7 8 9 1012 1113 14 15 16 17 数据内容 ?自动地址加1 写显示RAM的命令中，AI为地址自动增量标志，AI=0时，写入显示RAM的数据总是写在同一单元，并在同一位显示器上进行显示。若AI=1，则在左端输入方式中，每次对显示RAM写入数据后地址自动加1，使下一次写入的数据送入下一个单元;对右端输入方式，若AI=1，则每次对显示RAM写入数据时使RAM中原来的内容左移一位。 , 显示屏蔽消隐命令 D D D D D D D D 76543210 1 0 1 × IWA IWB BLA BLB 101为该命令的特征位。IWA和IWB分别用以屏蔽A组和B组显示RAM。在双4位显示器使用时，即OUTA和OUTB0-30-3 33 独立地作为两个半字节输出时，可改写显示RAM中的低半字节而不影响高半字节的状态(IWA=1)，或可改写高半字节而不影响低半字节(IWB=1)。 BL位是消隐特征位，要消隐两组显示输出，必须使BLB和BLA同时为1;BL=0时恢复显示。 , 清除命令 CPU将清除命令写入8279，使显示缓冲器清成初态 (暗)，同时也能清除键输入标志和中断请求标志。命令格式如下: D D D D D D D D 76543210 1 1 0 CD CD CD CF CA 该命令特征位为110，DDD用来设置清除显示RAM的432 方式 D4 DD 清除方式 3 2 0 × 将显示RAM全部清0 1 0 将显示RAM全部清成20H 1 1 1 将显示RAM全部清1 0 × × 不清除(CA=0时) CF=1时，清除FIFO状态标志，FIFO被置成空状态(无数据)，并复位中断输出线IRQ;CA是总清的特征位，为1时清除FIFO RAM状态和显示RAM(方式仍由DD来确定)。32清除显示RAM大约需要160，这时CPU不能向8279写入数US 据。 , 中断结束/设置出错方式命令 D D D D D D D D 76543210 1 1 1 E × × × × 该命令的特征为111，在传感器工作方式中，该命令使IRQ输出线变为低电平(即中断结束)，允许再次对RAM写入(在检测到传感器状态变化后，IRQ可能已经变成高电平，这时禁止在复位前再将信息写入RAM)。在N键巡回工作方式中，若E=1，8279将在“特殊出错方式”下进行。 (4)FIFO RAM数据格式 根据8279工作方式的不同，RAM中数据有不同的格式， 34 具体来说有键盘扫描方式FIFO RAM数据格式、传感器RAM数据格式和选通方工数据格式。根据设计需要，这是主要说明键盘扫描方式FIFO RAM数据方式。 在键盘扫描方式下，进入FIFO RAM的数据对应于闭合键盘中的位置以及CNTL和SHIT线的状态，其格式如下: D D D D D D D D 76543210 CNTL SHIFT 扫描值 回送值 其中，D为RL的值，D为扫描计数器值，它们分别2~00~75~3 对应于闭合键在键盘中的行号和列号。 (5)FIFO状态字 在键盘和选通方式下，FIFO状态字用来指出FIFO中的字符数，出错信息以及能否对显示RAM进行写入操作，其格式如下: D D D D D D D D76543210 DU S/E O U F N N N 写显示多键闭溢出错 空读错 FIFO满 FIFO中的字符数 器无效 合错 (6)8279键盘、显示软件设计 在向8279写命令或从8279中读状态寄存器时，8279的地址应为奇地址(A=1)。8279有两个RAM数据区，一个为容量为8×80 拉的FIFO/传感器RAM，用于存放按下键的键值或传感器的状态，只可读不可写;另一个是16×8位的显示RAM，可读、写。在对这两个RAM数据区进才读写(写只对显示RAM有效)时，8279的地址是偶地址(A=0)。在读或写显示RAM之前，必0 须先向8279写入“读显示RAM命令字”或“写显示RAM命令字”。所读或写显示RAM的单元号包含在这两个命令的低4位中。在读“FIFO/传感器RAM”之前，如果工作于传感器方 35 式，必须先向8279写入“读FIFO/传感器RAM命令字”，以规定RAM的8个单元中最先被读出单元的地址。在键盘工作方式中，在读键值RAM之前，也要先写这个命令字，但由于这时的读出顺序为先进先出的，所以其中的起始地址可为任意值，一般可以设置为40H。 36 37