遙控器功能設計遙控器除具有遙控功能外還應具有MDI功能和顯示功能。遙控功能的內容主要根據數控系統的功能來決定,目的是為了能實現對加工過程中各種狀態的控制;MDI功能,即執行單段程序的功能,對于那些操作熟練、經驗豐富的操作者來說,并不需要事先編制一大段NC程序,尤其是有些事先不太好編的NC程序,而是根據經驗,利用MDI功能,控制機床按照自己的要求來運行,完成一個零件的加工仿真過程,然后通過MDI示教功能,數控系統即可控制機床完成該零件的加工;顯示功能,既能顯示NC程序又能顯示系統的狀態及過程量的變化情況。在進行功能設計時,也考慮到其可靠性,為了避免一個遙控器同時控制幾臺機床的情況,給遙控器加了密碼,即通過地址設置,使遙控器與被控機床之間一一對應。
遙控方式的選擇常用的遙控方式有無線電遙控、超聲波遙控和紅外線遙控三種方式,與前兩種方式相比較,紅外線遙控具有以下優點:(1)控制內容多,抗干擾能力強,不會發生任何誤動作;(2)響應速度快,不會對其它電器產生干擾,從而影響使用;(3)體積小,成本低,功耗小,與其它方式相比,可降低消耗功率90%。
由以上的3個優點,再結合遙控器應用的環境,在由合肥工業大學CIMS所開發的GL-2000數控系統中,我們選擇了紅外遙控方式。
單片機的選擇單片機的選擇應根據其性能價格比和開發環境的優劣來進行。本文選擇了由美國亞利桑那州Microchip公司開發的PIC系列中級8位單片機PIC16C73作為微處理器,與MCS-51(96、98)等系列單片機相比,它具有以下優點:使用的是精簡指令集(RISC)技術和哈佛結構流水總線;只有35條(14位)單字節指令,易于掌握、編程;有自己的開發環境,其基于Windows平臺的集成開發軟件MPLAB,對源程序的建立、匯編、目標程序的軟件模擬仿真、調試提供了很好的環境。從結構上看,PIC16C73內部含有13位EPROM(可尋址4K×14程序存儲空間)、192個字節的RAM(8位)和22個I/O口,包括2個串行通訊口。此外,PIC16C73具有相互獨立的數據總線(8位)和指令總線(14位),該結構可提供簡潔而強大的程序設計能力,而且由于總線的分離,使得取指周期和執行周期可以重疊,從而大大提高程序的運行速度。
接口電路設計接口電路設計包括發射電路接口、接收電路接口和顯示電路接口設計3個部分,如圖1所示。從圖1可看到,在發射電路部分:由RA的6個I/O口引線和RB的8個I/O口引線組成6×8鍵盤矩陣電路;RC4為移位寄存器(4014)的移位時鐘輸入口,高電平有效;RC5為編碼地址預置/串行移位控制口,高電平時,將編碼地址送入緩沖器,低電平時,將4位編碼地址和8位數據隨移位時鐘串行移出;RC6為串行發送口,與移位寄存器(4014)的DS端相連;RC7被設為發送允許控制口,高電平時允許發送;由片外的晶體(XT1)振蕩電路產生4MHz系統時鐘頻率;由晶體(XT2)振蕩電路產生455kHz振蕩頻率經1/12分頻器(74HC161)分頻后得到38kHz的發射頻率,成為發送信號的載體。
在接收電路部分。發射來的紅外脈沖信號,經光敏三極管接收后,經過解調器(KA2184)解調、放大、濾波、整形,反相器(4069)反相后,送給電平轉換器(MAX232),將TTL電平轉換為RS-232電平,由PC機COM口送給數控系統。
在顯示電路部分。對RC0口進行串行擴展后,由其向LCD模塊發送9位串行數據,分別是1位RS(指令/數據寄存器選擇)信號、1位R/W(讀/寫選擇)信號和7位DB0-DB6數據信號,經過3個單向移位寄存器(4015)移位后,分別與LCD模塊的RS、R/W、DB0-DB6引腳相連,產生并行信號送給LCD模塊。由RC1發送控制移位的移位脈沖。由RC2發送的E(讀/寫允許)信號由LCD模塊的引腳E輸入。由RC3來讀取引腳DB7的狀態-忙標志(BF)位,從而決定是否能向LCD模塊寫信息。軟件設計軟件設計分鍵盤掃描、發送程序和顯示程序兩個部分。
結束語本文設計的紅外遙控器應用于我們開發的數控系統(GL-2000),可以很方便地實現對數控機床的遠距離控制和調試工作,同時,也大大地改善了人機關系。其設計思想和方法對于改善數控機床的操作模式具有很好的實用價值。