数控键盘控制卡设计(附件)
本次设计课题是数控键盘控制卡，主要分为三个方面的设计数控键盘外观设计、数控键盘控制卡设计、程序流程图绘制。其中核心内容，是对于数控操作键盘的控制卡设计。数控键盘外观设计分为对于需要运用到的按键分析、键盘按键键位设计、键盘外壳设计、键帽设计。数控键盘控制卡设计分为主控制电路设计与键盘阵列设计。程序流程图绘制是对于键盘如何扫描按键信息的简单介绍。课题的设计不能只局限于技术层面的需求，还要考虑到社会、法律、经济等多方面的因素。所以数控键盘外观设计考虑到环保与经济因素，外壳材质使用ABS工程塑料，键帽材质选用聚碳树脂。数控键盘控制卡电路板设计考虑到成本与法律因素，主体芯片采用AT89C51单片机，并外部扩展2个16KB的ROM，以满足各项要求。关键词 数控，键盘，控制卡，单片机
目录
1 绪论 1
1.1 数控键盘卡的作用介绍 1
1.2 国内外发展情况 1
1.3 课题的主要研究内容 1
2 数控键盘外观设计 1
2.1功能键需求分析 2
2.2键位设计 2
2.3 键盘外壳设计 3
2.4键帽设计 5
2.5外壳总体设计 6
3数控键盘控制卡设计 7
3.1主控制电路设计 7
3.1.1AT89C51单片机介绍 7
3.1.2AT89C51单片机应用设计 10
3.1.3振荡电路介绍与设计 11
3.1.4复位电路介绍与设计 12
3.1.5串行通信电路介绍与设计 13
3.1.6外部存储器扩展介绍与设计 17
3.1.77805稳压电源介绍与设计 23
3.2键盘整列设计 25
3.2.1键盘阵列工作原理介绍 25
3.2.2键盘阵列设计 25
4程序流程图 26
5非技术性问题 27
5.1经济因素 27
5.2环境因素 27
5.3法律因素 27
总结 29
致谢 30
参考文献 31
1绪论
1.1数控键盘 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
控制卡的作用介绍
数控机床操作键盘是数控机床的一个重要组成部分，是输入命令、控制数控机床的主要端口。操作人员通过操作键盘与数控机床、系统交互，通过它对数控机床进行调试、操控，设定并调整机床参数，以达到加工零件的目的。
操作键盘是数控机床中必不可少的人机交互装置，应具有以下特点：检查、维修简便；耐用而不易损坏；各个键盘位置之间区别明显；能够对于机油具有一定的防腐蚀性与防漏性；能够适应各种插件；较少地占用键盘控制的总线资源；成本低且价格低廉。所以本课题针对这些问题，对数控机床控制卡进行研究设计。
1.2国内外发展情况
目前国内的普通的机床操作键盘，基本都是由机床厂商直接配套生产。在行业内比较有名气的时广州数控与北京凯恩帝公司，他们的产品占领了大部分的国内市场，部分系列远销海外。
对于高端型号和数控加工中心，较多使用国际品牌。其中，德国品牌西门子（SIEMENS）不仅占据了大量的欧洲市场，还是全球操作键盘供应商的老大，基本覆盖所有类型机床。在亚洲，日本品牌发那科（FANUC）独占市场鳌头，全球市场占有量不逊于西门子。
1.3设计总体介绍
本次设计课题是数控键盘控制卡，主要分为三个方面的设计：（1）数控键盘外观设计、（2）数控键盘控制卡设计、（3）程序流程图绘制。其中核心内容，是对于数控操作键盘的控制卡设计。
数控键盘外观设计分为需要运用到的按键介绍、键盘按键键位设计、键盘外壳设计、键帽设计。数控键盘控制卡设计分为主控制电路设计与键盘阵列设计。程序流程图绘制是对于键盘如何扫描按键信息的简单介绍。
2数控键盘外观设计
2.1功能键需求分析
根据实际需求，本次设计的数控操作面板需要以下按键：
（1）程序编辑键：用于程序的输入，其中“EOB”键位代表的是输入分号。
（2）POS：位置显示键，显示刀具的坐标位置。
（3）PROG：程序显示键，在“MDI”模式下显示输入的MDI数据，可进行编辑程序等操作。
（4）OFFSET SETTING：刀具偏置设定键，用于建立工件坐标系，设置刀具补偿值。
（5）SHIFT：上档转换键，用于切换同一按钮上的两个字符。
（6）CAN：取消键，清除输入缓存器中的字符。
（7）INPUT：输入键，在光标后输入字符。
（8）SYSTEM：系统键，系统参数设定与显示，显示系统自我诊断参数。
（9）MESSAGE：报警信息键，显示NC报警信息。
（10）CUSTOMGRAPH：图形显示键，显示刀具轨迹等图形。
（11）ALTER：替换键，在程序中光标指定位置进行数据更改，将旧数据更改为新数据。
（12）INSERT：插入键，在程序光标位置插入字符。
（13）DELETE：删除键，删除输入的字符和CNC中保存的程序。
（14）PAGE UP/DOWN：光标翻页键，显示屏页面翻页。
（15）HELP：帮助键，提供系统相关的辅助说明。
（16）RESET：复位键，用于停止操作或解除警报，将CNC复位。
（17）光标移动键：控制光标在程序中的位置。
总计44个按键，各个按键名称与作用上文所述。
2.2键位设计
具体键位顺序与排布方案如图21所示。
这里需要说明的是最左边按键的左面与最右边按键的右面与外壳边缘距离为15mm。键与键之间行间距为4mm，键与键列间距为4mm。
程序编程键个数为36个，以6*6的矩阵方式排列。第一列最后两行放置上下翻页按键，第6列最后两行放置HELP与RESET按键。4个分别代表上下左右的光标方向移动按键被设计在第七行和第八行。
目录
1 绪论 1
1.1 数控键盘卡的作用介绍 1
1.2 国内外发展情况 1
1.3 课题的主要研究内容 1
2 数控键盘外观设计 1
2.1功能键需求分析 2
2.2键位设计 2
2.3 键盘外壳设计 3
2.4键帽设计 5
2.5外壳总体设计 6
3数控键盘控制卡设计 7
3.1主控制电路设计 7
3.1.1AT89C51单片机介绍 7
3.1.2AT89C51单片机应用设计 10
3.1.3振荡电路介绍与设计 11
3.1.4复位电路介绍与设计 12
3.1.5串行通信电路介绍与设计 13
3.1.6外部存储器扩展介绍与设计 17
3.1.77805稳压电源介绍与设计 23
3.2键盘整列设计 25
3.2.1键盘阵列工作原理介绍 25
3.2.2键盘阵列设计 25
4程序流程图 26
5非技术性问题 27
5.1经济因素 27
5.2环境因素 27
5.3法律因素 27
总结 29
致谢 30
参考文献 31
1绪论
1.1数控键盘 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
控制卡的作用介绍
数控机床操作键盘是数控机床的一个重要组成部分，是输入命令、控制数控机床的主要端口。操作人员通过操作键盘与数控机床、系统交互，通过它对数控机床进行调试、操控，设定并调整机床参数，以达到加工零件的目的。
操作键盘是数控机床中必不可少的人机交互装置，应具有以下特点：检查、维修简便；耐用而不易损坏；各个键盘位置之间区别明显；能够对于机油具有一定的防腐蚀性与防漏性；能够适应各种插件；较少地占用键盘控制的总线资源；成本低且价格低廉。所以本课题针对这些问题，对数控机床控制卡进行研究设计。
1.2国内外发展情况
目前国内的普通的机床操作键盘，基本都是由机床厂商直接配套生产。在行业内比较有名气的时广州数控与北京凯恩帝公司，他们的产品占领了大部分的国内市场，部分系列远销海外。
对于高端型号和数控加工中心，较多使用国际品牌。其中，德国品牌西门子（SIEMENS）不仅占据了大量的欧洲市场，还是全球操作键盘供应商的老大，基本覆盖所有类型机床。在亚洲，日本品牌发那科（FANUC）独占市场鳌头，全球市场占有量不逊于西门子。
1.3设计总体介绍
本次设计课题是数控键盘控制卡，主要分为三个方面的设计：（1）数控键盘外观设计、（2）数控键盘控制卡设计、（3）程序流程图绘制。其中核心内容，是对于数控操作键盘的控制卡设计。
数控键盘外观设计分为需要运用到的按键介绍、键盘按键键位设计、键盘外壳设计、键帽设计。数控键盘控制卡设计分为主控制电路设计与键盘阵列设计。程序流程图绘制是对于键盘如何扫描按键信息的简单介绍。
2数控键盘外观设计
2.1功能键需求分析
根据实际需求，本次设计的数控操作面板需要以下按键：
（1）程序编辑键：用于程序的输入，其中“EOB”键位代表的是输入分号。
（2）POS：位置显示键，显示刀具的坐标位置。
（3）PROG：程序显示键，在“MDI”模式下显示输入的MDI数据，可进行编辑程序等操作。
（4）OFFSET SETTING：刀具偏置设定键，用于建立工件坐标系，设置刀具补偿值。
（5）SHIFT：上档转换键，用于切换同一按钮上的两个字符。
（6）CAN：取消键，清除输入缓存器中的字符。
（7）INPUT：输入键，在光标后输入字符。
（8）SYSTEM：系统键，系统参数设定与显示，显示系统自我诊断参数。
（9）MESSAGE：报警信息键，显示NC报警信息。
（10）CUSTOMGRAPH：图形显示键，显示刀具轨迹等图形。
（11）ALTER：替换键，在程序中光标指定位置进行数据更改，将旧数据更改为新数据。
（12）INSERT：插入键，在程序光标位置插入字符。
（13）DELETE：删除键，删除输入的字符和CNC中保存的程序。
（14）PAGE UP/DOWN：光标翻页键，显示屏页面翻页。
（15）HELP：帮助键，提供系统相关的辅助说明。
（16）RESET：复位键，用于停止操作或解除警报，将CNC复位。
（17）光标移动键：控制光标在程序中的位置。
总计44个按键，各个按键名称与作用上文所述。
2.2键位设计
具体键位顺序与排布方案如图21所示。
这里需要说明的是最左边按键的左面与最右边按键的右面与外壳边缘距离为15mm。键与键之间行间距为4mm，键与键列间距为4mm。
程序编程键个数为36个，以6*6的矩阵方式排列。第一列最后两行放置上下翻页按键，第6列最后两行放置HELP与RESET按键。4个分别代表上下左右的光标方向移动按键被设计在第七行和第八行。
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