出寄存器中，这些数据经过并行到串行转换器转换成串行数据，经的端输出到单片机中。通道选择器采样保持自检参考电压地址输入寄存器位模数转换输出寄存器控制逻辑和计数并串转换器图引脚和内部结构引脚的说明模拟输入通道片选串行数据的输入转换结束数据输出转换结束信号输入输出同步时钟正的转换参考电压负的转换参考电压数模转换器的选择集成芯片及其应用经过对多个数模转换器的了解我最终选择了的特点是由四个主要的功能块控制逻辑锁存器能隙参考如图固化在个集成块上，而且内部有高速输出缓冲放大器接换电阻与调节电阻，所以特别简单，且使用时无须外部调整即可获得精度的电压。该模块的锁存器和控制逻辑部分应用了低功率小体积高速度的设计是个完全兼容的线性双极性第功率的功能块结构。这些使得模块具有体积小功耗低速度快等特点。的主要性能单电源供电完全位转换内部标准能隙参考完全兼容的微处理接口无须外部电路补偿建立时间快图内部结构功耗价格低封装和引脚图如图所示图封装及引脚图的引脚脚脚数字量输入脚选择使能端，与同时为低电平，选中芯片脚片选端，和脚共同决定是否选择芯片脚供电电源脚脚接地端脚脚输出电压选择端或脚模拟电压输出端调速芯片的选择由于我选择的电机是音圈直线电机，电机的调速方式首先考虑到采取控制。我选择了专用芯片，的内部结构如图图内部结构是美国德州仪器公司生产的种电压驱动型脉宽调制控制集成电路。的内部电路由基准电压产生电路振荡电路间歇期调整电路两个误差放大器脉宽调制比较器以及输出电路等组成。的主要特征集成了全部的脉宽调制电路片内置线性锯齿波振荡器，外置振荡元件仅两个个电阻和个电容内置误差放大器内止参考基准电压源可调整死区时间内置功率晶体管可提供的驱动能力推或拉两种输出方式引脚图如图的引脚脚是误差放大器的同相和反相输入端脚是相位校正和增益控制脚为间歇期调理，其上加电压时可使截止时间从线怀变化到脚分别用于外接振荡电阻和振荡电容脚为接地端图引脚图脚和脚分别为内部两个末级输出三极管集电极和发射极脚为电源供电端脚为输出控制端，该脚接地时为并联单端输出方式，接脚时为推挽输出方式脚为基准电压输出端，最大输出电流脚是误差放大器的反相和同相输入端控制正反转芯片的选择参照直流电动机实际应用技巧厚膜混合芯片三洋电机的直流电动机的正反转控制电路。如图从正反转信号端子按图所示的真值表输入正反转信号，就可以对输出端子和脚的极性切换。这种电路还可以进行电动机的控制。当不需要进行控制时，在芯片的脚设置的上拉电阻，这时可作为电动机正反转控制的驱动之用。还有正反转信号引脚的输入电压信号采用电平高电平为，低电平为来进行电路的连接。图控制电机正反转电路图锁存器的选择是种带有三态输出缓冲的锁存器内部结构如图图内部结构图的引脚如图的输入端和输出端各依次排列在两侧，这为绘制应刷电路板时的布线提供了方便。引脚的功能位数据输入线位数据输出线数据输入锁存选通信号，高电平有效。当该信号为高电平时，外部数据选通的内部锁存器，负跳变时，数据锁存。数据输出允许信号，低电平有效。当该信号为低电平时，锁存器中数据输出到数据输出线。当该信号为高电平时，输出线为高阻态。图的引脚图放大器的选择通讯接口的选择比较器的选择机床轴的运动传统的数控中常用的加减速有直线加减速和指数加减速两种。这两种加减速方式在启动和加减速结束是存在加速度突变，产误差放大器的反相和同相输入端控制正反转芯片的选择参照直流电动机实际应用技巧厚膜混合芯片三洋电机的直流电动机的正反转控制电路。如图从正反转信号端子按图所示的真值表输入正反转信号，就可以对输出端子和脚的极性切换。这种电路还可以进行电动机的控制。当不需要进行控制时，在芯片的脚设置的上拉电阻，这时可作为电动机正反转控制的驱动之用。还有正反转信号引脚的输入电压信号采用电平高电平为，低电平为来进行电路的连接。图控制电机正反转电路图锁存器的选择是种带有三态输出缓冲的锁存器内部结构如图图内部结构图的引脚如图的输入端和输出端各依次排列在两侧，这为绘制应刷电路板时的布线提供了方便。引脚的功能位数据输入线位数据输出线数据输入锁存选通信号，高电平有效。当该信号为高电平时，外部数据选通的内部锁存器，负跳变时，数据锁存。数据输出允许信号，低电平有效。当该信号为低电平时，锁存器中数据输出到数据输出线。当该信号为高电平时，输出线为高阻态。图的引脚图放大器的选择通讯接口的选择比较器的选择机床轴的运动传统的数控中常用的加减速有直线加减速和指数加减速两种。这两种加减速方式在启动和加减速结束是存在加速度突变，产生冲击，因而不适合用于高速数控系统。些先进的系统采用形加减速，通过对启动阶段即高速阶段的加速度衰减，来保证电机性能的充分发挥和减小启动冲击曲线加减速算法研究。由于高速钻床轴的行程很短，在钻孔的状态下般只有左右这么短的行程过程中般不会达到，机床所允许的最大速度，所以把运动过程分为六段加加速段匀加速段减加速段加减速段匀减速段减减速段。如图图形加减速表示轴走过的路程，表示轴运动速度的变化轨迹，表示轴的加速度的变化轨迹，表示轴加加速的变化轨迹。表示各个阶段的持续时间，使表示各个过渡点时刻。表示阶段的起始点到该阶段结束的时间，使轴的加加速度轴的加速度轴初速度为的速度时当时当时当时当时当时当轴的路程时当时当时当时当时当时当该轴驱动装置是按照孔每分钟以上的钻孔能力来设计的，假设设计的参数能达到孔每分钟，可得每钻个孔需要，由于轴的运动也需要时间，轴与轴运动的时间比，取。轴要钻个孔需要，如图中的轴只完成了钻孔的动作，还没有做抬刀的动作，便于计算使选用音圈电机驱动轴，音圈电机在理论上具有无限分辨率无滞后高响应高加速度高速度体积小力特性好控制方便等优点。由公式得最大加速度取加速度最大值由得轴速度由得轴路程由得由，可知设计的钻床孔每分钟的钻孔能力是可以达到的。把轴的路程分为两部分如图，阴影部分为，剩余的为。图轴的图中由得当时由数学函数面积等效可得总路程由代入解得当时，由于轴运动的路程很短，型的运动的加加速部分很小，因此型退化到只有两段匀加速匀减速如图。图时的运动在图中表示在时刻的速度，即最大速度。因为加速度与加速度的绝对值取相等，使得解出加速度速度轴机械结构的设计轴的机械结构主要有部分组成驱动电机轴小溜板导轨滑块轴的底板。主轴是气浮主轴转速最高可以达到转每分钟。如图图钻床轴装配图驱动电机的选择高速数控钻床的基本加工特点是运动行程短，机床起停频繁，孔径小，孔密度高，加工精度要求高。签于钻床的特点来做为轴驱动电机的选型参照，而钻床的发展趋势由传统的伺服电机滚珠丝杠驱动平台向直线电机驱动平台发展。所以首先想到得是选用直线电机驱动平台。查阅资料可知音圈电机是种特殊形式的直接驱动电机具有结构简单体积小高速高加速响应快等特性工作原理是,通电线圈导体放在磁场内就会产生力,力的大小与施加在线圈上的电流成比例基于此原理制造的音圈电机运动形式可以为直线或者圆弧。因此首先想到用音圈电机做轴驱动电机。如图图音圈电机参数如图图音圈电机的规格参数物理公式代表电机运动时的阻力，代表的是电主轴轴小溜板滑块的质量之和，我们假设，选用音圈电机，它的行程，能满足轴驱动行程的需求，连续力和最大推力分别是和，用连续力计算，可知道加速度可达到左右。当时加速度与完成次钻孔时间关系如表表轴最大加速度与完成次钻孔时间加度时间速度时间参考文献汇编语言王爽编著清华大学出版社，新编单片机应用设计张毅刚编著哈尔滨工业大学出版社，直流电动机实际应用技巧日谷腰欣司著王益全译科学出版社，集成芯片及其应用李振国张乃宽文献国外电子测量技术，年第三期计算机软件基础课件与系列单片机的接口课件沈阳单片机开发网串行转换器与单片机的接口设计李映颖王海军孟祥谦仪表技术印刷电路板高速数控钻床的特点及关键技术王冰王成勇汤宏群宋月贤陈明文献年第卷应用课件基于音圈电机的新型高速精密定位系统设计方法冯晓梅张大卫赵兴玉杜伟涛文献中国机械工程第卷第期年月下半月音圈电机的技术原理张大卫，冯晓梅文献中北大学学报年第卷第期广西工学院毕业设计论文说明书课题名称用于高速钻床轴的线性驱动装置系别职业技术教育学院专业机械工程及自动化数控班级机自学号姓名黄广平指导教师吴德林丁黎光年月日广西工学院毕业设计论文开题报告课题名称用于高速钻床轴的线性驱动装置系别职业技术教育学院专业机械工程及自动化数控班级机自学号姓名黄广平指导教师丁黎光吴德林年月日课题研究的意义随着计算机通信设备数字消费电子工业和汽车电子工业对电子产品的多功能化小型化轻量化高密度和高可靠性的要求，使得印刷线路板向多层细线宽线距细通孔特殊功能方向迅速发展。为此，在有限的面积内需要布设更多的线和孔。这就要求高速数控钻床要具有更高的钻孔能力，针对这要求我对高数钻床轴进行设计，从而提高钻孔能力来适应板的钻孔要求等。课题研究的背景本课题的研究时基于高速数控钻床提高钻孔速度，所针对的高速数控钻床的具体情况如下该机床轴已经使用圆杆式直线电机，轴使用的伺服电机带动丝杆螺母副传动，由于丝杆的传动的极限性，所以轴不可能获得很高的加速度。签于此背景下来升级该机床的轴的驱动装置本课题的来源提高数控钻床的钻孔速度本课题研究的内容及目的本课题的内容是通过对高速钻床轴的传动装置进行重新设计改造，最终目标在于提高高速钻床的钻孔能力达到孔每分钟以上。本课题研究的进度计划月日月日从学校的松林数控设备深圳有限公司实习月日月日学习和汇编语言等设计所用到的软件与课程月日月日确定电路板轴结构与运动方式电脑控制界面月日月日用和汇编语言编写控制轴运动程序与相应的电脑控制界面月日月日整理资料编写论文本课题的预期研究成果本课题的预期成果在经过对高速钻床轴的驱动装置的设计，最终该机床的钻孔能力提高到孔每分钟以上并且实现轴的柔性运动。目录绪论概述轴