数控系统专用键盘设计

摘要

随着计算机控制技术的发展，充分利用PC的软、硬件资源，已经成为各国数控设备生产厂发展数控系统十分重要的一种方法。本次设计利用了计算机的PS/2键盘接口，为数控系统设计了一种专用键盘。

本设计考虑到系统设计成本，使用灵活性等因素，硬件部分采用AVR单片机Mega48模拟PS/2双向同步串行协议，与计算机通讯。为了使用方便，键盘采用4X4矩阵结构，通过排线与单片机连接。同时本设计采1602液晶屏显示接收到的主机命令以便调试。

键盘程序设计部分，本设计主要介绍了PC键盘和键盘接口的PS/2通信协议和如何用Mega48来模拟PS/2的这种双向串行协议，给出了软件设计流程图及部分源程序。该专用键盘成功实现了与计算机的双向通信，并且可以通过专门的数字控制软件来控制数控系统的运转。

关键词：数控，专用键盘，协议，接口

I

湖南工业大学本科生毕业设计

ABSTRACT

With the development of computer control technology, and in order to make full use of PC software and hardware resources, NC has become equipment manufacturers CNC system development as a very important way. The design of the computer use of PS / 2 keyboard interface, NC system for the design of a special keyboard.

The design of the system design costs, the use of factors such as flexibility, hardware used A VR Mega48 simulation PS / 2 two-way synchronous serial agreements with computer communications. To use, the keyboard using four X4 matrix structure, through arrangements with the line connecting SCM. In addition, the 1602 was designed with LCD screen show host received an order to debug.

Keyboard Design, The main design on the PC keyboard and the keyboard interface of the PS / 2 communication protocol and how to simulate PS/2 of this two-way serial protocol, gives the flowchart design software and some source. The special keyboard with the successful realization of the two-way computer communications, and through special digital control software to control the operation of the CNC system.

Keywords: Numeric control, Special keyboard, Protocol, Interface

II

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目录

第1章绪论 (1)

1.1 课题研究背景 (1)

1.2课题研究的目的和意义 (2)

1.3研究方法与预期结果 (2)

第2章键盘接口及其通讯协议 (4)

2.1连接器 (4)

2.2 简略描述 (5)

2.2.1 PS/2传输规范 (6)

2.2.2 数据格式 (6)

2.3 设备到主机的通讯 (6)

2.4 主机到设备的通讯 (8)

2.5 PS/2键盘接口 (11)

2.5.1 相关历史背景 (11)

2.5.2 IBM 通讯协议 (13)

2.5.3 键盘扫描码 (13)

2.5.4 键盘的复位 (14)

2.5.5 通信命令字 (15)

第3章总体方案设计 (19)

3.1 总体方案介绍 (19)

3.2 总体设计框图 (19)

3.3 专用键盘整机电路原理图 (19)

第4章硬件电路设计 (20)

4.1 时钟和复位电路 (20)

4.1.1 时钟电路 (20)

4.1.2 复位电路 (21)

4.2 编程下载电路 (22)

4.3 PS/2接口电路 (23)

4.4 液晶显示电路 (23)

III

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第5章 Mega 48简介 (24)

5.1 通用I/O 口 (24)

5.2 熔丝位设置 (26)

第6章软件设计 (28)

6.1 主监控程序设计 (28)

6.2 中断服务例程 (29)

6.3 键盘扫描程序 (29)

6.4 发送与接收一个字节 (29)

6.5 显示接收到的命令 (29)

结论 (32)

致谢 (33)

参考文献 (34)

附录1 设计原理图 (35)

附录2 第二套键盘扫描码 (36)

附录3 部分源程序清单 (37)

附录4 英文资料及翻译 (39)

IV