【分享】经济型数控车床_2025第二组

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一、作品功能介绍
      本作品设计并实现了一套基于8051单片机的经济型两轴数控系统，主要用于控制数控车床在X-Y平面内的精确运动。系统具备直线和圆弧插补功能，支持手动与自动两种操作模式，可通过人机交互界面进行参数设置与状态监控。硬件上采用步进电机作为执行机构，配合滚珠丝杠实现高精度传动；软件上实现了DDA插补算法、电机控制逻辑和多级菜单交互界面。系统最终达到了±0.1mm的定位精度和3.75m/min的最高运动速度，适用于教育实训和低成本数控加工场景。
二、工作原理
      系统机械部分采用X-Y十字工作台结构，步进电机通过滚珠丝杠将旋转运动转换为直线运动。步进电机每接收一个脉冲信号即转动一个固定步距角（0.9°），带动工作台移动0.0125mm。控制系统以STC89C51单片机为核心，通过定时器中断生成脉冲信号，控制电机运动。用户通过矩阵键盘和迪文屏输入指令，系统解析后执行插补计算（直线或圆弧），生成目标坐标，并通过比较实际位置与目标位置输出脉冲信号驱动电机，实现精确轨迹跟踪。
三、设计思路
      1、硬件上采用STC89C51单片机作为控制核心，搭配ULN2003A驱动芯片控制步进电机，并通过矩阵键盘和LCD显示屏实现基本人机交互。电源模块提供稳定5V电压。
      2、软件采用前后台架构：定时器中断处理实时插补和脉冲生成，主循环负责键盘扫描与显示。插补算法选用DDA法，圆弧计算辅以查表优化，电机控制采用半步模式并结合梯形加减速以提升平稳性。
      3、GUI基于迪文屏设计为多级菜单，涵盖手动/自动模式切换、参数设置及亮度调节功能，通过触摸和按键实现直观操作。
四、工程代码和演示视频
      工程文件在附件当中。
      演示视频：https://www.bilibili.com/video/BV1wAeqz1Edg