一、引言
不论是在制造业还是在修理业，为了保证机件正常运转，达到预定的工作性能和使用寿命，在安装联轴器时，一必须对联轴器两轴进行调整，使之具有较高的同轴度。过去，通常采用的传统方法需要操作者利用厚薄规、直尺和百分表等简单的工具，凭借自己熟练的测量技术和丰富的对中校正经验，通过反复多次测量、调整才能使两轴达到一定的同轴度。采用传统方法进行对中校正工作时，存在着费时、费力、工作效率低等问题，针对这一问题，我们研制了数字式发动机中心线校正测量仪。数字式发动机中心线校正测量仪取代了人工测量时经验不足的弊端，并使测量数据精整。本文作者参加了数字式发动机中心线校正测量仪的软件及硬件设计。现重点将数字式发动机中心线校正测量仪的软、硬件设计介绍给读者，供大家参考。
二、中心线校正原理简介
若乙轴中心线比甲轴中心线低或高一个H值，从而产生径向轴差，如图1所示。设A代表径向间隙，上径间隙为A上，下径间隙为A下，则A上>A下，为使甲、乙两轴同轴，应将乙轴向上移一个H值，移动后，上径间隙和下径间隙便相等。
从公式(1)中便可求出为消除径向偏差应改变的机件调整垫厚度，计算结果H为正值，则加垫;H为负值，则减垫。若乙轴相对甲轴倾斜一角度，从而产生端面偏差。如图2所示。
设B代表端面间隙，CC，为乙轴尾部调整垫厚度，nn‘为乙轴头部调整垫垫厚度，则
从公式(2)和(3)可求出为消除角位移应改变的头垫和尾垫的厚度，计算结果为正则加垫，为负则减垫。由于中心线往往是既有径向轴差，又有端面偏差，在校正时必须同时考虑，此时公式表示如下:已知R、L、M值
三、硬件设计
本设计的系统组成主要有两大部分:测量头和主机。其原理如图3所示。测量头用于采集中心线对中偏差信号，由径向和轴向传感器组成。主机用于对取得的信号进行处理和计算，由8031单片机、并行1/0扩展口、键盘、显示器等组成。由键盘输人各键功能，传感器采集在各位置测出的位移信号，经A/D转换器后输人微处理器，经计算后送显示器显示。
下面对硬件电路作一介绍。
1.8031单片机
(1)I/O接口
8031单片机有四个8位的I/O口，即:P0P1P2和P3口。电路中8关1单片机的P0口分时地作为低8位地址线和8位数据线使用，并用来连接ADC0809和I/O扩展口8155。Pl口未用。P2口中的P2.o-P2.4作为外接存储器的高5位地址总线，P2.7用于驱动发声电路，P2.6连接8155的丽脚产生片选信号，P2.0有来选通ADcos的，控制产生START信号和OE信号，P3口为控制口，其中P3.2为外部中断。输人线，P3.6为外部RAM写选通脉冲输出线，P3.7为外部RAM读选通脉部冲输出线。
(2)时钟电路
在8031单片机的XTALl和XTAL2引脚外接晶体振荡器，晶振频率选用6 MHz，电容为30PF。
(3)复位电路
当8031单片机的复位引脚RESET上聘出现10 MS以上的高电平时，单片机便复位，电路中设计采用上电复位与按钮复位组合方式，并同时将8155复位。
(4)程序存储器EPROM的扩展
电路中选用的芯片为2764EPROM需用13根地址线，P。口的8条线作为数据线接EPROM的数据线。。一。7。P。的8条线也接到74工5373锁存器，用A工E选通锁存器，锁存器输出接EPROM的A。一A7，另外选5条PZ口线到E-PROM高位地址输人。
2.ADC0809
电路中利用丽十P2.。产生AcDosog的sTART信号和AIE信号，用丽+P2.。为ADCo809的输出允许信号。当A/D转换结束时，ADCosog发出EOC信号，经反相器送至8031单片机的中断请求输人端INTO申请中断。
3.8155可编程并行1/0扩展口
8155可编程并行I/0扩展目是MCS一51系列单片机中常用的一种接口芯片，它具有三个I/O端口，即A口和B口，还有一个6位的C口。电路中8工55的A口为输出方式，服务于显示器;B口为输人方式，服务于键盘;C口为输出方式，分时地服务于这两者，电路中8155占用的口地址分别为:
4.单片机显示/键盘系统
电路中用发光二极管LED作为字形显示管件，并采用动态显示，段码由8155的A口输人，显示的位码由8155的C口输出的位码来控制。
要测量出被测量的轴的轴心线在空间相对于标准轴线的位移，传感器需要对被测轴的4点位置进行径向和端向测量，即在上下两点和左右两点测量，如图5所示。
主机将经传感器测量出的数据进行采集和计算后，显示出偏差量以及显示出在垂直面内应调整的高度和水平面内移动的距离。据此，键盘设置了托个按键，其中1个复位键，15个功能键。功能键平面图如图6所示。
5.中断系统:
外部中断源产生的中断请求信号先传送至D型触发器，由D型触发器将中断请求再传至8031单片机的INTO脚。8031单片机利用P1.0脚输出的低电平信号可使D型触发器置“1”从而撤消中断申请。
四、软件设计
1.主程序框图
程序框图见图7。在主程序模块中完成对并行扩展口8155的初始化、提示符显示、键扫描等待等工作，对所有按键进行查询，没有键按下，则继续显示提示符，当有键按下，便进人键功能软件控制，键功能程序是由散转指令控制选择的一组键功能模块，每个模块完成按键所指定的功能。根据散转指令，设置转移指令人口地址表，实现键功能程序的长转移。
2.4号键功能模块的程序框图
程序框图见图8。功能:计算上、下经差并显示结果。
3.8号键功能模块程序框图
程序框图见图9。功能:计算头垫调整值，并显示结果。由于键功能模块程序框图较多，这里就不一一介绍了。
结束语:
数字式发动机中心线校正测量仪在将装甲兵某部进行发动机中心线校正时进行了试用。经试用表明，该仪器测量精确，使用方便，若在进行发动机中心线校正时使用该仪器，则可使工作效率提闻将近1倍。同时对从事发动机中心线校正的技术人员的素质要求也大大降低，没有丰富的对校正经验的人员通过简单培训，借助于数字式发动机中心线校正测量仪即可胜任对中校正工作。数字式发动机中心线校正测量仪还可进一步改进，若对机械校正部分进行适当设计，则可将数字式发动机中心线校正测量仪改造成智能的发动机中心线校正仪。
作者：王亚明 李江伟
