论文导读：微型计算机的作图命令通过通信接口发送给控制器（单片机系统），控制器将命令进行分析，并调用相应的绘图子程序。图2是X—Y绘图仪硬件电路原理图。
关键词：X—Y绘图仪，单片机，步进电机，接口电路
 一、X-Y绘图仪的基本工作原理
X-Y绘图仪的机械特性主要包括平台、X/Y坐标尺Lx和Ly、X/Y传动丝杠驱动坐标尺的步进电动机Mx/My、绘图笔、控制器和微型计算机接口等。（图1）
平台是用于固定绘图纸的台面。两个坐标尺可在绘图区域内双向运动，绘图笔位于两坐标尺的交点(PEN)处，X—Y坐标尺的位置确定了绘图笔的位置，可用（X，Y）坐标对来表示其位置。绘图笔的抬起和落下用继电器控制。传动丝杠实现步进电动机到坐标尺之间的传动，将步进电动机的旋转角度转换为坐标尺的直线运动。论文检测。
步进电动机的特点是每当给定一个脉冲，电动机的转子将转动一个固定角度，或者说步进电动机转子的旋转角度与励磁电脉冲数成比例。本系统选用了双向步进电动机，角度的顺时针和逆时针旋转可分别控制。
微型计算机的作图命令通过通信接口发送给控制器（单片机系统），控制器将命令进行分析，并调用相应的绘图子程序。该程序的功能是驱动X和Y方向上的步进电动机，使两个坐标尺按规律地移动，将画笔移至要求的位置。同时控制器通过笔头继电器控制绘图笔的起落，从而完成各种绘图命令所给定的操作。绘图的分辨率即X向和Y向上单位长度上所能区分出的最多点数，由步进电动机单拍角度（脉冲当量）和丝杠的导程决定。
二、 X—Y绘图仪系统的硬件设计
硬件电路设计主要包括：8051单片机系统，步进电动机驱动电路，绘图笔的起落控制电路。图2是X—Y绘图仪硬件电路原理图。
图2 X—Y绘图仪原理图。
1．805l单片机系统
由于单片机体积小、重量轻、价格便宜，所以本系统中采用8051单片机，其原理图如图2所示。805l内部有4KB的R0M，128字节的RAM，所以一般都要根据系统所需存储容量的大小来扩展ROM和RAM。74LS373作为地址锁存器，锁存EPROM 2764的低8位地址。EPROM2764芯片是本系统的程序存储器，容量为8KB，它的片选接低电平，始终有效。EPROM2764的地址范围为0000H—1FFFH。
2．步进电机驱动和绘图笔控制电路
步进电动机的控制信号由8051的P1口提供，其中P1.0～P1.2分别控制步进电动机Mx的顺时针和逆时针旋转，P1.3～P1.5分别控制步进电动机My的顺时针和逆时针旋转。P1.6输出驱动继电器控制绘图笔的起落。输出高脉冲时绘图笔落下，否则抬起。论文检测。
2．串行接口
PC机与8051的串行通信采用RS-232标准。
三、 X—Y绘图仪系统的软件设计
a)主程序流程图 b)串行中断服务程序流程图图3 X-Y绘图仪程序流程图软件设计包括主程序、串行中断服务程序和多种绘图子程序的设计。主程序和串行中断服务程序流程图如图3所示。
X-Y绘图仪程序流程图说明：一条绘图指令占16字节，第一字节为所绘制图形代码（0～9）。20H单元存放绘图忙标志，（20H）=00H表示无绘图命令，（20H）=01H表示正在绘图。2FH单元存放图形代码（0～9）。30H～3EH单元为绘图命令缓冲区。
四、结论
传统的机械式X-Y绘图仪虽然价格较低,但由于采用手动,除精度和效率较低外,其潜在的功能未能得到充分利用。论文检测。为了适应现代化生产的需要,本文利用PC计算机的软件和硬件资源，对X—Y绘图仪系统进行了机电一体化设计，将机械系统与微机控制系统有机地结合在一起．阐述了本系统的设计步骤和要点。本系统用单片机8051构成X-Y绘图仪控制系统，具有精度高、速度快、性能稳定和电路简单且工作可靠等特点，具有很好的使用价值。
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