MACH软件是一种功能强大的数控模拟软件，其作用类似于运动控制卡，主要是利用PC的资源来完成G代码的解释，加工点坐标位移量的计算，译码、刀补、插补、加减速控制及各个轴位移脉冲的发送。需要设计配套控制系统来完成各个轴脉冲的接收及发送限位、原点开关的信号给MACH控制软件，同时对雕刻轴的运动进行驱动。目前在数控铣床和雕刻机等控制方面得到广泛的应用，特别是为个人提供了一种经济型雕刻机的设计思路。采用MACH软件的方案中，着重讨论控制部分的设计。
1CNC雕刻机的接口电路设计11雕刻机的控制系统方案雕刻机的控制系统包括电源模块、MACH软件输出接口模块及步进电机驱动模块三大部分，其构成如雕刻机控制电路总体结构2PC机并行口管脚定义4位、8位、增强并行口EPP和扩展并行口ECP标准并行打印机口使用是25针D形接头，有12位的数据输出通路，管脚分别为1~9、141617；有5位的数据输入通路，管脚分别为：10~13、14管脚18 ~25定义接地。MACH软件对雕刻机的控制信号全部是通过这12个输出管脚和5个输入管脚控制，由于MACH软件没有标准的控制接口定义，所以必须制定接口板的控制信号，通过对MACH的软硬件接口界面设置，使输出信号符合接口板要求。
13并口的定义和接口板的设计步进电机控制芯片需要3个信号：脉冲信号CLOCK、使能信号ENABLE、方向信号DIRECTOR定义管脚1、142为X轴步进电机3个驱动信号；3、16、4为Y轴电机驱动信号；5、17、6为Z轴电机驱动信号；7、8、9为A轴电机驱动信号，10、11、12、13为各个轴的原点接口定义；15为急停开关接口定义；MACH软件最多可支持6轴驱动，考虑接口板的可扩展性定义第4轴作为预留接口。
接口板分为计算机控制并口电路和手动控制电路两大部分，并口电路主要作用按照管脚定义把各轴的控制信号输出到驱动板接口插座上，设计时考虑到计算机并口的传输过程信号畸变，选用2片74HC244单向总线驱动器芯片，对并口的输出信号进行整形，增加后续电路驱动能力并对逆向传输信号隔离；同时选用5个TLP521光耦对原点和急停开关输入信号进行隔离，防止损坏并口；所有并口的输出输入线都需上拉一个47沿的电阻，以增加引脚的驱动能力。
手动控制电路主要作用是为了在没有机械手轮情况下，方便调整雕刻头的位置而设计。其主要电路组成：为555芯片组成的脉冲产生电路，主要作用是产生电机的脉冲驱动信号，每个轴用2个不带自锁的单刀双掷开关，控制电机使能信号ENABLE、方向信号DRECTON3个信号输出到74HC244各个轴的控制引脚，从而使电机正反转。2片74HC244构成驱动隔离电路，把各个轴的控制信号隔离并驱动，用1个带自锁单刀双掷开关来控制2组74HC244的1和19脚，达到切换计算机和手动控制驱动电路目的。
14直流电机PWM调速电路该直流电机调速电路由555组成的多谐震荡电路、单稳态触发器及比较电路组成如所示，由多谐震荡电路的计算公式可得出：脉冲宽度t=3.325mS间隔时间=0.033ms频率298H单稳态触发器的暂稳态时间=0776ms当调节Rpn电位器的时候，单稳态触发器5脚的控制电压发生变化，随着电压的降低，暂稳态时间变小，电流驱动管RF3205导通的电压时间变小，电机转速变慢，这样电机转速随着单稳态触发器3脚输出高电平的宽度而变化，就是PWM调速。当Rp调节到大约在0.65V时候，比较器LM311输出低电平，单稳态触发器被复位，3脚输出低电平，电机被关掉，该电路可实现电机从零到22000r/min的速度连续可调节。设计印制板电路需要注意电机驱动电源和地线走线足够宽，才能保证走线不会烧断。
2步进电机驱动电路设计T6560步进电机驱动电路主要包括3部分电路：控制信号隔离电路、TB6560外围电路和自动半流电路。
离后和芯片连接（隔离电路未画出）防止电机干扰和损坏接口板电路及计算机并口，同时对信号整形。对CL、CW信号，要选择中速或高速光耦，保证信号耦合后不发生畸变，影响电机驱动，同时也保证驱动板能满足更高脉冲频率驱动要求。本设计中选择2片6N137高速光耦隔离CLK、CW和1片TLP521普通光耦隔离ENABLE信号，注意光耦的同向和反向输出接法。如所示为TB6560外围电路，芯片有2组电源，逻辑电源5V和电机电源28X最大值不能超过6V和40X以免损坏芯片，电机应用电压范围推荐为4 5~34V提高驱动电压可大电机在高频范围转矩的输出，电压选择要根据使用情况而定，VDD、VMB、VMA为逻辑电源和电机电源管脚，MO、PROTECT为工作状态和过流保护指示灯，RESET为芯片复位脚，低电平有效。M2、M1为细分设置引脚，外接拨码开关可设定不同的细分值，可设定整步、半步、1/8细分、1八6细分。由于步进电机在低频工作时，会有振动大、噪声大的缺点，需要细分解决。步进电机的细分控制，从本质上讲是通过对步进电机励磁绕组中电流的控制，使步进电机内部的合成磁场为均匀的圆形旋转磁场，从而实现步进电机步距角的细分，一般情况下，合成磁场矢量的幅值决定了步进电机旋转力矩的大小，相邻两合成磁场矢量之间的夹角大小决定了步距角的大小。DCT2DCY1外接拨码开关设置电流衰减模式，0、25%、50%、100%用于满足不同的步进电机需要，由于电机本身状况、供电电源状况及脉冲频率等其他因素影响，可能会导致步进电机产生高频噪声，通过电流衰减模式的设置减小甚至消除这种噪声，如所示：衰减模式为0和设置衰减模式为50%时线圈电流的变化，可看出波形具有明显的改善。
衰减为0和衰减50%电机电流对比自动半流电路：NFA、NFB分别为电机AB相最大驱动电流定义管脚，最大电流计算公式为UT（A北京：北京航空航天大学出版社，2000高精度数字式激光器恒温控制系统。国外电子测。电子测量与仪14位200MSPS三段式电流舵D/A转换器的设计。TDSHIBA（上接第61页）孙明磊，张融。规则图像特征的标准互相关相似函。北京航空航天大学学报，2⑴8郭晓松，孔祥玉，杨必武。基于连通域的模板匹配法用于字符识别的算法研究。计算机工程与应用，2002124647.任柯昱，唐丹等。基于字符结构知识的车牌汉字快速识别技术。计算机测量与控制，2⑴513（6）：592-594宋建才。字符结构知识在车牌识别中的应用。
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