【正文】 I XXXXX 大學本科畢業(yè) 設計 基于單片機的簡易收款機的設計 學生姓名 所 在 系 專業(yè)名稱 班 級 學 號 指導教師 II 基于單片機的簡易收款機的 設計 學生 ： 指導教師 ： 內(nèi)容 摘要 :隨著全球信息化的發(fā)展 ,人們 的 生活水平 也不斷在 提高，人們所需要的 商品 也越來越多，各 大 規(guī)模的超市也 隨之涌現(xiàn) ，超市里的商品品種和數(shù)量數(shù)不勝數(shù)，以致于不可能完全 依靠 人來管理。 本設計正是基于此 ,解決超市 人工 收款任務 不方便的問題 .本設計是 基于 Atmel 公司 AT89C51 的簡易超市收款機控制 的設計 。通過 4X4 矩陣鍵盤，液晶顯示器（字符型 1602），串行鐵電存貯器（ 24C64），串行通訊口和單片機（ AT89C51）的配合，以程控的方式完成收款的目的 ,系統(tǒng)采用 Atmel 公司 1989 年生產(chǎn)的 AT89C51 單片機為核心控制器 ,完成簡易超市收款機的基本功能。 通過矩陣鍵盤輸入商品號 ,系統(tǒng)經(jīng)過一系列的分析處理 ,輸出商品號 ,數(shù)量 ,單價和總價等基本信息 . 關(guān)鍵詞 : 矩陣鍵盤 字符型液晶顯示 鐵電存貯 I2C III Simple cash register based on singledesign Abstract: With the development of global information, people39。s living standards have also continued to improve, people need more and more merchandise, the largescale supermarkets also the emergence of the supermarket variety and quantity of merchandise just to name a few that do not may pletely rely on to manage people. The design is based on this, the settlement of receivables design artificial supermarket. through the 4X4 matrix keyboard, liquid crystal display (character 1602), serial ferroelectric memory (24C64), using Atmel Corporation 1989 production AT89C51 singlechip microputer as the core controller, plete the summary of the basic functions of supermarket cash registers, through the matrix keyboard inp ut No. merchandise, the system through a series of analytical processing, the output of goods number, qua ntity, unit price, total price of such basic informa tion. Key words： Matrix keyboard character LCD ferroelectric memory I2C IV 目 錄 一 、引言 ....................................................... 1 （一）本設計的背景 ................................................. 1 （二）本設計的目的和意義 ........................................... 1 二、總體方案設計 ................................................ 2 （一）方案 設計 ..................................................... 2 （二）方案論證與選擇 ............................................... 2 三、系統(tǒng)硬件電路設計 ............................................ 4 （一）單片機及其外圍電路設計 ....................................... 4 （二）鍵盤電路的設計 ............................................... 5 （三）、顯示電路的設計 .............................................. 6 （ 四）存儲器電路的設計 ............................................ 10 （五）串行通信接口電路的設計 ...................................... 12 四、系統(tǒng)軟件程序設計 ........................................... 14 （一）單片機內(nèi)部數(shù)據(jù)處理程序 ...................................... 14 （二）鍵盤處理程序 ................................................ 15 （三） LCD 液晶顯示程序 ............................................ 16 （四）串口通信程序 ................................................ 17 （五）存儲器程序 .................................................. 18 五、設計總結(jié) .................................................. 19 六、致謝 ...................................................... 19 附錄 .......................................................... 20 附錄一 硬件原理圖 ................................................. 20 附錄二 硬件 PCB 圖 ................................................. 21 附錄三 原程序代碼 ................................................. 22 參考文獻 ...................................................... 30 1 一 、 引言 （一）本設計的背景 當前 ， 單片機被廣泛地應用于人們生活的各個領域。單片機實際就是一臺微型計算機，雖然功能沒有普通的計算機那么強大，可是它的體積很小，在很多場合下普通計算機不能完成的工作，單片機卻能出色的完成。單片機是一種集成電路芯片，采用超大 規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)字處理能力（如算術(shù)運算，邏輯運算，數(shù)據(jù)傳送，中斷處理）的微處理器（ CPU），隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），只讀程序存儲器（ ROM），輸入輸出電路（ I/O 口），可能還包括定時計數(shù)器，串行通信口（ SCI），顯示驅(qū)動電路（ LCD 或 LED 驅(qū)動電路），脈寬調(diào)制電路（ PWM），模擬多路轉(zhuǎn)換器及 A/D 轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊單塊芯片上，構(gòu)成一個最小然而完善的計算機系統(tǒng)。由此來看，單片機有著微處理器所不具備的功能，它可單獨地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，這是單片機最大的特征。單片機在外觀上與常見的集 成電路塊一樣，體積很小，多為黑色長條狀，條狀兩側(cè)各有一排金屬引腳，可與外電路連接。只需在電路中添加少許元器件，通過編寫程序就可以實現(xiàn)多種功能的單片機自動控制。比如說，單片機接上鍵盤可以進行信號輸入；接上顯示器可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示；接上喇叭可以實現(xiàn)聲音輸出等等。由于單片機體積小巧、功能強大、應用靈活、價格便宜，所以應用十分廣泛。 隨著人們的生活水平的不斷提高，對各種圍繞人們生活圈的設備要求也是越來越高，同時隨著工業(yè)化大發(fā)展，一切家用設備、工業(yè)設備和商業(yè)設備都要求智能化，傻瓜化，比如說數(shù)碼相機，全自動洗衣機，電冰箱 等；工業(yè)自動化設備，那就是太多了，數(shù)控機床，智能化生產(chǎn)線等等；商業(yè)設備也是一樣，自動取款機，自動條碼檢測系統(tǒng)，自動收款機等等。伴隨著人們生活水平的提高，人們所需要的必須品也越來越多，各種規(guī)模的超市也數(shù)不勝數(shù)，超 市里的商品品種和數(shù)量也太多，以致于不可能完全用人來管理。本設計 正是基于此，研究超市現(xiàn)在流行的簡易收款機。 （二）本設計的目的和意義 超市收款機的主要任務就是，將各種商品的基本信息存貯起來，當識別到外部輸入的商品后，自動調(diào)出相關(guān)信息，比如說，商品的名稱，商品貨號，商品單價，商品數(shù)量。通過用單價來乘上相應 的商品的數(shù)量，計算出商品總價，來達到收款的目的，完成整個 收款的 過程。根據(jù)上述，本設計的目的就是要完成超市收 2 款機簡單的基本信息存貯，鍵盤輸入數(shù)據(jù)，顯示器顯示相關(guān)內(nèi)容，數(shù)據(jù)能夠和 PC機通信的功能。 二 、 總體方案設計 （一） 方案設計 總體電路設計應該完成五個部分電路： 單片機及外圍電路， 鍵盤電路，顯示電路， 存儲器電路， 串行通信接口電路。單片機采用較流行的八位機 AT89C51，根據(jù)內(nèi)部的特性，完全能滿足功能要求；因為需要輸入的數(shù)字量比較多，所以鍵盤采用 4X4 矩陣鍵盤；顯示器使用液晶顯示器；存儲器 采用鐵電存儲器，操作方便，可靠，掉電可保存數(shù)據(jù)。 圖 1 為電路組成框圖。 圖 1 系統(tǒng)組成框圖 （二） 方案論證與選擇 1． 鍵盤模塊的選擇 鍵盤的作用有兩個， 一 是輸入數(shù)據(jù)，二是功能操作。 基于此，有很多種方案實現(xiàn)這一操作。 方案一、采用直接式獨立按鍵操作。這種方案的操作過程，就是直接從單片機 I/O 口引出通上拉電阻，接一按鍵，當按鍵按下時，單片機該端口為“ 0”，單片機通過對此端口邏輯“ 0”判斷，來完成按鍵的識別，達到數(shù)據(jù)的輸入，功能的實現(xiàn)。從這一過程可知，完成 任務需要單片機很多 I/O 口，花費了很多 CPU資源，此種方案不可取。 方案二、矩陣鍵盤。矩陣鍵盤，這里采用 4X4 矩陣鍵盤，一共有 16 組情況，實現(xiàn)的方法也是利用單片機的 I/O 口，通過上拉電阻相接， 4X4 正好用到了單片機一個端口。采用這種方案既節(jié)約資源又方便，而且能夠滿足本設計的需要。 單 片 機 AT89C51 矩陣 鍵盤 數(shù)據(jù) 存儲器 LCD 顯示器 串行 通信口 3 綜上所述，在本設計中采用方案二。 2． 顯示電路模塊的選擇 顯示電路的主要任務是反應出操作結(jié)果和相關(guān)商口的信息。根據(jù)此，有四種方案可完這一工作。 方案一，可用七段共陽極 LED 數(shù)碼顯示，將商口名稱、單價等顯示出來，可以完成，將多個 LED數(shù)碼管的段選線相應并聯(lián)在一起，由一個 8 位 I/O 口控制，而各位的共陽極或共陰極分別由相應的 I/O 口線控制，實現(xiàn)各位的分時選通，這就是動態(tài)掃描顯示方式，采用動太掃描顯示方式，每一位 LED的選通時間為 12MS。這個時間不能太短，因為發(fā)光二極管從導通到發(fā)光有一定的延時，導通時間太短，發(fā)光太弱人眼無法看清，這個時間也不能太長，否占用 CPU 時間太長，由于人眼有視覺暫留現(xiàn)象，只要每一位顯示時間足夠短，就能夠造成多位同時顯示的假象，每一位顯示的時間間隔不能超過 20ms，若時間間隔太長，就會造成閃爍現(xiàn)象，采用動態(tài)掃描方式 ，可降低功率消耗。此系統(tǒng)，所需數(shù)碼管較多，操作麻煩，并且不直觀，當然其發(fā)光數(shù)碼管價格較便易。在本系統(tǒng)中，此方案不可取。 方案二，用 LED 數(shù)碼管矩陣方式顯示，這種方案的顯示的原理和方案一都差不多，用 16X16 點陣排列，將字型分成上下兩個半部，上半部 16 列，每列用一個字節(jié)表示（ 8 個點），下半部也是 16列，每列也用一個字節(jié)表示（ 8個點），因此每個字需要 32 個字節(jié)來表示。當然這樣主就可以顯示漢字，但時和單片機相連較為復雜，本系統(tǒng)要許多塊這樣的 16X16 點陣，同時這種 LED 點陣方式顯示，造價較高，作為本電路，也是不可 取的。 方案三，采用帶中文字庫的 LCD 液晶顯示器來完成顯示， 128X64 這種顯示器作為本系統(tǒng)設計，當然最好。便考慮到系統(tǒng)成本的問題，帶中文字庫的 LCD 價格一般都比較貴，采用這種方案，勢必會增加設計成本。本文也不采用這種方案。 方案四，采用兩行字符型顯示器，這種顯