【正文】 遼寧科技大學畢業(yè)設計（論文） 第 1 頁 第 1 章 緒 論 清分機是一種高端金融機具產(chǎn)品 ,于 20 世紀 90 年代中期進入我國，又稱為鈔票清分機、現(xiàn)金清分機、貨幣清分機、紙幣（鈔票、現(xiàn)金、貨幣）分選機。是一種專門用來清點、分選紙幣的金融機具。 課題 背景 四大國有商業(yè)銀行是大陸金融業(yè)的主體，也是大陸經(jīng)濟發(fā)展的主要資金供應者，紙幣處理量巨大。近幾年來，為更好地貫徹執(zhí)行人民銀行頒布的《人民幣“七成新”清分標準》、《不宜流通人民幣挑剔標準》和加強殘損人民幣回收工作，提高現(xiàn)金處理效率、降低處理成本、實現(xiàn)競爭優(yōu)勢，同時也為滿足銀行自動取款 ATM 及其他自助服務設 備配鈔的需要，中國工商銀行、建設銀行、農(nóng)業(yè)銀行及中國銀行等四大商業(yè)銀行在現(xiàn)金處理方面結合自身情況，引進國外先進的解決方案，加大集中清分力度，提高機械化清分比例，較大程度上推動了紙幣清分機的應用普及度。 四大商業(yè)銀行清分機使用部門對于清分機的需求類型，主要受現(xiàn)金日處理量和歷史配套機型決定。 四大商業(yè)銀行清分機使用部門需求何種清分機（小型機或中型機），主要由兩個因素決定：第一，清分中心現(xiàn)金日處理量。調(diào)查獲悉，中行應用中型機較少，農(nóng)行不用中型清分機，主要是由于其各現(xiàn)金清分中心日處理量小，一般配置小型機就能滿足日常 工作需要；第二，清分機歷史配套機型。由于習慣原因，清分中心的工作人員一般不喜歡經(jīng)常更換使用機型，在熟悉某種機型之后，如果該機器性能不錯，再次采購該機型的可能性非常大。因此，各需求部門之前配套的機型使用狀況會直接影響之后采購機型。 在中國 流通中鈔票殘損占比大，對鈔票的整點、挑剔、分版等工作，對于各商業(yè)銀行都是個棘手的問題。四大商業(yè)銀行目前仍有相當比例的現(xiàn)鈔整點挑剔工作仍然主要依靠繁重的手工操作進行，勞動強度大。但由于目前清分機在防偽檢測、殘幣檢測、缺角檢測、油墨檢測 ，清分速度 等功能上不同程度仍存在或多或少缺陷 ，部分工序仍然需要借助人工進行復點和核實工作，因此短期內(nèi)機械清分比例難以更大程度提高，清分機（包括中型清分機）應用受到一定的制約。 遼寧科技大學畢業(yè)設計（論文） 第 2 頁 本問設計主要工作 目前銀行對清分幾的類型需求趨向于小行清分機，小型清分機相對與中、大型結構上緊湊所以設計要求上就嚴格。 本文 針對清分機的清分速度進行設計，因為中國的流通幣殘損占比大，在無形中對清分機的速度有很大的影響，所以在分鈔時對清分機的機械上有很高的要求，在清分機的設計上紙幣通過鑒偽機構鑒別后通過系統(tǒng)對紙幣的要求將分到不同的倉內(nèi)，在分倉過程中由于設計小巧就要求內(nèi)部機 械結果調(diào)試的很精確，否則對中國的紙幣而言會造成卡鈔現(xiàn)象進而影響清分機的速度。所以最關鍵的部件就是撥叉，而我們做的就是對 控制撥叉 運動 的系統(tǒng)。 我們在這次項目中應用的 AVR 單片機是很新穎的一種，它不僅價格低廉，可以節(jié)省很多開發(fā)費用，而且內(nèi)部存儲器的擦寫可達到 10000 次以上，不會產(chǎn)生報廢品。這里利用 AVR 單片機完成對旋轉磁鐵的控制實現(xiàn) ATM 幣在清分機中的分配。 通過自制的 ISP 下載線與電腦之間的鏈接，將電腦中的程序文件輸入到單片機中，實現(xiàn)分配。 遼寧科技大學畢業(yè)設計（論文） 第 3 頁 第 2 章 清分機功能 清分機 具有清分、 整理、鑒偽、計數(shù)計值四大功能 。 清分功能 ： 能夠進行 ATM 配鈔清分、流通幣新舊清分、面值清分、 版別清分、殘損幣清分（包括臟污、膠條、折角、缺角、孔洞等清分） 。 （ 1） 條件清分（分單、雙面值）：即對流通幣的新舊、挑殘。 （ 2） 整理清分：即將一種幣種的 4 個面進行清分，一次完成規(guī)整為一個面。 （ 3） 面值清分：（分版，分年版 ，混版 ） 。 （ 4） 混點清分：即將混合的不同面值進行歸類清分并有計數(shù)功能。 整理功能 ：能夠對錢幣正反面、正反向的整理，通過整理可實現(xiàn)錢幣的同一面向和同一方向 。 鑒偽功能 ：能夠準確識 別假幣和變造幣；通過 UV 紫外光傳感器 +IR 紅外線傳感器 +MG 磁性傳感器 +光學 +測厚等全新智能鑒偽技術綜合應用，能夠快速解決新版擴充及對防偽技術更新的問題，可滿足用戶多樣性的需求 。 計數(shù)計值功能 ：能夠快速、準確的計數(shù)計值。 隨著圖像采集和識別技術的發(fā)展 ,它已經(jīng)成為提高當前紙幣清分機清分能力的重要手段。圖像采集和識別技術主要實現(xiàn)紙幣的面額、版本、面向及新舊殘缺清分 ,要求具有實時、高速以及高可靠性。針對紙幣清分機的特點 ,基于數(shù)字圖像處理、模式識別、以及數(shù)字信號處理等先進理論 ,結合當今在相應領域的最新發(fā)展應用 技術 ,采用 DSP 與FPGA 作為清分機圖像處理子系統(tǒng)的硬件結構 ,使整個系統(tǒng)的靈活性和實時性得以提高 ，中國清分機將 打開中國通向世界尖端領域的又一扇窗。 遼寧科技大學畢業(yè)設計（論文） 第 4 頁 第 3 章 系統(tǒng)設計構思 設計要求 （ 1） 進入主倉要求下?lián)懿嬉晃弧? （ 2） 進入副倉要求上撥叉一位 ,下?lián)懿娑弧? （ 3） 進入退幣倉要求上撥叉二位 ,下?lián)懿娑弧? 上撥叉與下?lián)懿?工作 原理 紙幣 通過 —— 鑒偽判定 —— 分倉光控 信息 —— 主控板 控制信號 — — 驅動板 —— 旋轉磁鐵（撥叉）—— 分倉 模塊方案 與簡介 鑒偽模塊 簡介 清分機的鑒偽功能 UV 紫外光傳感器 、 IR 紅外線傳感器 、 MG 磁性傳感器 、光學 在我們的設計中屬于上倉機構；測厚 為單獨的測后機構。 電器 功能 ： 紅外與熒光 —— 測紙質(zhì) 同步 ————— 與碼盤配合測紙寬 小磁頭 ———— 測磁性油墨 大磁頭 ————— 測安全線 圖象傳感器 ——— 測尺寸、新舊、孔洞等 測厚 —————— 膠條、折角等 遼寧科技大學畢業(yè)設計（論文） 第 5 頁 控制器模塊 簡介 采用 Atmel 公司的 ATmega16L 單片機作為主控制器。 ATmega16L 單片機的特點是：16K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash（具有同時讀寫的能力，既 RWW）， 512 字節(jié) EEPROM， 1K字節(jié) SRAM， 32 個通用 I/O 口接線， 32 個通用工作寄存器，用于邊界掃描的 JTAG 接口，支持派內(nèi)內(nèi)調(diào)試與編程，三個具有比較模式的靈活的定時器 /計數(shù)器（ T/C），片內(nèi) /外中斷，可編程串行 USART，有起始條件檢測器的通用串行接口， 8 路 10 位具有可選差分輸入級可編程增益（ TQFP 封裝）的 ADC，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗頂時器，一個 SPI串行接口，以及六個可以通過軟件進行選擇的省電模式。 工作于空閑模式的 CPU 停止工作，而 USARP、兩線接口、 A/D 轉換器、 SRAM、 T。 C、SPI 端口 以及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作 ； 在省電模式下，異步定時器繼續(xù)運行，允許用戶保持一個時間基準，而其余功能模塊處于休眠狀態(tài)； ADC 噪聲抑制模式時終止 CPU 和除了異步定時器與 ADC 以外所有 I/O模塊的工作，以降低 ADC 轉換時的開關噪聲； Standby 模式下只有晶體或諧振振蕩器運行，其余功能模塊處于休眠狀態(tài)，使得器件只消耗極少的電流，同時具有快速啟動能力； 擴展 Standby 模式下 則允許振蕩器和異步定時器繼續(xù)工作。 端口介紹 端口 A 作為 A/D 轉換器的模擬輸入端。 端口 A 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱 的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。在復位過程中，即使系統(tǒng)時針還未起振，端口 A 處于高阻狀態(tài)。 遼寧科技大學畢業(yè)設計（論文） 第 6 頁 端 A 第二功能 （ 如 表 ） 所示 表 A 第二功能 端口 B 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。在復位過程中，即使系統(tǒng)時針還未起振，端口 B 處于高阻狀態(tài)。 端口 B 第二 功能 （ 如 表 ） 所示 表 端口 B 第二功能 端口 C 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。在復位過程中，即使系統(tǒng)時針還未起振，端口 C 處于高阻狀態(tài)。如果 JTAG 接口使能，即使復位出現(xiàn)引腳 PC5（ TDI）、 PC3（ TMS）、與 PC2（ TCK） 遼寧科技大學畢業(yè)設計（論文） 第 7 頁 的上拉電阻被激活。 端口 C 第二功能 （ 如 表 ） 所示 表 端口 C 第二功能 端口 D 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對 稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。在復位過程中，即使系統(tǒng)時針還未起振，端口 D 處于高阻狀態(tài)。 端口 D 第二功能 （ 如 表 ） 所示 表 端 口 D 第二功能 復位輸入引腳。持續(xù)時間超過最小門限時間的低電平將引起系統(tǒng)復位。持續(xù)時間小于門限時間的脈沖不能保證可靠復位。 反向振蕩放大器與片內(nèi)時鐘操作電路的輸入端。 反向振蕩放大器輸出端。 AVCC 是端口 A 與 A/D 轉換器的電源。不使用 ADC 時，該引腳應直接與 VCC 連接。使 遼寧科技大學畢業(yè)設計（論文） 第 8 頁 用 ADC 時 應通過一個低通濾波器與 VCC 連接。 ATmega16L 引腳示意圖（ 如圖 ） 所示 圖 ATmega16L引腳示意圖 倉機械模塊 簡介 （ 如 圖 ） 所示 底步倉為主倉 — 主要盛放 ATM 流通幣；中間倉為副倉主要盛放普通流通幣； 最上面?zhèn)}為退幣倉主要盛放殘損幣 ；撥叉位于主、副倉之間 圖 倉示意圖 遼寧科技大學畢業(yè)設計（論文） 第 9 頁 最終方案 經(jīng)過反復論證，我們最終確定了如下方案： （ 1）旋轉磁鐵 2 個，上、下?lián)懿娓饕粋€（已經(jīng)在機器上調(diào)整好位置）。 （ 2）采用 ATmega16L 單片機作為主控制器 控制磁鐵的旋轉方向 。 （ 3） 負載線 4 條（分別連接驅動板與旋轉磁鐵控制其一、二位 ） 系統(tǒng)的結構框圖（ 如 圖 ） 所示 （ a）驅動電路板 (b)旋轉磁鐵 (c)負載線 圖 結構框圖 遼寧科技大學畢業(yè)設計（論文） 第 10 頁 第 4 章 硬件實現(xiàn)及單元電路設計 驅動板電路的設計（旋轉磁鐵控制電路部分） SLDIY0816 單片機開發(fā)實驗器的電 路 原理圖（ 如 圖 ） 所示