【正文】 基于單片機的自動售貨機系統(tǒng)設計基于單片機的自動售貨機設計目錄摘要………………………………………………………………………………………………2Aastract………………………………………………………………………………………… 3一、自動售貨機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)……………………………………………………………………4……………………………………………………………… 4………………………………………………………… 5二、自動售貨機的功能介紹……………………………………………………………………6……………………………………………………… 6……………………………………………………… 7三、硬件接口電路………………………………………………………………………………7………………………………………………………………………… 8………………………………………………………… 9 投幣系統(tǒng)………………………………………………………………………………… 9……………………………………………………………………………10 LCD顯示………………………………………………………………………………… 10……………………………………………………………………………… 14 ……………………………………………………………………14…………………………………………………………………………………14………………………………………………………………14…………………………………………………………………………………… 24 出貨功能的描敘………………………………………………………………………… 24 出貨程序流程圖………………………………………………………………………… 24 找錢系統(tǒng)……………………………………………………………………………………25……………………………………………………………………………25…………………………………………………………………………………25 四、設計仿真……………………………………………………………………………………26 Proteus簡介………………………………………………………………………………… 26 仿真電路…………………………………………………………………………………… 26附錄………………………………………………………………………………………………33參考文獻…………………………………………………………………………………………48致謝………………………………………………………………………………………………49摘要本文詳細介紹了自動售貨機系統(tǒng)的方案設計、硬件選擇、軟件規(guī)劃和編寫，并重點描述了自動售貨機系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)設計、軟件編程的原則和技巧。該系統(tǒng)以單片機AT89C51芯片為核心，采用集中控制方式實現(xiàn)了對自動售貨機全過程的自動控制。本系統(tǒng)選擇獨立式鍵盤按鍵作為貨物選擇端，實現(xiàn)了投幣總數(shù)的顯示功能。此外，系統(tǒng)程序采用keil軟件進行程序的編寫和編譯，該軟件具有編程簡單、查錯方便、閱讀容易等特點。匯編語言是程序的基本語言，具有容易理解，便于記憶和使用等特點。關(guān)鍵詞：自動售貨機,AT89C51,LCD顯示The Vending Machine Design Based On MCUAbstrctThis paper describes a vending machine system design, hardware selection, software planning and preparation, and describes the focus of the work vending machine system theory, system design, software programming principles and techniques. AT89C51 in the system as the core chip, the realization of a centralized control of the vending machine39。s automatic control the entire process. Choice of the system as a standalone keyboard keys to choose the goods side, the realization of the coin shows the total number of features. In addition, the system program using keil software to prepare and pile procedures, the software programming is simple, convenient error checking, easy to read and so on. Assembly language is the basic language program with easy to understand, easy to remember and use and so on.Key words:Vending Machines,AT89C51,LCD Display一、自動售貨機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 自動售貨機是集光、機、電一體化的獨立機構(gòu)，它只需要顧客投幣和按購物鍵選擇即可自動售貨及退找零錢， 售貨機的工作原理是：（1） 從投幣口送入貨幣，然后通過傳感器采集數(shù)據(jù)、識別器判斷貨幣的真?zhèn)尾⑴袆e面值。（2）識別器把信息數(shù)據(jù)傳給通信模塊。（3）通信模塊與售貨機的主控系統(tǒng)通信，主控系統(tǒng)顯示面值，啟動售貨機的面板鍵，顯示出哪個貨道有貨，哪個貨道已經(jīng)售完，并等待顧客按鍵選擇商品。（4）顧客選擇商品后，售貨機自動把商品送出，等待顧客取走。（5）顯示余額，如果金額足夠多，顧客可以選擇找?guī)呕蛘呃^續(xù)買商品；如果款額不夠，售貨機經(jīng)過延時予以退幣。退幣分為兩種情況：一種是由貨幣識別器完成退紙幣，另一種是由硬幣的通信模塊完成退硬幣。（6）系統(tǒng)復零，完成售貨。綜合所述，售貨機系統(tǒng)可以分為三部分組成，即自動售貨機的控制子系統(tǒng)、通訊子系統(tǒng)、硬幣器子系統(tǒng)以及紙幣器子系統(tǒng)。其中控制子系統(tǒng)是本設計研究重點。 自動售貨過程的控制子系統(tǒng)簡述 控制子系統(tǒng)由以下四個部分組成，分別是預設自動售貨機系統(tǒng)、金額累計、可售指示和退幣系統(tǒng)、售完檢測系統(tǒng)、售出累計及自測功能系統(tǒng)。 預設自動售貨機系統(tǒng)。自動售貨機售出的同類商品可分為若干品種，其售前設定價格須預先寄存在控制系統(tǒng)內(nèi)。售貨機的價格設置由按鍵和存儲器組成。通過按鍵選擇被設價商品的種類及價格，并將價格寫入存儲器中，該存儲器本身具有掉電保護功能，屬于軟件設置方式。此外，在簡易售貨機中，由于出售商品的種類少，價格變化下，使用幣種單一，也可以用硬件設置價格，才用撥碼開關(guān)對應方式，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。 金額累計、可售指示和退幣系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的核心CPU對識幣、退幣、無貨檢驗及購貨信號進行循環(huán)檢查，當有識幣信號后，將金額數(shù)值送入金額累計存儲器中進行累計，并通過串行接口使可售指示燈亮，提示購貨。此時可以按下購貨按鈕，由于 CPU檢測到有購貨信號后，如金額累計器中的數(shù)值與預設價格相等，則通過并行擴展接口驅(qū)動電磁閥或者微電機驅(qū)動出商品，并將金額累計存儲器清零，完成一次售貨過程，如累計金額大于預設價格時，驅(qū)動商品后，相減差額由信號驅(qū)動退幣，實現(xiàn)退幣和找錢功能。 售完檢測系統(tǒng)。在自動售貨機商品存儲存道下方按照有接觸行程開關(guān)，當存儲存道有商品時，壓下行程開關(guān)，自動售貨機正常工作；當商品出售完畢時，行程開關(guān)被釋放，向CPU發(fā)出無貨信號，經(jīng)過檢測通過串行擴展接口向相應的售完指示燈發(fā)出信號，使機身“售完”指示燈亮，此種商品自動停售，即使投幣金額達到該道商品預設價格數(shù)值，可售按鈕仍然無法啟動信號，金額累計存儲器也不清零。 自動售貨機售出累計及自測功能系統(tǒng)。該機CPU在每次售出商品后，向售出累計存儲器中累計售出數(shù)據(jù)，通過自動售貨機內(nèi)部的按鍵可在金額顯示窗口中讀到累計結(jié)果。此外，在按下自測功能鍵后，出現(xiàn)自測功能信號，由外部按鍵操作，可檢測各商品存儲道的驅(qū)動商品功能。二、自動售貨機的功能介紹 此次設計的自動售貨機的功能簡介基本原理：貨幣識別器對所投貨幣進行識別，根據(jù)金額將商品選擇權(quán)提供用戶，用戶選擇后，控制芯片發(fā)出指令將所選擇商品從儲備料道中送達取物口。其功能描述：貨物種類一共設有3種，這3種物品分別對應著3個不同的按鍵選擇，其中2元，3元，4元價格不等的物品各1種；自動售貨機能夠投幣總數(shù)LCD顯示功能。如果累計投入的貨幣數(shù)目超過物品的預設價格，機器能夠?qū)崿F(xiàn)找錢功能；如果投入的貨幣沒有達到所選擇物品的預設價格時，投入的錢將全部退還；在投入一次累加貨幣后選擇物品，如果投入的累加貨幣數(shù)目大大超過所選擇物品的預設單個價格時，那么能夠?qū)崿F(xiàn)選擇同一個物品購買多個，在本設計中設為可以同時購買2個或3個物品。本設計中有一共有7個按鍵選擇，其中3個是貨物選擇鍵，有2個是多選鍵（一次購買2個或3個貨物），還有1個確定鍵和1個取消鍵。如果沒有按照預先設計的流程順序進行按鍵選擇，自動售貨機將會自動返回操作前的狀態(tài)，等待再次正確的按鍵選擇。 實現(xiàn)自動售貨機的功能的設計思路采用單片機89C51作為中央控制元件；(XO)口作為識別貨幣輸入端；P1口作為貨物選擇選擇端（采用獨立式鍵盤做為選擇貨物端）；采用P0口實現(xiàn)掉出貨物功能、找零功能；三、硬件接口電路 硬件接口電路,本次設計的自動售貨機系統(tǒng)包括以下幾個部分: 中央控制元件89C5投幣及投幣總數(shù)LCD顯示系統(tǒng)、貨物選擇系統(tǒng)、出貨系統(tǒng)、找錢系統(tǒng)。在本次設計中，中央控制元件采用MCS51系列單片機中的89C51。. 89C51引腳圖　　1．主要特性：與MCS51 兼容；4K字節(jié)可編程閃爍存儲器；壽命：1000寫/擦循環(huán)；數(shù)據(jù)保留時間：10年；全靜態(tài)工作：0Hz24Hz；三級程序存儲器鎖定；128*8位內(nèi)部RAM ；32可編程I/O線；兩個16位定時器/計數(shù)器 ；5個中斷源 ；可編程串行通道；低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 2．管腳說明： 　　VCC：供電電壓。 　　GND：接地。 　　P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。 　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 　　P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 　　P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 　　口管腳 備選功能 　　 RXD（串行輸入口） 　　 TXD（串行輸出口） 　　 /INT0（外部中斷0） 　　 /INT1（外部中斷1） 　　 T0（記時器0外部輸入） 　　 T1（記時器1外部輸入） 　　 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） 　　 /RD（外部數(shù)據(jù)