【正文】 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 題 目 基于單片機(jī)自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì) 2020年 4 月 基于單片機(jī)的自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì) 摘要 ： 本文詳細(xì)介紹了自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)、硬件選擇、軟件規(guī)劃和編寫(xiě)，并重點(diǎn)描述了自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件編程的原則和技巧。該系統(tǒng)以單片機(jī) AT89S52 芯片為核心，采用集中控制方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)全過(guò)程的自動(dòng)控制。本系統(tǒng)選擇獨(dú)立式鍵盤(pán)按鍵作為貨物選擇端，實(shí)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(jìn)行程序的編寫(xiě)和編譯，該軟件具有編程簡(jiǎn)單、查錯(cuò)方便、閱讀容易等特點(diǎn)。匯編語(yǔ)言是程序的基本語(yǔ)言，具有容易理解，便于記憶和使用等特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：自動(dòng)售貨機(jī) ,AT89S52,LCD 顯示 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAXThe Vending Machine Design Based On MCU Abstrct： This 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. AT89S52 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,AT89S52,LCD Display 前言 自動(dòng)售貨機(jī)（ Vending Machine， VEM）是能根據(jù)投入的錢(qián)幣自動(dòng)付貨的機(jī)器。自動(dòng)售貨機(jī)是商業(yè)自動(dòng)化的常用設(shè)備，它不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，能節(jié)省人力、方便交易。是一種全新的商業(yè)零售形式，又被稱(chēng)為 24小時(shí)營(yíng)業(yè)的微型超市。能分為三種：飲料自動(dòng)售貨機(jī)、食品自動(dòng)售貨機(jī)、綜合自動(dòng)售貨機(jī)。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX第一章 自動(dòng)售貨機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 自動(dòng)售貨機(jī)的總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 自動(dòng)售貨機(jī)是集光、機(jī)、電一體化的獨(dú)立機(jī)構(gòu)，它只需要顧客投幣和按購(gòu)物鍵選擇即可自動(dòng)售貨及退找零錢(qián)，其工作程序如下圖 11 圖 11自動(dòng)售貨機(jī)工作時(shí)序圖 售貨機(jī)的工作原理是： ? 從投幣口送入貨幣，然后通過(guò)傳感器采集數(shù)據(jù)、識(shí)別器判斷貨幣的真?zhèn)尾⑴袆e面值。 （ 2）識(shí)別器把信息數(shù)據(jù)傳給通信模塊。 （ 3）通信模塊與售貨機(jī)的主控系統(tǒng)通信，主控系統(tǒng)顯示面值，啟動(dòng)售貨機(jī)的面板鍵，顯示出哪個(gè)貨道有貨，哪個(gè)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(jī)自動(dòng)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(mǎi)商品；如果款額不夠，售貨機(jī)經(jīng)過(guò)延時(shí)予以退幣。退幣分為兩種情況：一種是由貨幣識(shí)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(fù)零，完成售貨。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX自動(dòng)售貨機(jī)的硬件原理構(gòu)成如下圖 12 所示 圖 12 硬件原理圖 綜合所述，售貨機(jī)系統(tǒng)可以分為三部分組成，即自動(dòng)售貨機(jī)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(shè)計(jì)研究重點(diǎn)。 自動(dòng)售貨過(guò)程的控制子系統(tǒng)簡(jiǎn)述 控制子系統(tǒng)由以下四個(gè)部分組成，分別是預(yù)設(shè)自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)、金額累計(jì)、可售指示和退幣系統(tǒng)、售完檢測(cè)系統(tǒng)、售出累計(jì)及自測(cè)功能系統(tǒng)。 預(yù)設(shè)自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)。自動(dòng)售貨機(jī)售出的同類(lèi)商品可分為若干品種，其售前設(shè)定價(jià)格須預(yù)先寄存在控制系統(tǒng)內(nèi)。售貨機(jī)的價(jià)格設(shè)置由按鍵和存儲(chǔ)器組成。通過(guò)按鍵選擇被設(shè)價(jià)商品的種類(lèi)及價(jià)格，并將價(jià)格寫(xiě)入存儲(chǔ)器中，該存儲(chǔ)器本身具有掉電保護(hù)功能，屬于軟件設(shè)置方式。此外，在簡(jiǎn)易售貨機(jī)中，由于出售商品的種類(lèi)少，價(jià)格變化下，使用幣種單一，也可以用硬件設(shè)置價(jià)格，才用撥碼開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。 金額累計(jì)、可售指示和退幣系統(tǒng)。控制系統(tǒng)的核心 CPU 對(duì)識(shí)幣、退幣、無(wú)貨檢驗(yàn)及購(gòu)貨信號(hào)進(jìn)行循環(huán)檢查，當(dāng)有識(shí)幣信號(hào)后，將金額數(shù)值送入金額累 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX計(jì)存儲(chǔ)器中進(jìn)行累計(jì)，并通過(guò)串行接口使可售指示燈亮，提示購(gòu)貨。此時(shí)可以按下購(gòu)貨按鈕，由于 CPU 檢測(cè)到有購(gòu)貨信號(hào)后，如金額累計(jì)器中的數(shù)值與預(yù)設(shè)價(jià)格相等，則通過(guò)并行擴(kuò)展接口驅(qū)動(dòng)電磁閥或者微電機(jī)驅(qū)動(dòng)出商品，并將金額累計(jì)存儲(chǔ)器清零，完成一次售貨過(guò)程，如累計(jì)金額大于預(yù)設(shè)價(jià)格時(shí)，驅(qū)動(dòng)商品后，相減差額由信號(hào)驅(qū)動(dòng)退幣，實(shí)現(xiàn)退幣和找錢(qián)功能。 售完檢測(cè)系統(tǒng)。在自動(dòng)售貨機(jī)商品存儲(chǔ)存道下方按照有接觸行程開(kāi)關(guān)，當(dāng)存儲(chǔ)存道有商品時(shí)，壓下行程開(kāi)關(guān)，自動(dòng)售貨機(jī)正常工作；當(dāng)商品出售完畢時(shí)，行程開(kāi)關(guān)被釋放，向 CPU 發(fā)出無(wú)貨信號(hào)，經(jīng)過(guò)檢測(cè)通過(guò)串行擴(kuò)展接口向相應(yīng)的售完指示燈發(fā)出信號(hào)，使機(jī)身 “ 售完 ” 指示燈亮，此種商品自動(dòng)停售，即使投幣金額達(dá)到該道商品預(yù)設(shè)價(jià)格數(shù)值，可售按鈕仍然無(wú)法啟動(dòng)信號(hào)，金額累計(jì)存儲(chǔ)器也不清零。 自動(dòng)售貨機(jī)售出累計(jì)及自測(cè)功能系統(tǒng)。該機(jī) CPU 在每次售出商品后，向售出累計(jì)存儲(chǔ)器中累計(jì)售出數(shù)據(jù)，通過(guò)自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)部的按鍵可在金額顯示窗口中讀到累計(jì)結(jié)果。此外，在按下自測(cè)功能鍵后，出現(xiàn)自測(cè)功能信號(hào)，由外部按鍵操作，可檢測(cè)各商品存儲(chǔ)道的驅(qū)動(dòng)商品功能。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX第二章 自動(dòng)售貨機(jī)的功能介紹 此次設(shè)計(jì)的自動(dòng)售貨機(jī)的功能簡(jiǎn)介 基本原理：貨幣識(shí)別器對(duì)所投貨幣進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)金額將商品選擇權(quán)提供用戶(hù)，用戶(hù)選擇后，控制芯片發(fā)出指令將所選擇商品從儲(chǔ)備料道中送達(dá)取物口。 其功能描述： 貨物種類(lèi)一共設(shè)有 3 種，這 3 種物品分別對(duì)應(yīng)著 3 個(gè)不同的按鍵選擇，其中 2 元， 3 元， 4 元價(jià)格不等的物品各 1 種；自動(dòng)售貨機(jī)能夠投幣總數(shù) LCD 顯示功能。 如果累計(jì)投入的貨幣數(shù)目超過(guò)物品的預(yù)設(shè)價(jià)格，機(jī)器能夠?qū)崿F(xiàn)找錢(qián)功能；如果投入的貨幣沒(méi)有達(dá)到所選擇物品的預(yù)設(shè)價(jià)格時(shí)，投入的錢(qián)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(guò)所選擇物品的預(yù)設(shè)單個(gè)價(jià)格時(shí)，那么能夠?qū)崿F(xiàn)選擇同一個(gè)物品購(gòu)買(mǎi)多個(gè)，在本設(shè)計(jì)中設(shè)為可以同時(shí)購(gòu)買(mǎi) 2 個(gè)或 3 個(gè)物品。 本設(shè)計(jì)中有一共有 7 個(gè)按鍵選擇，其中 3 個(gè)是貨物選擇鍵，有 2 個(gè)是多選鍵（一次購(gòu)買(mǎi) 2 個(gè)或 3 個(gè)貨物），還有 1 個(gè)確定鍵和 1 個(gè)取消鍵。如果沒(méi)有按照預(yù)先設(shè)計(jì)的流程順序進(jìn)行按鍵選擇，自動(dòng)售貨機(jī)將會(huì)自動(dòng)返回操作前的狀態(tài)，等待再次正確 的按鍵選擇。 自動(dòng)售貨機(jī)的原理框圖如圖 21 所示 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX圖 21自動(dòng)售貨機(jī)原理框圖 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的功能的設(shè)計(jì)思路 采用單片機(jī) 89S52 作為中央控制元件； 用 (XO)口作為識(shí)別貨幣輸入端； P1 口作為貨物選擇選擇端（采用獨(dú)立式鍵盤(pán)做為選擇貨物端）； 采用 P0 口實(shí)現(xiàn)掉出貨物功能、找零功能； their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX 第三章 硬件接口電路 圖 31 硬件接口電路 如圖 31 所示 ,本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)包括以下幾個(gè)部分 : 中央控制元件 89S5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(qián)系統(tǒng)。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX 中央控制元件簡(jiǎn)介 在本次設(shè)計(jì)中，中央控制元件采用 MCS51 系列單片機(jī)中的 89S52。如圖 32 所示 . 圖 32 89S52引腳圖 按鍵功能表 1． 主要特性：與 MCS51 兼容； 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線(xiàn)， 看門(mén)狗定時(shí)器 ， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ，一個(gè) 6 向量 2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工 串行口 ， 片內(nèi)晶振及 時(shí)鐘電路 。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持 2 種 軟件 可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī) 一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 2．管腳說(shuō)明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0口是一個(gè) 8位漏極開(kāi)路的雙向 I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL邏 輯電平。對(duì) P0端口寫(xiě) “1”時(shí)， 引腳 用作高阻抗輸入。 當(dāng)訪問(wèn)外部 程序 和數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 時(shí)， P0口也被作為低 8位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下， P0不具有內(nèi)部上拉電阻。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX在 flash編程 時(shí)， P0口也用來(lái)接收指令 字節(jié) ；在 程序 校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。 程序 校驗(yàn) 時(shí)，需要外 部上拉電阻。 P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P1 端口寫(xiě) “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的 引腳 由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。 此外， 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ）。 在 flash編程 和校驗(yàn)時(shí)， P1口接收低 8位地址字節(jié)。 引腳 號(hào)第二功能： T2（ 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） MOSI（在 系統(tǒng)編程 用） MISO（ 在系統(tǒng)編程 用） SCK（ 在系統(tǒng)編程 用） P2 口： P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P2 端口寫(xiě) “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。 在訪問(wèn)外部 程序存儲(chǔ)器 或用 16位地址讀取 外 部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 （例如執(zhí)行 MOVX @DPTR） 時(shí)， P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8位地址（如 MOVX @RI）訪問(wèn) 外部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器時(shí)， P2口輸出 P2鎖存器 的內(nèi)容。 在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P2口也接收高 8位地址 字節(jié) 和一些 控制信號(hào) 。 P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p3 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) 邏輯電平。對(duì) P3 端口寫(xiě) “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時(shí)，被 外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。 P3口亦作為 AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P3口也接收一些 控制信號(hào) 。 端口 引腳 第二功能： RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 )