【正文】 能單元的集中管理模式。這一階段單片機的主要技術發(fā)展方向是滿足測控對象要求的外圍電路的增強，如 A／ D轉換、 D／ A 轉換、高速 I／ O口、WDT(程序監(jiān)視定時器 )、 DMA（ 高速數(shù)據(jù)傳輸）等，強化了智能控制的特征。 1． 2 自動存包柜課題的發(fā)展 與現(xiàn)狀 電子存包柜又名自動存包柜、電子寄存柜，是 20 世紀嵌入式計算機快速發(fā)展后在傳統(tǒng)寄存行業(yè)的一大應用。使用者抽出密碼紙，對應的箱門自動打開，存好后關上箱門。 (3)非接觸 IC 卡電子存包柜 以使用者所持 IC 卡（即射頻卡）作為寄存的憑證；當使用者進行存物操作時，須先按一下操作鍵盤中的“存”鍵再刷卡（即讓寄存柜讀取卡號），寄存柜先識別是否為該場所的 IC 卡，若不是則拒絕存物；若是，機器會把該卡號與分配給使用者使 用的寄存箱的箱號結合起來，并將信息自動記錄下，同時自動打開該箱，供使用者存物，存完后自己關好箱門；取物時，只需須先按一下操作鍵盤中的“取”鍵再刷卡，寄存柜將讀取的卡號與先前記錄下的進行比對，正確后才會打開該箱供使用者取物（同時機器會自動記錄當時的時間、卡號以備查詢） 華科學院本科畢業(yè)設計（論文） 3 4)聯(lián)網(wǎng)型非接觸 IC 卡電子存包柜 聯(lián)網(wǎng)型非接觸 IC 卡電子存包柜基本功能與非接觸 IC卡電子存包柜一致，另外增加了網(wǎng)絡通訊模塊，上位機管理軟件等，以實現(xiàn)寄存狀態(tài)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，分段收費，報表打印等功能。柜門鎖由繼電器控制，當顧客需要存包的時候，可以自行到存包柜前按“開門”鍵，需要顧客向系統(tǒng)輸入個指紋，然后通過繼電器進行開門（用亮燈表示），顧客即可存包，并需將柜門關上。 現(xiàn)在應用于語音識別的芯片主要為 DSP(數(shù)字信號處理器 )芯片：如 TI 公司的 TMS320 系列。這些將使整個系統(tǒng)結構龐大 ,設計繁瑣 。為了獲得標準的 電壓，在板子上加入 SPY0029A 三端穩(wěn)壓管。 3. 音頻輸入部分：在 61板上， MICP 和 MICN 將隨著 MIC 產(chǎn)生的波形變化，并在兩個端口處形成兩路反想的波形，再經(jīng)過兩級運放放大，把放大的語音信號交給 ADC 轉換為數(shù)字量，這個時候我們就可以通過單片機編程對這些數(shù)據(jù)進行處理，比如說語音數(shù)據(jù)壓 縮、語音識別樣本處理。 ：這里是由幾個簡單的電子元器件組成，當按下這里面的按鍵后，單片機就重新開始工作，也可以說成是單片機里的程序從第 一條開始重新運行。取物時：直接將條碼紙在掃描口掃描，對應的箱門會自動打開。對 3 個數(shù)碼管和 2 個按鍵進行管理， 3個數(shù)碼管用于顯示兩位柜號和 3 位密碼， 12 個按鍵分別為 10 個數(shù)字鍵和 2 個功能鍵。 軟件部分主要采用我們自己設定的一種與柜號相關聯(lián)的算法來產(chǎn)生一組 3 位的隨機密碼，而密碼的產(chǎn)生、核對過程就對應存包、取包的過程 。如果是取包的時候，輸入密碼后，驗證密碼的正確與否，正確的話就看箱柜是否關門，否則提示箱柜未關門。 2． 3 輸出端方案的選擇 光電開關與電磁閥方案 紅外線光電開關（光電傳感器）是利用被檢測物體對紅外光束的遮光或反射，由同步回路選通而檢測物體的有無，其物體不限于金屬，對所有能反射光線的物體均可檢測。并在適當?shù)臅r候來進行報警，提醒 顧客關好柜門。 繼電器控制方案 電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。該系統(tǒng) AT89S52 單片機為核心，還有顯示屏及按鍵，指紋識別器，繼電器檢測，斷電保護等部分。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng) 可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。掉電保護方式下， RAM 內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一 切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。 當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0口也被作為低 8位地址 /數(shù)據(jù)復用。 P1 口 ： P1 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。 P2 口 ： P2 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。在這種應用中， P2 口使用很強的內部上拉發(fā)送 1。 李少鵬：基于單片機的自動存包系統(tǒng)設計 16 P3 口 ： P3 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p3 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。 在該設計中， P3口作為輸入端存在，接受系統(tǒng)輸入的信號。一般情況下， ALE 仍 以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復位時內部會鎖存 EA端狀態(tài)。 XTAL2： 振蕩器反相放大器的輸出端。 RST 是復位信號的輸入端， RST 輸入一個有效的高電平舊能使系統(tǒng)復位，當高電平持續(xù) 24 個振蕩脈沖周期的時候，單片機完成了復位的操作，假如晶振的頻率為 6MHZ，則復位信號的持續(xù)時間不應小于 4us。 3． 2． 2 指紋識別設計 在自動存包柜的設計中輸入部分是十分重要的一個環(huán)節(jié)，在這里我們需要檢測門的限位，檢測箱內是否有物體，還有相應的錄入密碼，并在顧客需要的時候檢測密碼，并自動打開柜門。依靠這種唯一性和穩(wěn)定性，我們才能創(chuàng)造指紋識別技術 指紋識別特征 總體特征是指那些用人眼直接就可以觀察到的特征。有的指 紋識別算法只使用模式區(qū)的數(shù)據(jù)，有的則使用所取得的完整指紋。三角點提供了指紋紋路的計數(shù)跟蹤的開始之處。 兩枚指紋經(jīng)常會具有相同的總體特征，但它們的細節(jié)特征，卻不可能完全相同。 指紋識別器的種類 感 應或讀取 指紋 有多種不同方式，其中電容式傳感技術的基本原理是，它根據(jù)活體手指 —— 請注意 “ 活體 ” 一詞 —— 表層上的 電阻 變化傳導指紋 圖像 。細胞中的特定電學品質與細胞的排列方式這二者的結合使得皮膚表面的 電阻 能夠被測量到且其變化唯一。產(chǎn)生 指紋圖像 后會對其進行保存，或將其與另一個指紋圖像進行比較，以確定它們是否相同。它是一種較早的數(shù)字技術。 雷達。激光的種類有多種。它不會在意皮膚的外觀，只關注皮膚下毛細血管的排列。 指紋識別系統(tǒng)主要包括：單片機最小系統(tǒng)、指紋采集部分、串口通信電路、外部存儲部分、開關按鈕，供電系統(tǒng)組成。電源部分包括 DC+5V 及保護電路。 而選取單片機 MCS51 主要原因是功耗低、可通過軟件設置省電模式。軟件從指紋上找到被稱為“節(jié)點”（ minutiae）的數(shù)據(jù)點，即指紋紋路的分叉、終止或打圈處的坐標位置，這些點同時具有七種以上的唯一性特征。對于分辨率和采集面積等技術指標，公安行業(yè)已經(jīng)形成了國際和國內標準，但其他還缺少統(tǒng)一標準。主要方法包括 JPEG、 WSQ、 EZW 等。我國十指紋分析法將指紋分為三大類型，九種形態(tài)。根據(jù)應用的不同，對指紋的相似性得分進行排序或給出是否為同一指紋的判決結果。 復位電路則采用簡單 RC 復位電路，同時又可與一些需要復位的外圍電路相連，達到復位與單片機同步。 光電開關的工作原理 光電開關（光電傳感器）是光電接近開關的簡稱，它是利用被檢測物對光 束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。德國 SICK 公司的部分光電開關的外型如圖 。 ③對射式光電開關：它包含了在結構上相互分離且光軸相對放置的發(fā)射器和接收器，發(fā)射器發(fā)出的光線直接進入接收器，當被檢測物體經(jīng)過發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線時，光電開關就 產(chǎn)生了開關信號。 ⑤光纖式光電開關：它采用塑料或玻璃光纖傳感器來引導光線，可以對距離遠的被檢測物體進行檢測。 華科學院本科畢業(yè)設計（論文） 25 ②紅外線光電開關在環(huán)境照度高的情況下都能穩(wěn)定工作，但原則上應回避將傳感器光軸正對太陽光等強光源。 ⑥針對用戶的現(xiàn)場實際 要求，在一些較為惡劣的條件下，如灰塵較多的場合，所生產(chǎn)的光電開關在靈敏度的選擇上增加了 50%，以適應在長期使用中延長光電開關維護周期的要求。 我們選取 FR1240 型，它的工作參數(shù)如下： : 5 12V. :520mA. 10mA. 供電時有效控制距離最大為 米 . :21x68x37mm （ 3） 限位開關介紹 限位開關可以根據(jù)運動部件的位置來切換電路。 不受測定物性質的影響，安裝后無須調整，即可穩(wěn)定投 入使用 采用壓電元件內置于棒體和厚管壁的不銹鋼管的探頭，消振管僅 9mm 長（同類比為最短），抗重荷、安全可靠、壽命長 。 如圖 圖 鍵盤設計 3． 2． 3 輸出電路設計 在輸出電路中包含了顯示部分，驅動部分，報警部分，下面詳細介紹各部分的功能及工作過程。 LCD 顯示分為筆段型、點陣字符型、點陣圖形型。使用者只要想 LCM 送入相應的命令和數(shù)據(jù)就可以實現(xiàn)所需要的顯示，這種模塊與單片機接口簡單，使用靈活方便。 PCB 上有 14個 引腳，其中有 8條數(shù)據(jù)線， 3條控制線，其功能見下表可以很容易的很 8031 相接（如圖 ）通過送入數(shù)據(jù)和指令可以對顯示方式和顯示內容做出選擇。 5% 3 VLCD 液晶驅動電壓 見圖 4 RS 寄存器選擇 H 數(shù)據(jù)寄存器 L 指令寄存器 5 R/W 讀 /寫 H 讀 L寫 6 E 使能 下降沿觸發(fā) 李少鵬：基于單片機的自動存包系統(tǒng)設計 28 LCD 控制器HD44780 是用低功耗 CMOS 技術制造的大規(guī)模模點陣 LCD 控制器（兼帶驅動器）和 4 位 /8 位微處理器相連，它能使點陣 LCD 顯示大小寫英文字母，數(shù)字和符號。當箱門關閉的時候，鎖扣被推上，箱門就可靠的鎖住。 機械部分：外殼、鎖栓、復位彈簧、開鎖鈕、解鎖機構、電磁鐵機構。 在特殊情況下，如電磁鐵失壓（無電源）或應急解鎖可用專用鎖匙實現(xiàn)開鎖。 LM555 功能強大、使用靈活、適用范圍寬，可用來產(chǎn)生時間延遲和多種脈沖信號，被廣泛用于各種電子產(chǎn)品中。而另一種 CMOS 型的優(yōu)點是功耗低、電源電壓低、輸入阻抗高，但輸出功率要小得多，輸出驅動電流只有幾毫安。 3 腳為輸出端（ OUT），有 0 和 1 兩種狀態(tài)，它的狀態(tài)由輸入端所加的電平?jīng)Q定。 8 腳為電源（ VCC），1 腳為地（ GND）?？梢姼淖兛刂贫说目刂齐妷褐悼梢愿淖兩舷掠|發(fā)電平值。并在適當?shù)臅r候來進行報警，并用燈來顯示提醒顧客關好柜門。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。因此磁簧繼電器之特征、小型尺寸、輕量、反應速度快、短跳動時間 等特性。以永久磁鐵的南北極的連線為軸線，這個軸線應該與干簧管的軸線重合或者基本重合。 3. 3 整體電路圖 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40U0AT89S5212MY0C1C2+5VR0C0GND1VCC2SCL3SDA4RST5DC6U1OLEDG1Vin3Vout2U2+5V +3V3+3V3SCLSDARSTDCSCLSDARSTDCVCC1RXD2TXD3GND4H0UATRTXDRXDRXDTXD12345JD112345JD212345JD312345JD4312Q1312Q2312Q3312Q4R1 R2 R3 R4Door1 Door2 Door3 Door4Door1Door2Door3Door4Key1Key2Key3Key4R5 R6 R7 R8D1 D2 D3 D412 34BUTTON112 34BUTTON212 34BUTTON312 34BUTTON4Key1 Key2 Key3 Key4K1K2123 4KEY1123 4KEY2K1K1接指紋模塊取出按鍵存儲按鍵+5V+5V +5V +5V +5V+5V 圖 整體電路圖 李少鵬：基于單片機的自動存包系統(tǒng)設計 34