【正文】 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）自動售貨機的電氣控制系統(tǒng)摘 要提出并實現(xiàn)一套通過單片機控制步進電機的自動售貨系統(tǒng)。畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）（說 明 書）題 目：自動售貨機的電氣控制系統(tǒng)姓 名： 董俊英 編 號： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢 業(yè) 設(shè) 計 （論文） 任 務(wù) 書姓名 董俊英 專業(yè) 機電一體化 任 務(wù) 下 達 日 期 年 月 日設(shè)計（論文）開始日期 年 月 日設(shè)計（論文）完成日期 年 月 日設(shè)計（論文）題目： 自動售貨機的電氣控制系統(tǒng) A設(shè)計題目： 自動售貨機的電氣控制系統(tǒng) 專題（論文）題目： 指導老師： 魯佳 答辯委員會根據(jù)學生提交的畢業(yè)設(shè)計（論文）材料，根據(jù)學生答辯情況，經(jīng)答辯委員會討論評定，給予學生 畢業(yè)設(shè)計（論文）成績?yōu)? 。自動售貨機的出現(xiàn)解決了這些難題。如此多的優(yōu)點使得自動售貨機在世界范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。美國：總的機器保有量大致和日本相當， 2000 年通過自動售貨機實現(xiàn)的銷售額達到 250 億美元，其中 OCS（office Coffee Service）的銷售額排第六位。 國內(nèi)現(xiàn)狀保有量約 2 萬臺，且品種單一，主要以瓶飲料售貨機為主，技術(shù)質(zhì)量還未完全過關(guān)，生產(chǎn)和運營成本較高，收益也不高。所設(shè)計的環(huán)形分配器電路具備“自啟動”功能，即當環(huán)形分配器輸出在全“0”或全“1”。指示裝置用以指示顧客所選商品的品種。左、右兩個螺旋體通過一對齒輪嚙合，圖! 中左螺旋體逆時針旋轉(zhuǎn)，同時右螺旋體順時針旋轉(zhuǎn)。圖21雙螺旋體出貨機構(gòu)圖當消費者選擇所需商品投幣后，單片機系統(tǒng)首先對貨幣進行識別，確認有效后，對所選商品所在的貨道發(fā)出出貨指令，驅(qū)動相應(yīng)貨道的驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)一圈，完成出貨動作。對此，在螺旋體的加工過程中，特別是對螺旋體的熱處理方法、工藝，應(yīng)該給予足夠重視。加熱元件選用了管狀電加熱棒，絕緣可靠，安全性好。3. 讀寫器讀寫器由單片機、專用智能讀寫模塊和感應(yīng)天線組成，并配有與PC的通訊接口、打印口、I/O口等接口。使用IIC串行通訊協(xié)議互相通訊。7. 電氣控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)（見圖22）圖22電氣控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖 自動售貨機的工作要求 自動售貨機能銷售五種商品：A，B，C，D，E 假設(shè)每種商品數(shù)量無限。 如果投入的硬幣達到或大于所要購買商品的價格，就不必再投入硬幣了，自動售貨機會發(fā)出一個指示信號使接受硬幣的裝置不再接收新的硬幣。 顧客一次只能購買一種商品的一個，若需要更多商品，需要重復操作。只要確定了步進電機的工作方式，就可以控制各相繞組的通電順序，實現(xiàn)步進電機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)。另外，余額不足時可以通過LED報警。如圖42所示 圖42步進電機的控制如 ：若要推動商品E需要先轉(zhuǎn)動步進電機向右3個單位，然后步進電機A推動商品，推動結(jié)束后，步進電機A向左移動三個單位，返回原來的位置，等待下次的推動，則依次推動結(jié)束。51的RST引腳是復位信號的輸入端。 人工按鈕復位的工作原理是：按鈕按下后，電容兩端被短路，RST端電壓上為高電平，單片機進入復位狀態(tài)，按鈕斷開后，電源通過電阻R1對電容充電，RST端電壓慢慢下降，降到一定程度，即為低電平，單片機開始正常工作。G為數(shù)據(jù)鎖存控制端：當G為“1” 時鎖存器輸出端同輸入端：當G由“1”變“0”時，數(shù)據(jù)輸入鎖存器中為輸出允許端：當為“0”時，三態(tài)門打開：當為“1”時，三態(tài)門關(guān)閉，輸出呈高阻狀態(tài)。1~8引腳為單片機P1口的8根引腳，10~17引腳為單片機P3口的8根引腳，21~28引腳為單片機P2口的8根引腳，32~39引腳為單片機P3口的8根引腳，這三個口是單片機的基本輸入輸出口。P2口一般可以用作準雙向I/O口使用；在接有片外存儲器或擴展I/O口且尋址范圍超過256字節(jié)時，P2口用作高8位地址線。18引腳是單片機的XTAL2端口，接外部晶振的另一端。在單片機內(nèi)部，它是一個反向放大器的輸入端，這個放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器期間，PSEN信號將不會出現(xiàn)。該引腳低電平有效時，只選用片外程序存儲器，否則單片機上電或復位后選用片內(nèi)程序存儲器。功放電路的負載是電機繞組，屬于感性負載，當功放管T從飽和變截至時，由于繞組中的電流不會改變，從而會在繞組中產(chǎn)生一個很強的反電勢，這個反電勢和電源Vcc一起 疊加在功放管T的漏極上，很容易將功放管擊穿，故將二極管D接在T的漏極D和電源Vcc之間，使得T在截至瞬間，電機繞組產(chǎn)生的反電勢能通過續(xù)流二極管D瀉放，從而保護功放管不受損害。TWH8751的引腳如圖47所示，圖47 TWH8751引腳圖Vi,Vo分別為信號的輸入端和輸出端，V+為正電源的輸入端，GND為接地端，St為 選通控制端，該器件為數(shù)字邏輯開關(guān)，不是模擬開關(guān)。圖48斬波型功放電路圖48中只給出了驅(qū)動A相繞組的功放電路，B，C相的驅(qū)動電路與之相同，該電路的工作原理是 ：環(huán)形分配器的輸出信號A送到TWH8751的輸入端Vi ，NE555振蕩器產(chǎn)生頻率較高的載頻脈沖信號 ，送到選通控制端St ，因此，TWH8751 處于高頻開關(guān)斬波工作狀態(tài)，其輸出端Vo為間歇脈沖序列，故稱為斬波型驅(qū)動電路，各點的波型如圖49所示圖49 A相波型繞組中電流il的大小與電流Vcc和高頻脈沖序列的脈寬Ton有關(guān)，當Vcc較大的時候，I 較大，當Ton較寬的時候i會增大。效率提高也非常顯著。步進電動機的精度很高，可實現(xiàn)精確的步距角運動，由其組成的位置控制系統(tǒng)定位準確，穩(wěn)定時間短，采用單片機控制步進電動機，控制信號為熟悉信號，不再需要數(shù)/摸轉(zhuǎn)換，具有快速起停功能，延時短、定位準確、精度高和可操作性強。直流電動機精度較低，不易實現(xiàn)精確的位置控制。但使用方便，價格便宜。在開環(huán)數(shù)字程序控制系統(tǒng)中，輸出控制部分常用步進電機作為驅(qū)動元器件。 步進電機的工作原理圖51 三相步進電機結(jié)構(gòu)示意圖步進電機的工作就是步進轉(zhuǎn)動。初始狀態(tài)時，開關(guān)A接通，則A相磁極和轉(zhuǎn)子的0，2 號齒對齊，同時轉(zhuǎn)子的1，3號齒和B，C相磁極形成錯齒狀態(tài)。很明顯，這時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動了一個齒距角。由于按A———B———C———A相輪流通電，則磁場沿A，B，C方向轉(zhuǎn)動了360度空間角，而這時轉(zhuǎn)子沿ABC方向轉(zhuǎn)動了一個齒距的位置。PA0~PA2 和PB0~PB2輸出變化規(guī)律就確定了。則按ADX1——ADX2——。它有3個8位并行I/O口，每個口有三種工作方式， 芯片引腳及其內(nèi)部說明 8255芯片的引腳如圖61所示。用于決定斷口地址：如A1A0為00，是A口：A1A0 為01，是B口：A1A0為10，是C口：A1A0 是11，是控制字寄存器D7~D027~34雙向數(shù)據(jù)總線PA7~PA037~40 1~4A口的8位I/O引腳PB7~PB025~18B口的8位I/O引腳PC7~PC010~13 17~14C口的8位I/O引腳數(shù)據(jù)總線緩沖器：是一個8位的雙向三態(tài)驅(qū)動器，用于與單片機的數(shù)據(jù)總線相連?？刂齐娐贩譃閮山M：A組控制電路控制A口及C口的高四位（PC7~PC4），B組控制電路控制B口及C口的低四位（PC3~PC0）。A口，B口及C口的兩個4位口中任何一個端口都可以由程序設(shè)定為輸入或者輸出。A口和B口的輸入或者輸出的數(shù)據(jù)都被鎖存?？刂谱钟蟹绞竭x擇控制字和C口置位/復位控制字。如果沒有參入選址的地址的狀態(tài)都看作“1 ”狀態(tài)，則8255的A，B，C口及控制口地址為FF7CH，F(xiàn)F7DH，F(xiàn)F7EH，F(xiàn)F7FH。軟件主要由主控程序、用戶管理程序、執(zhí)行控制程序、數(shù)據(jù)采集與處理程序等模塊構(gòu)成。在系統(tǒng)運行過程中，軟件對實際運行的參數(shù)（如金額、所售商品種類等）均進行必要的測試，一旦發(fā)現(xiàn)超出了預(yù)定值，則進行報警等操作。魯佳老師從一開始的論文方向的選定，到最后的整篇文論的完成，都非常耐心的對我進