【正文】 構(gòu)造向技術(shù)密集型社會(huì)轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。 （ 1） 發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)狀 日本：各種自動(dòng)售貨機(jī)保有量超過(guò) 600 萬(wàn)臺(tái)，平均 20 人一臺(tái)，世界普及率第一 。在 2021 年韓國(guó)生產(chǎn)的自動(dòng)售貨機(jī)中 OCS占 %，排第一位，咖啡自動(dòng)售貨機(jī)占 % ，排第三位，僅次于 % 的充電自動(dòng)售貨機(jī)。但由于隨中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和社會(huì)的巨大進(jìn)步，自動(dòng)售貨機(jī)的實(shí)際需求已相當(dāng)大。從供給的條件看，自動(dòng)售貨機(jī)可以充分補(bǔ)充人力資源的不足，適應(yīng)消費(fèi)環(huán)境和消費(fèi)模式的變化， 24 小時(shí)無(wú)人售貨的系統(tǒng)可以更省力，運(yùn)營(yíng)時(shí)需要的資本少、面積小，有吸引人們購(gòu)買好奇心的自身性能，可以很好地解決人工費(fèi)用上升的問(wèn)題等各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。 4 儲(chǔ)存貨物 投幣 出貨 儲(chǔ)存箱體 物品支架 推進(jìn)系統(tǒng) 硬幣存儲(chǔ)箱 檢測(cè)識(shí)別硬幣 自動(dòng)累加 自動(dòng)返還 投入 存儲(chǔ) 硬幣找零 假幣返還 選擇裝置 顯示裝置 選擇按鈕 出貨口 出貨箱 顯示幣值 顯示余額 檢空裝置 報(bào)警系統(tǒng) 外觀 自主設(shè)計(jì) 廣告植入 步進(jìn)裝置 自動(dòng)售貨 控制核心 供電系統(tǒng) 圖 1 智能自動(dòng)售貨機(jī)的功能框圖 5 2 硬件設(shè)計(jì) 在此次設(shè)計(jì)中，我主要負(fù)責(zé)儲(chǔ)存貨物模塊中的檢空裝置、推進(jìn)裝置和報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)。 方案三：眼觀法 售貨機(jī)的正面櫥窗采用有機(jī)板窗，機(jī)玻璃板有 極佳透明度：無(wú)色透明有機(jī)玻璃板材，透光率達(dá) 92%以上 ，有 優(yōu)良的耐候性：對(duì)自然環(huán)境適應(yīng)性很強(qiáng)，即使長(zhǎng)時(shí)間在日光照射、風(fēng)吹雨淋也不會(huì)使其性能發(fā)生改變 ， 抗老化性能好，在室外也能安心使用 。 自動(dòng)售貨機(jī)前體的透明有機(jī)板窗相當(dāng)于商店櫥窗或者柜臺(tái)，商品展示、明碼標(biāo)價(jià)以及商品有無(wú)都可以清晰明了的展示出來(lái)，無(wú)論是對(duì)管理人員還是消費(fèi)者都是簡(jiǎn)潔方便的，如圖 2所示。與驅(qū)動(dòng)控制器匹配使用時(shí)，控制起來(lái)也十分方便，很容易構(gòu)成數(shù)字位置控制系統(tǒng)。 步進(jìn)電機(jī)又叫脈沖電機(jī)，它是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為角位移的機(jī)電數(shù)模（ D/A）轉(zhuǎn)換器。因此，指令脈沖可否被可靠的執(zhí)行，基本上取決于步進(jìn)電機(jī)的性能 。要使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，就必須對(duì)步進(jìn)電機(jī)的定子的各項(xiàng)繞組以適當(dāng)?shù)臅r(shí)序進(jìn)行通電。此 7 后，開(kāi)關(guān)的 B斷開(kāi)， C接通，由于 C相繞組和轉(zhuǎn)子的 0， 2 之間的磁力線的作用，使得轉(zhuǎn)子0， 2號(hào)齒和 C相磁極相對(duì)齊，這時(shí)轉(zhuǎn)子的 1， 3 號(hào)齒和 A， B相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。對(duì) A， B， C，三相輪流通電一次成為一個(gè)周期。米），步距角為 度/3 度 。當(dāng)“ 0”時(shí)，相應(yīng)的繞組斷電。當(dāng) St 端為低電平（不超過(guò) ）時(shí)，輸出 V0 受 Vi 的控制，當(dāng) Vi 為高電平輸出級(jí)的達(dá)林頓管截止：當(dāng) Vi 為高電平“ 1”時(shí)應(yīng)加限流電阻 Rs，因片內(nèi)電源與地之間設(shè)有一個(gè) 的穩(wěn)壓管， Rs 的值可以按照 ()/10mA 進(jìn)行估算。 圖 7 斬波型功放電路 圖 8 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(dāng) Vcc 較大的時(shí)候，I 較大，當(dāng) Ton 較寬的時(shí)候 i 會(huì)增大。它有 3 個(gè) 8 位并行 I/O 口，每個(gè)口有三種工作方式。近年來(lái)，直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)構(gòu)和控制方式都發(fā)生了很大的變化。 （ 2） 所設(shè)速度下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)速度與設(shè)定速度之差小于177。 本設(shè)計(jì)在硬件電路上共分 3個(gè)部分，單片機(jī)部分、調(diào)速驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路。當(dāng) RESET 鍵按下時(shí)， +5V 通過(guò)按鍵加到 RST 腳上，單片機(jī)復(fù)位，RESET 鍵彈起之后， RST 腳重新被電阻拉為低，單片機(jī)開(kāi)始正常工作。更主要的問(wèn)題在于一般電動(dòng)機(jī)的電阻很小，但電流很大；分壓不僅會(huì)降低效率，而且實(shí)現(xiàn)很困難。用單片機(jī)控制達(dá)林頓管使之工作在占空比可調(diào)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。單極性工作制是單片機(jī)控制口一端置低電平，另一端輸出 PWM 信號(hào)，兩口的輸出切換和對(duì) PWM 的占空比調(diào)節(jié)決定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。 ③ PWM 軟件實(shí)現(xiàn)方式： 采用軟件延時(shí)方式，這一方式在精度上不及方案一，特別是在引入中斷后，將有一定的誤差。 圖 12 檢測(cè)電路電路圖 采用直流電動(dòng)機(jī)控制，直流電動(dòng)機(jī)精度較低，不易實(shí)現(xiàn)精確的位置控 制。但使用方便，價(jià)格便宜市場(chǎng)價(jià)格約為 500 元 ，直流電機(jī)外觀圖，如圖 13 所示 。由于這里 P0 口作通用的 I/O 口輸出，所以必須接上拉電阻。 振動(dòng)報(bào)警框圖，如圖 14 所示。 遭到破壞 振動(dòng) 聲音報(bào)警 手動(dòng)復(fù)位 13 圖 15 振動(dòng)報(bào)警原理圖 該電路由電阻、 PNP 三極管和一個(gè)揚(yáng)聲器組成。 如圖 16 振動(dòng)報(bào)警器外觀圖 該報(bào)警器的 使用特性：無(wú)源分布、電纜形狀。 當(dāng)紅外探測(cè)器檢測(cè)到前 方人體輻射的紅外信號(hào)后，探 測(cè)器將輸出微弱的電信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)放大、比較、 延時(shí)，發(fā)出報(bào)警聲音。此方案具有立即響應(yīng)的功能，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。 該方案的原理框圖如 圖 17 所示。 電壓比較模塊電路圖，如圖 19所示。 VD21N400147uF/16VC6100KR13470KR14100KR15300KR1610KR1723418IC3ALM393ADVinGND+5VVout 圖 20 報(bào)警延時(shí)模塊電路圖 ： 由 VT R C8 組成開(kāi)機(jī)延時(shí)電路，時(shí)間也約為 1分鐘，它的設(shè)置主要是防止使用者開(kāi)機(jī)后立即報(bào)警，好讓使用者有足夠的時(shí)間離開(kāi)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)可防止停電后又來(lái)電時(shí)產(chǎn)生誤報(bào)。 紅外探測(cè)報(bào)警器的市場(chǎng)價(jià)格約為： 75 元。由于該芯片由 ISO2CMOS 技術(shù)制造 ,具有低功耗、高可靠性的特點(diǎn) ,又能將其他同類芯片的單一功能集成 ,因此而節(jié)約了成本 ,提高了整體穩(wěn)定性。當(dāng)沒(méi)有警情時(shí) ,可以通過(guò)另一部話機(jī)撥打本機(jī) ,振鈴檢測(cè)電路將振鈴音信號(hào)轉(zhuǎn)換成 TTL 信號(hào)傳送給單片機(jī) ,由單片機(jī)計(jì)數(shù) 。當(dāng) 為低電平時(shí) ,T01 截止 ,電流比較小 ,處于掛機(jī)狀態(tài) 。為減少干擾 ,在 IN2端接入 100pF電容可改善 MT8880 對(duì) DTMF 中高頻分量的接收。 18 圖 25 音頻放大電路 電話報(bào)警模塊：電話報(bào)警模塊主要通過(guò)中斷服務(wù)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。如遇回鈴音就等待三秒再檢測(cè) ,若等待三次后線路仍然不通 ,就撥叫下一個(gè)號(hào)碼 。智能無(wú)線報(bào)警器的市場(chǎng)價(jià)格約為： 150 元 ，其外觀圖如圖 26 所示 。 I/O 分配表 I/O 分配表 ，如表 1 所示。 其他單元電路 晶體振蕩電路 晶體振蕩電路 電路圖，如圖 28 所示。 圖 29 復(fù)位電路 ： 為確保微機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復(fù) 位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。 ：這是一個(gè)復(fù)位電路，由一個(gè)電阻和一個(gè)電容組成，一般的復(fù)位電路電容都為 10uF，電阻都為 10K。 總原理圖 見(jiàn)附錄 3 元器件清單 見(jiàn)附錄 4 PCB 板 PCB 板 又稱印刷電路板，是 電子 元器件電氣連接的提供者。 2．設(shè)計(jì)上可以標(biāo)準(zhǔn)化，利于互換 。 2．先放置與結(jié)構(gòu)關(guān)系密切的元件，如接插件，開(kāi)關(guān)，電源插座等 。 6．有高頻連線的元件盡可能靠近，以減少高頻信號(hào)的分布和電磁干擾。 10．可調(diào)元件的布局應(yīng)便于調(diào)節(jié)。 14．去藕電容應(yīng)在電源輸入端就近位置。 印制電路板布線的一般原則： 1．線應(yīng)避免銳角 ,直角 ,應(yīng)采用四十五度走線。 5．雙面板電源線 ,地線的走向最好與數(shù)據(jù)流向一致 ,以增強(qiáng)抗噪聲能 力。 9．單獨(dú)的電源層和地層 ,電源線 ,地線盡量短和粗 ,電源和地構(gòu)成的環(huán)路盡量小。 選擇系統(tǒng)程序 選擇 系統(tǒng) 流程圖 23 選擇系統(tǒng)流程圖，如圖 32 所示。 圖 35 找零裝置流程圖 找零系統(tǒng)程序代碼 見(jiàn)附錄 2 34 6 外觀設(shè)計(jì) 根據(jù)電路 板、所裝商品、占地面積等各種因素的綜合考慮，設(shè)計(jì)出智能自動(dòng)售貨的外觀 ,如圖 32 所示 。 ①：正面櫥窗 ②：出貨箱體 ③：投幣口 ④：顯示燈 ⑤：選擇鍵盤(pán) ⑥：退幣口 圖 36 自動(dòng)售貨機(jī)的外觀設(shè)計(jì) 7 生產(chǎn)工藝文件 生產(chǎn)工藝文件是指將組織生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程的程序、方法、手段及標(biāo)準(zhǔn)用文字及圖表的形式來(lái)表示，用來(lái)指導(dǎo)產(chǎn)品制造過(guò)程的一切生產(chǎn)活動(dòng)，使之納入規(guī)范有序的軌道。不允許用口頭的形式來(lái)表達(dá)，必須采用規(guī)范的書(shū)面形式，而且任何人不得隨意修改，違反工藝文件屬違紀(jì)行為。 ③要嚴(yán)肅認(rèn)真，一絲不茍，力求文件內(nèi)容完整正確，表達(dá)簡(jiǎn)潔明了，條理清楚，用詞規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)。技術(shù)指標(biāo)應(yīng)前緊后松，有定量要求，無(wú)法定量要以封樣為準(zhǔn)。 編制要領(lǐng) ，工位間工作量差別 ?3 秒。 。 ，每 個(gè)工位的插件區(qū)域應(yīng)相對(duì)集中，有利于插件速度。 ?對(duì)工作量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析：對(duì)每個(gè)工位的工作量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析， 如 表 3 所示 。各種系統(tǒng)的適用條件，各種設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)，都隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用。正因?yàn)槔蠋熞笪覀冎贫ǖ木唧w的任務(wù)進(jìn)程我們才能按時(shí)保質(zhì)保量的完成任務(wù)。例如實(shí)行聯(lián)機(jī)方式，通過(guò)電話線路將自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)的庫(kù)存信息及時(shí)地傳送 各營(yíng)業(yè)點(diǎn)的電腦中，從而確保了商品的發(fā)送、補(bǔ)充以及商品選定的順利進(jìn)行。目前的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)僅僅屬于市場(chǎng)導(dǎo)入期，中國(guó)的自動(dòng)售貨機(jī)擁有量約為 4 萬(wàn)臺(tái)相對(duì)于 13 億人口，這是個(gè)微不足道的數(shù)字。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)已經(jīng)吸引了生產(chǎn)商 10余家，市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商 40 余家。 提高是有限的 ， 但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計(jì)讓我積累了無(wú)數(shù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，雖然時(shí)間緊迫但我學(xué)會(huì)了很多 ,也感到自身知識(shí)的貧乏 , 也必然會(huì)讓我在未來(lái)的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。 — GND：接地。在 FLASH 編程時(shí)， P0口作為原碼輸入口，當(dāng) FLASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，此時(shí) P0外部電位必須被拉高。 — P2 口： P2口為一個(gè)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(gè) TTL 門(mén)電流，當(dāng) P2 口被寫(xiě)“ 1”時(shí)，其管腳電位被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) 0INT (外部中斷 0) 41 1INT (外部中斷 1) T0(記時(shí)器 0 外部輸入 ) T1(記時(shí)器 1 外部輸入 ) WR (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通 ) RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 ) P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。 — PSEN ：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源 (VPP)。 42 圖 38 AT89C51 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 的基本操作 在 X1 和 X2之間接一只石英振蕩晶體構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘電路，它還有另一種接法，是把外部振蕩器的信號(hào)直接連接到 XTAL1 端， XTAL2 端懸空不用。復(fù)位后， PC 指向 0000H 單元，使單片機(jī)從起始地址 0000H 單元開(kāi)始重新執(zhí)行程序。按鈕復(fù)位又分為按鈕電平復(fù)位和按鈕脈沖復(fù)位。 sbit c=p0^7。 開(kāi) 外部中斷 0 IT0=1。 } Void extero( ) interrupt 0 43 { f=1。039。 LJMP THREEYUAN NEXTC: CJNE A,02H,NEXTD1 。按其他鍵 時(shí)退幣 LCALL OUTMONEY JMP MAIN TWOYUAN: MOV A,B 。等待是否有鍵按下 MOV A,R5 CJNE A,0FFH,PRESS2 SJMP LOOPE1 PRESS2: CJNE A,05H,NEXTE2 。退還全部的錢 LCALL OUTMONEY JMP MAIN 。錢全部退還 JMP MAIN