【正文】 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。第一章 自動(dòng)售貨機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 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。其主要目的是為當(dāng)前的自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)提出一種可行的改進(jìn)方案，擴(kuò)展其功能，系統(tǒng)主要是由三部分組成：步進(jìn)電機(jī)、51單片機(jī)、以及中間的接口電路，可以使自動(dòng)售貨機(jī)的功能更加完善，更加有利于自動(dòng)售貨機(jī)的多樣化發(fā)展。設(shè)計(jì)專(zhuān)題（畢業(yè)論文） 指 導(dǎo) 教 師 魯佳 系（部）主 任 年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)記錄 電力工程 系 機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)，學(xué)生 董俊英 于 年 月 日進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯。工作人員唯一所需要做的就是添加商品取走貨幣。瓶罐飲料自動(dòng)售貨機(jī)和復(fù)合型自動(dòng)售貨機(jī)（同機(jī)銷(xiāo)售瓶罐飲料和熱咖啡）都僅占 % ，并列第四位。如果投入的金額達(dá)到購(gòu)買(mǎi)物品的數(shù)值即發(fā)出售貨信號(hào)，并找出余錢(qián)。特別是對(duì)液體軟包裝貨物而言，不易發(fā)生“卡貨”故障。2. 加熱（制冷）裝置及控制該部分統(tǒng)稱(chēng)為溫度控制裝置。整個(gè)控制系統(tǒng)組成1個(gè)小型的分布式網(wǎng)絡(luò)。機(jī)器內(nèi)1元和2元的找零硬幣無(wú)限。此接口電路可選用可編程并行接口芯片8255，8255的PA口的PA0，PA1，PA2，控制x軸的三相步進(jìn)電機(jī)，8255的PB0，PB1，PB2控制y軸三相步進(jìn)電機(jī)。即A電機(jī)控制X方向選擇B電機(jī)控制Y方向的推動(dòng)。通常，8051的復(fù)位有自動(dòng)上電復(fù)位和人工按紐復(fù)位兩種，圖六、圖七分別顯示出了它們的電路 圖43自動(dòng)上電復(fù)位電路 圖44 人工按鈕復(fù)位電路自動(dòng)上電復(fù)位電路的工作原理是：通電時(shí)，電容兩端相當(dāng)于是短路，于是RST引腳上為高電平，然后電源通過(guò)電阻對(duì)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(jī)開(kāi)始正常工作。圖45 74LS373引腳圖4LS373 4LS373的工作方式DnLEOnHHLHLHLLXLLQoXXHZ*H = 高電平L = 低電平Z = 高阻抗X = 無(wú) 單片機(jī)引腳介紹本次設(shè)計(jì)采用89C51單片機(jī)，其引腳如圖46所示圖46 89C51單片機(jī)引腳8051單片機(jī)是40引腳雙列直插式的芯片，由左到右按U字形依次編號(hào)，則20引腳接地，40引腳接Vcc高電頻。上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位，當(dāng)該引腳上持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平后，就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)回復(fù)到初始狀態(tài)。每個(gè)機(jī)器周期該信號(hào)有兩次有效，低電平有效的時(shí)候，單片機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)總線從P0口讀取指令或常數(shù)。所以場(chǎng)效應(yīng)管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。由于輸出級(jí)的達(dá)林頓管的反向擊穿電壓可以達(dá)到100V，所以輸出級(jí)可以不與V+共電源，而是根據(jù)需要加80V~~~~100V的高壓于負(fù)載上。第五章 執(zhí)行裝置的選擇及其原理 電機(jī)的選擇方案一 采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制。其控制信號(hào)為模擬信號(hào)，需要將單片機(jī)輸出的序列脈沖轉(zhuǎn)換，延長(zhǎng)了控制時(shí)間，將難以控制其精確位置，系統(tǒng)穩(wěn)定性也比較差。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。 當(dāng)開(kāi)關(guān)C斷開(kāi)，A接通后，由于A相繞組磁極和轉(zhuǎn)子1，3號(hào)之間的磁力線的專(zhuān)用使轉(zhuǎn)子1，3號(hào)齒和A相繞組磁極對(duì)齊，這時(shí)轉(zhuǎn)子的0，2號(hào)齒和B，C 相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。當(dāng)“0”時(shí)，相應(yīng)的繞組斷電。第六章 單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的接口電路設(shè)計(jì) 8255是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛被采用的可編程外部I/O擴(kuò)展芯片。對(duì)C口甚至可按位實(shí)現(xiàn)置位或者復(fù)位。A組包括A口和C口的高四位，A口可由編程設(shè)定為輸入口或者輸出口，C口的高四位則是用來(lái)作為A口輸入/輸出操作的控制和同步信號(hào)：B組包括B口和C口的低四位，B口可由編程設(shè)定為輸入口或者輸出口，C口的低四位則是用來(lái)作為B口輸入/輸出操作的控制和同步信號(hào)。 C口置位/復(fù)位控制字D7D6D5D4D3D2D1D0控制字標(biāo)志 位選擇置位0=位操作當(dāng)不用的時(shí)候置為 000000011110011001101010101BIT0BIT1BIT2BIT3BIT4BIT5BIT6BIT7 8051與8255的接口方法51單片機(jī)與8255的接口邏輯簡(jiǎn)單，其接口電路為圖十六所示，因?yàn)?255A芯片內(nèi)部沒(méi)有地址鎖存能力，所以圖62中8255A 的片選信號(hào)及口地址選擇線A1， 經(jīng)由地址鎖存器后提供。二是超界管理的容錯(cuò)設(shè)計(jì)。在此，謹(jǐn)向魯佳老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！ 第 32 頁(yè)。三是通訊容錯(cuò)設(shè)計(jì)。當(dāng)然各口都有重復(fù)的地址，8255的復(fù)位端與8051的復(fù)位端相連，都接到8051的復(fù)位電路。方式2( 雙向傳送方式)在這種方式下，A口可以用于雙向傳送，C口的PC3~PC74用來(lái)作為輸入/輸出的控制同步信號(hào)。三個(gè)并行I/O端口：A口可編程為8位輸入，或者8位輸出，或者雙向輸出：B 口可編程為8位輸入，或者8位輸出，但是不可以雙向傳輸；C口分為兩個(gè)4位口，用于輸入或者輸出，也可以用作A口，B口的狀態(tài)控制信號(hào)。 8255的引腳信號(hào)說(shuō)明引腳信號(hào)引腳號(hào)引腳名稱(chēng)和功能Vcc26電源的+5V端GND7電源的0端RESET35 復(fù)位信號(hào)輸入端。這種輸出變化規(guī)律可以用輸出字來(lái)描述。如果對(duì)一相繞組的操作稱(chēng)為一拍，那么對(duì)A，B，C三相繞組的輪流通電需要三拍。在一般的步進(jìn)電機(jī)工作中，其電源都是單極性的直流電源。但是本次設(shè)計(jì)是由單片機(jī)直接控制，步進(jìn)電機(jī)可以直接接受的數(shù)字信號(hào)不需要數(shù)/模轉(zhuǎn)換，具有快速起停功能，延時(shí)短、定位準(zhǔn)確、精度高和可操作性強(qiáng)。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)。載頻脈沖頻率fc的選取是比較重要的。同時(shí)，功放管應(yīng)該選用反向耐壓高的管子。30引腳（ALE/PROG）是單片機(jī)的地址鎖存有效信號(hào)輸出端。在單片機(jī)內(nèi)部，它是片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸出端。其中P0口在不接片外存儲(chǔ)器與不擴(kuò)展I/O口時(shí)，可作為準(zhǔn)雙向輸入/輸出口。 本次單片機(jī)采用自動(dòng)上電復(fù)位電路。同樣推動(dòng)商品B需要先左移動(dòng)一個(gè)單位，然后步進(jìn)電機(jī)A工作。圖31兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)控制接口示意圖第四章 自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)以8051單片機(jī)為中心，需要一系列如電源電路、復(fù)位電路、振蕩電路保證其工作。 每次投幣時(shí)間有限制，設(shè)定每次投幣時(shí)間不超過(guò)30秒，在時(shí)間到時(shí)，總幣值不足顧客購(gòu)買(mǎi)的商品單價(jià)時(shí)，自動(dòng)售貨機(jī)按錢(qián)數(shù)不足處理，退還全部硬幣。5．用戶管理模塊該模塊主要實(shí)現(xiàn)用戶輸入數(shù)據(jù)的采集和前期處理，接受用戶的按鍵選擇商品。同時(shí)，降低使用電壓為額定電壓的1/2,每根加熱管僅承受額定功率的1/4，不但降低了加熱管的表面溫度，還提高了使用壽命，加熱功率為550W。同時(shí)，將所售商品、數(shù)量、金額、消費(fèi)時(shí)間、售貨機(jī)編號(hào)等銷(xiāo)售數(shù)據(jù)加以記錄與儲(chǔ)存，以便對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)存貨狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控。貯藏售貨裝置保存商品，接收出售指示信號(hào)，把顧客選擇的商品送至付貨口。導(dǎo)致此現(xiàn)狀的主要原因是中國(guó)有關(guān)的自動(dòng)售貨機(jī)企業(yè)未能有效解決成本，質(zhì)量，運(yùn)營(yíng)等諸多問(wèn)題。 本次設(shè)計(jì)做的是一種功能增強(qiáng)的自動(dòng)售貨機(jī)，同現(xiàn)在通用的自動(dòng)售貨機(jī)，它增加了一些找零，顯示余額，報(bào)警等功能，使之功能更為強(qiáng)大，本文著重介紹的是用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)，通過(guò)各種方案比較得出的一個(gè)較優(yōu)方案。答辯委員會(huì) 人，出席 人答辯委員會(huì)主任（簽字）： 答辯委員會(huì)副主任（簽字）：