【文章內(nèi)容簡介】 1 面值判定裝置判定的面值的硬幣的基準(zhǔn)圖案數(shù)據(jù)，把這樣讀取的基準(zhǔn)圖案數(shù)據(jù)與硬幣的一個表面的圖像圖案數(shù)據(jù)進行比較并最終確定硬幣的面值鑒別裝置，以及用來根據(jù)由硬幣反射的并由反射光傳感器裝置檢測 的光量而控制由被傳感器裝置檢測的硬幣的一個表面所反射的光量的接收光量控制裝置。該方案現(xiàn)在還不怎么普及所以實現(xiàn)的成本比較大。 方案選擇 三個方案相比較我選擇方案一，方案三實現(xiàn)的成本比較高。方案二的識別精度沒有方案一高，功能的實現(xiàn)也沒有方案一的具體，所以我們選擇方案一。 硬幣累加模塊 我們在實現(xiàn)硬幣累加時首先需要最基本的是運算器，累加器是專門存放算術(shù)或邏輯運算的一個操作數(shù)和運算結(jié)果的寄存器。能進行加、減、讀出、移位、循環(huán)移位和求補等操作。是運算器的主要部分。 硬件框圖 如圖 5 所示 ： 圖 5 硬幣累加模塊 框圖 單 片 機 控 制 器 硬幣累加模塊 延時累加 計數(shù)器累加 稱重累加 9 方案論證 ： 采用 延時累加 硬幣 本次設(shè)計的貨幣累加是對判斷單片機上的按鍵上所按下的次數(shù)進行累加來實現(xiàn)的，并將累加的次數(shù)送到寄存器 B，然后系統(tǒng)根據(jù)投幣的總數(shù)和相應(yīng)的操作來實現(xiàn)輸出。 ： 采用 稱重 法 首先設(shè)置好兩個存幣箱將辨別好幣值的硬幣分類裝到各個箱子中，每個箱子底部設(shè)置一個電子稱重儀，知道五角跟一元硬幣還有幣箱的質(zhì)量然后對硬幣總的質(zhì)量計算出硬幣總的數(shù)值顯示在七段顯示器上。 ： 采用 計數(shù)器 累加法 一種計 數(shù)器，屬于計算機技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。 計數(shù)器的主要特征在于 “ 加 ” 、 “ 減 ” 、 “ 計算 ” 三個信號產(chǎn)生傳感器，通過與非門和微處理機 I/O 口相連，并輸入到微處理機鍵盤，進而通過硬件，軟件的控制，通過計算機顯示器，實現(xiàn)自動識別硬幣運動方向，根據(jù)硬幣運動方向，自動實現(xiàn) “ 加 ” 或 “ 減 ” 計數(shù)顯示，并實現(xiàn)對所控設(shè)備的計數(shù)、程序控制等功能。 計數(shù)器廣泛用于各種長度、數(shù)目、脈沖等的自動識別方向計量和程序控制。當(dāng)然對于硬幣累加的實現(xiàn)也是可以的。 方案選擇 我們從實現(xiàn)的難易程度考慮選擇方案一是最合理的。而且三者的功能實現(xiàn)都沒什么差異 ，而且方案三的成本比較高。 硬幣自動返還模塊 硬件框圖 如圖 6 所示 圖 6 硬幣自動返還模塊 框圖 方案論證 ： 采用 電磁閥退幣 硬幣識別器可以接受 2 種面額幣種五角和一元。硬幣找零模塊配置 2 種面額品種的循環(huán)找零器，每個循環(huán)找零器的容量一般 80～ 180 枚。硬幣找零模塊配置 2 個不同硬幣品種的備用找零箱，每個找零箱的容量一般要求大于 1000 枚。 找零時優(yōu)先從循環(huán)找零器找出，當(dāng)循環(huán)找零器中幣量不足時，從后備找零器（即后備找零箱）中 找取。能自動將乘客投入的硬幣優(yōu)先導(dǎo)入到循環(huán)找零器循環(huán)找零，多余的硬幣又可自動進入硬幣回收箱。硬幣找零模塊一次性能夠接收至少兩種各 20 枚硬幣。在交易取消時，硬幣找零模塊具有原幣返還顧客所投入的硬幣的功能。硬幣找零模塊中備用找零箱和循環(huán)找零器所存儲的硬幣能通過命單 片 機 控 制 器 硬幣自動返還模塊 電磁閥退幣 軟件控制 步進指令退幣 10 令清空。 當(dāng)收到退幣找零電信號后包括二個樞接于同一軸心的滑道，另設(shè)有二組控制機構(gòu)，該控制機構(gòu)包括控制電路和電磁閥，該電磁閥的軸心樞設(shè)連桿，退幣裝置樞設(shè)一擺臂，該擺臂樞接于上述的連桿，該擺臂與上述的滑道之間樞設(shè)拉桿，控制電路控制電磁閥，該電磁閥與滑道連接， 以控制該滑道擺動而開啟或關(guān)閉。利用電子元件配合簡易的機構(gòu)控制錢幣儲存或退出，以簡化整體的機構(gòu)而降低制造成本，并避免錢幣卡在控制機構(gòu)。完成自動售貨機的退幣找零功能。 ： 采用 步進指令 退幣 排幣動作的實現(xiàn)，可采用步進電機驅(qū)動一套偏心輪機構(gòu)來實現(xiàn)，偏心 — 凸輪機構(gòu)，將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動；也可采用螺桿 — 螺母傳動機構(gòu)來實現(xiàn)。將電機的旋轉(zhuǎn)運動通過螺桿轉(zhuǎn)化成直線運動，將識別器排幣杠桿壓下。實現(xiàn)硬幣找零功能。 ： 采用 軟件編程 退幣 顯示余額，如果金額足夠多，顧客可以選擇找?guī)呕蛘呃^續(xù)買商品；如果款額不 夠，售貨機經(jīng)過延時予以退幣。由硬幣的通信模塊完成退硬幣。 方案比較 ： 綜合比較我選擇方案三，因為方案三的功能實現(xiàn)比較好，方便簡單而且成本比較便宜。 3 軟件設(shè)計 單片機 AT89C51 的 I/O 分配表 如表一所示 ： 表 1 單片機 AT89C51 I/O 分配表 輸入 輸出 ~ 鍵盤 P00~P06 二極管 T0 ~ LCD 控制 揚聲器 主程序 智能自動售貨機系統(tǒng)是在系統(tǒng)接收到硬幣后，單片機軟件系統(tǒng)將所有的接口全部初始化，所有的系統(tǒng)都處于等待狀態(tài) ，硬幣檢測電路中的光耦傳感器未檢測到硬幣時會處于等待狀態(tài)，檢測到硬幣，將脈沖信號傳遞給單片機， LCD 顯示器會顯示出數(shù)額，按下開始按鈕后，開始進行貨物選擇，鍵盤接受到信號后自動進行推動支架使貨物沖出貨口掉出來，售貨機會自動進行計算找回余額，并從退幣口自動返還。當(dāng)智能自動售貨機里面的紅外線傳感器檢測到破壞時，就將該信號傳遞給單片機，由單片機的軟件系統(tǒng)控制，觸動蜂鳴器進行報警。 11 主流程圖 如圖 7 所示 圖 7 智能自動售貨機主流程圖 主程序代 碼 MONEY EQU 0040H RS EQU 結(jié)束 檢測是否有硬幣 進行硬幣累加 調(diào)用鍵盤 是 否 貨物選擇 是否返還硬幣 否 開始 是 延時調(diào)用 延時調(diào)用 12 RW EQU E EQU RET INSERT: MOV A,P3 CPL A JBC ,S1 LCALL KEY MOV A,R5 CJNE A,0FFH,CHECK WAIT1: MOV A,P3 CPL A BC ,WAIT1 AJMP START KEY: MOV A,P1 CPL A JNZ KEY2 MOV R5,0FFH RET BACKE5: JMP NEXTE12 NEXTE9: CJNE A,05H,NEXTE14 MOV A,B SUBB A,02H MOV R0,01H MOV R1,A LCALL OUTMONEY LCALL OUTGOODS JMP MAIN NEXTE14: CJNE A,06H,BACKE6 MOV A,B LCALL OUTMONEY JMP MAIN BACKE6: JMP NEXTE9 THREEYUAN: MOV A,B CJNE A,03H,NEXTF1 MOV R0,01H LOOPF1: LCALL KEY MOV A,R5 CJNE A,0FFH,PRESSB1 SJMP LOOPF1 13 DELAY: MOV R2,50 D1: MOV R3,50 D2: DJNZ R3,D2 DJNZ R2,D1 RET D10MS: MOV R2,64H DL2: MOV R3,18H DL1:NOP NOP DJNZ R3,DL1 DJNZ R2,DL2 RET DELAY1: MOV R7,10 DELAY2: MOV R2,250 D3: MOV R3,200 D4: DJNZ R3,D4 DJNZ R2,D3 DJNZ R7,DELAY2 RET END 投幣口流程圖 如圖 8 所示 ，投幣系統(tǒng)是自動售貨設(shè)計當(dāng)中比較重要的一塊，涉及到貨幣識別系統(tǒng)，對于識別貨幣器是如何設(shè)計、如何工作的。本課題設(shè)計主要是要實現(xiàn)自動售貨機的投幣總數(shù)顯示、貨物選擇、出貨以及找 零功能。在本次設(shè)計中用 上的一個按鍵來代替投幣系統(tǒng)的電平輸出。 在投幣系統(tǒng)中可以通過 89C51 內(nèi)部的定時器來控制投幣時間，在規(guī)定的時間范圍內(nèi)完成投幣動作，否則投入的貨幣全部退出。由于本次設(shè)計主要是要體現(xiàn)從投幣到操作最后到出貨的過程，在設(shè)計中沒有用到定時設(shè)置。 14 圖 8 投幣口流程圖 找零流程圖 如圖 9 所示 ，本次設(shè)計中采用 ～ 口作為找零輸出口 , ～ 分別對應(yīng) 1 元找零口、 2 元找零口、 3 元找零口、 5 角找零口。這樣設(shè)計 的目的是方便實現(xiàn)不同數(shù)額的找零輸出。同出貨系統(tǒng)一樣，找錢系統(tǒng)也用 LED 指示燈來表示找零，對應(yīng)的端口上若指示燈亮則表示有零錢掉出。 開始 投幣口檢測 調(diào)用鍵盤 貨物選擇鍵盤有鍵按下轉(zhuǎn)CHECK 程序 延時消抖 查 詢計 數(shù)是否溢出 把 P3 賦值給 A Y N 15 圖 9 找零流程圖 4 方案整合 硬件電路 我和殷聰聰、孟祥續(xù)是一組共同完成項目， 晶體振蕩電路 、 復(fù)位電路 、 報警電路 具體方案如下 ： 晶體振蕩電路 如圖 10 所示 圖 10 晶體振蕩電路 （ 1）晶體振蕩電路功能介紹 此電路能讓電路產(chǎn)生振蕩頻率，直流電經(jīng)過晶體振蕩電路就會產(chǎn)生電路所需的交流電，此電路不需要外信號刺 激自身就可以將直流電能轉(zhuǎn)化為交流電能，所以要是電路需要將直流電變成交流電，在這里就需要用一個晶體振蕩電路。 （ 2）參數(shù)計算 這是一個晶體振蕩電路用到了兩個電容和一個晶振，一般 12MHZ ~ 30P， 6MHZ ~ 20P，2MHZ ~ 10P，我采用的是 12MHZ ~ 30P 的晶振電路。 開始 找錢數(shù)存入 A 對 A重新賦值 控制 P0口找零 結(jié)束 16 復(fù)位電路 如圖 11 所示 圖 11 復(fù)位電路 （ 1）復(fù)位電路功能介紹 為確保微機系統(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。一般微機電路正常工作需要供電電源為 5V177。 5%，即 ～ 。由于微機電路是時序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時鐘信號，因此在電源上電時，只有當(dāng) VCC 超過 低于 以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時，復(fù)位信號才被撤除，微機電路開始正常工作。 （ 2）參數(shù)計算 這是一個復(fù)位電路，她由一個電阻和一個電容組成，一般的復(fù)位電路電容都為 10uF，電阻都為 10K。 報警電路 如圖 12 所示 圖 12 報警電路 （ 1）報警電路功能介紹 當(dāng)箱體受到強行破壞時，外殼采用紅外報警器，揚聲器就會作用發(fā)出聲音，提請工作人員。 （ 2）參數(shù)計算 在一般電路中用這兩個 10K 的 電阻來分壓得到 1/2 的 VCC。 17 總原理圖 見附件 3 元器件清單及封裝 如表 2 所示 表 2 元器件清單及封裝 表 元器件清單及封裝 序號 代號 名稱規(guī)格 數(shù)量 封裝形式 1 R1~R3 電阻 10K 3 2 R4 電阻 560 1 3 C C2 電容 30P 2 4 C3 電容 10uF 1 5 C C6 電容 2 6 S0~S