【文章內(nèi)容簡介】 P 三極管主要是做驅(qū)動用的，單片機(jī)的 口驅(qū)動能力不足以讓蜂鳴器發(fā)出聲音，所以通過三極管放大驅(qū)動電流，從而可以讓蜂鳴器發(fā)出聲音。單片機(jī) 口輸出低電平，三極管導(dǎo)通，集電極電流通過蜂鳴器讓蜂鳴器發(fā)出聲音。輸出高電平時，三極管截止，沒有電流流過蜂鳴器，所以就不會發(fā)出聲音。 程序控制時將，與單片機(jī)相連的 PNP 基極定義為 beep，要讓單片機(jī)發(fā)出聲音，先將 beep 置為 ?0?，延時 100 毫秒后將 beep 置為 ?1?，實(shí)現(xiàn)蜂鳴器的驅(qū)動程序。 整機(jī)電路原理 整機(jī)電路圖見附錄 2 所示，整機(jī)電路設(shè)計的系統(tǒng)可分為：單片機(jī)系統(tǒng)控制器、按鍵輸入模塊、存儲模塊、液晶顯示電路及電源。整機(jī)電路圖見附錄 2 所示，設(shè)計方案采用STC89C52 單片機(jī)作為控制模塊的核心 ， 利用軟件編程使單片機(jī)檢測鍵盤矩陣信號信號，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，由 LCD12864 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能夠的同步顯示業(yè)務(wù)界面。單片機(jī)的 、 、 口分別接開關(guān) S7(卡 1)、 S8(卡 2)、 S9(卡 3)；單片機(jī) P3 口的 ~ 口分別接開關(guān)對應(yīng)的按鍵字符是 “ *、 0、 ”；具有人機(jī)交換功能的按鍵 （準(zhǔn)備鈔票按鍵）、 （取走鈔票按鍵）等多個來實(shí)現(xiàn)自動取款機(jī)客戶端所具備的取款、查詢、改密、退出等功能。 自動取款機(jī)取款步驟：插卡按下按鍵 S7()(或 S8()、 S9())，進(jìn)入輸入密四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 11 頁 共 60 頁 碼界面，輸入磁卡的正確密碼（即按下相應(yīng)的數(shù)字按鍵），如輸入密碼錯誤 ， 可按 S1()鍵刪除；如輸入完成按下 S2()（確定），進(jìn)入主頁面 ,按上 S3()進(jìn)入取款界面，界面顯示 300、 100、 200，按下 S1（或 S S4） 鍵選取幣值后，進(jìn)入準(zhǔn)備鈔票界面，按下按鍵 S5()，系統(tǒng)將執(zhí)行人機(jī)交換程序，自動跳轉(zhuǎn)到取走鈔票界面，按 S6()取款成功，結(jié)束按 S2()退出。 查詢余額步驟：首先輸入正確的密碼，按下確定鍵 S2()進(jìn)入主頁面，可按按鍵S3（與單片的 口相接的余額查詢按鍵），液晶顯示器顯示賬戶余額，查詢余額成功后，退出再按 S2()。 客戶修改密碼步驟：首先進(jìn)入主頁面，再按下按鍵 S1()，進(jìn)入修改密碼界面時輸入六位新密碼后，確定按 S2()，修改密碼成功。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 12 頁 共 60 頁 第 3 章軟件設(shè)計 與 其它的微處理器一樣，開發(fā)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)控制程序也需要一套完整的軟件和硬件開發(fā)工具。本次畢業(yè)設(shè)計選用的單片機(jī)是 STC89C52，人機(jī)對話模塊主要是相應(yīng)的顯示器顯示。該部分完成從單片機(jī)中讀數(shù)據(jù)到液晶顯示器和從液晶顯示器讀數(shù)據(jù)到單片機(jī)的雙向傳輸工作。系統(tǒng)分為 LCD 初始化頁面、查詢、取款、改密等幾部分組成。 主程序 ATM 實(shí)現(xiàn)功能有提取現(xiàn)金、查詢賬戶余額、修改密碼、賬戶凍結(jié)、密碼保護(hù)、自動存款及轉(zhuǎn)賬功能。流程圖如下 31 所示。 圖 31 主 程序 流程框圖 插入磁卡 ATM啟動界面 業(yè)務(wù)選擇 取款 余額查詢 轉(zhuǎn)賬 自動保存 查詢 FM24C02 改密 取卡 開始 鍵盤 輸入密碼 結(jié)束 Y N 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 13 頁 共 60 頁 鍵盤掃描 模塊 如圖 32所示， 鍵盤處理流程圖，主要作用就是通過用戶的按鍵識別，判斷當(dāng)前的系統(tǒng)任務(wù)，通過 前面的硬件分析，我采用的是 3X4矩陣鍵盤，鍵盤 一共十二組狀態(tài)。 一方面是數(shù)字的輸入輸出， 另一方面的一系列的功能操作。經(jīng)過鍵盤掃描程序掃描是否有按鍵按下，如果有再判斷是數(shù)字鍵還是功能鍵，并做出相應(yīng)的處理；如果沒有則返回繼續(xù)檢查有木有按鍵按下。 圖 32 鍵盤掃描 程序 流程圖 存儲 模塊 存儲器程序，完成對 24C02 的數(shù)據(jù)讀取與寫入，同時要有掉電保存的功能。系統(tǒng)初始化，讀取 24C02 芯片的 SCA、 SDA 數(shù)據(jù)口數(shù)據(jù)，判別是否讀取還是擦除與寫入流程如圖 33 所示。 延時 5 毫秒 存儲器 初始化， I/O 口 初始化 執(zhí)行相應(yīng)代碼 檢測按鍵是否釋放 檢測按鍵是否按下 檢測按鍵是否按下 N N N Y Y Y 開始 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 14 頁 共 60 頁 圖 33 存儲器 程序 流程圖 寫 數(shù)據(jù)到存儲器 讀存儲器數(shù)據(jù) 初始化 開始 結(jié)束 判斷是寫入？ 還是 讀出 ? 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 15 頁 共 60 頁 第 4 章 系統(tǒng)仿真與調(diào)試 系統(tǒng)仿真的平臺及功能 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)仿真平臺有兩個常用的工具軟件： KeilC51 和 ProteusISIS。前者主要用于單片機(jī) C 語言原程序的編輯、編譯、鏈接以及調(diào)試；后者主要用于單片機(jī)硬件電路原理的設(shè)計以及單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬、軟件聯(lián)合仿真調(diào)試。 1． 單片機(jī)軟件仿真工具 KeilC51 與匯編語言相比， C 語言在功能、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上都具有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言在使用 C 語言開發(fā)，體會更加深刻。 Keil C51是德國 Keil Software公司推出的 51系列兼容單片機(jī) C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，它具有豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面，可以完成從工程建立和管理、編譯、鏈接、目標(biāo)代碼生成、軟件仿真調(diào)試等完整的開發(fā)流程。利用Keil C51 編譯后生成的代碼，在準(zhǔn)確性和效率方面都達(dá)到了較高的水平，是單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)的理想工具。尤其是在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言 的優(yōu)勢。 2． 單片機(jī)硬件仿真工具 Proteus ISIS Proteus ISIS是英國 Lab Center Electronics 公司推出的用于仿真單片機(jī)及其外圍設(shè)備的 EDA 工具軟件。 Proteus 和 Keil C51 配合使用，可以在不需要硬件投入的情況下，完成單片機(jī) C 語言應(yīng)用系統(tǒng)的仿真開發(fā)，從而縮短實(shí)際系統(tǒng)的研發(fā)周期，降低開發(fā)成本。 Proteus 具有高級原理布圖（ ISIS）?；旌夏Ｊ椒抡妫?PROSPICE）、 PCB 設(shè)計以及自動布線 (ARES)等功能， Proteus 的虛擬仿真技術(shù)（ VSM）第一次真正實(shí)現(xiàn)了 在物理原型出來之前對單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計開發(fā)和測試。 仿真的步驟及調(diào)試 Proteus ISIS 與 Keil C51 的聯(lián)合使用可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟、硬件調(diào)試，其中 Keil C51 作為軟件調(diào)試工具， Proteus ISIS 作為硬件仿真和調(diào)試工具。 1．準(zhǔn)備工作 首先，在 Keil C51 中完成應(yīng)用程序的編譯、鏈接，并生成單片機(jī)可執(zhí)行的 HEX 文四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 16 頁 共 60 頁 件；然后，在 Proteus ISIS 中繪制電路原理圖，并通過電器規(guī)則檢查。 2．裝入 HEX 文件 做好準(zhǔn)備工作后，還必須吧 HEX 文件裝入單片機(jī)中，才能進(jìn)行整個系 統(tǒng)的軟、硬件聯(lián)合仿真調(diào)試。在 Proteus ISIS 中，雙擊原理圖的單片機(jī)，打開對話框。 單擊 Program File 域的按鈕，再打開 Select File Name 對話框中，選擇好要裝入的HEX 文件后單擊“打開”按鈕返回。此時在 Program File 域的文本框中顯示 HEX 文件的名稱及存放路徑。單擊 OK 按鈕，即完成 HEX 文件的裝入過程。如圖 41 所示： 圖 41 HEX 文件的裝入 3．仿真調(diào)試 裝入 HEX 文件后，打擊仿真運(yùn)行工具欄上的“運(yùn)行”按鈕，在 Proteus ISIS 的編輯窗口中可以看到單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的仿真運(yùn)行效果。其中、紅色方塊代表高電平，藍(lán)色方塊代表低電平。 如果發(fā)現(xiàn)仿真運(yùn)行效果不符合設(shè)計要求，應(yīng)該單擊仿真運(yùn)行欄上的按鈕停止運(yùn)行，然后從軟件、硬件兩個方面分析原因，完成軟、硬件修改，按照上述步驟重新開始仿真 調(diào)試，知道運(yùn)行效果符合設(shè)計要求為止。 4．硬件調(diào)試 一個好的系統(tǒng)是分不開硬件電路的，只有通過硬件電路才能看出其功能是否與設(shè)想中的功能一樣，在制作硬件時離不開一些常用的工具，比如電烙鐵、焊錫絲等，而且在焊接時不能出現(xiàn)斷路和短路等現(xiàn)象，按照硬件原理圖接線焊接等。 仔細(xì)檢查所接電路，理論上是能實(shí)現(xiàn)各功能，如果 12864 液晶不顯示，則應(yīng)該檢查線路是否正確，是否出現(xiàn)黑影，或是因?yàn)閱纹瑱C(jī)沒有工作。另外要注意的是，由單片機(jī)輸出的控制信號比較小，需要進(jìn)行放大才能驅(qū)動 蜂鳴器工作，否則就沒有聲音 ， 加一個四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 17 頁 共 60 頁 8550 三極管來進(jìn)行驅(qū)動 。如果能注意這些問題，電路基本不會出錯。 5．軟件調(diào)試 如果硬件電路檢查后，沒有問題卻實(shí)現(xiàn)不了設(shè)計要求，則可能是軟件編程的問題，首先應(yīng)檢查初始化程序，然后是 掃描按鍵，顯示程序，以及蜂鳴器 控制程序，對這些分段程序，要注意邏輯順序，調(diào)用關(guān)系，以及涉及到了標(biāo)號，有時 會因?yàn)橐粋€標(biāo)號而影響程序的執(zhí)行，除此之外，還要熟悉各指令的用法，以免出錯。還有一個容易忽略的問題就是，源程序生成的代碼是否燒入到單片機(jī)中，如果這一過程出錯，那不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計要求也是情理之中的事。 仿真結(jié)論 在 PROFEUS 環(huán)境 下運(yùn)行 。電路仿真圖如 42 所示： 圖 42 電路仿真圖 經(jīng)仿真測試，程序能正常運(yùn)行，屏幕顯示正常，蜂鳴器有聲音， 鍵盤正常， 能實(shí)現(xiàn)插卡、取款、查詢、改密 的功能。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 18 頁 共 60 頁 第 5 章實(shí)物制作與調(diào)試 實(shí)物制作 元器件的檢測 1．電阻：萬用表歐姆調(diào)零，將檔位打至合適的檔位，測得值 =刻度值 x檔位。 2．電容：電解電容：長正短負(fù)， R 打至 Rx1K 檔，對于同一電阻擋，容量越大，擺幅越大。 3．三極管： （ 1） 用指針式萬用表判斷基極 b和三極管的類：將萬用表歐姆擋置 R100或 Rlk處，先假設(shè)三極管的某極為 基極 ，并把黑表筆接在假設(shè)的基極上，將紅表筆先后接在其余兩個極上，如果兩次測得的電阻值都很小 (或約為幾百歐至幾千歐 )，則假設(shè)的基極是正確的，且被測三極管為 NPN 型管；同上，如果兩次測得的電阻值都很大 (約為幾千歐至幾十千歐 )，且被測三極管為 PNP 型管。 （ 2） 判斷集電極 c 和發(fā)射極 e 仍將指針式萬用表歐姆擋置 R100或 R1k處，以NPN 管為例，把黑表筆接在假設(shè)的集電極 c 上，紅表筆接到假設(shè)的發(fā)射極 e 上，并用手捏住 b 和 c 極 (不能使 b、 c 直接接觸 )，通過人體，相當(dāng) b、 C 之間接入偏置電阻，讀出表頭所示的阻值，然后將兩表筆反接重測。若第一次測得的阻值比第二次小，說明原假設(shè)成立，因?yàn)?c、 e 問電阻值小說明通過萬用表的電流大，偏置正常。 （ 3） 用數(shù)字萬用表測二極管的擋位也能檢測三極管的 PN 結(jié)，可以很方便地確定三極管的好壞及類型，但要注意，與指針式萬用表不同，數(shù)字式萬用表紅表筆為內(nèi)部電池的正端。 元器件的布局與焊接 1．在電路板布局過程中，要充分利用空間，合理有效的排板。 2．焊接應(yīng)該從低到高、從小到大、先輕后重、先易后難、先一般后特殊。 3．元件標(biāo)志盡可能從左到右元器件離印制板高度為 2mm左右焊接，時間，盡量少于 2 秒。焊點(diǎn)，飽滿、有光澤度、焊錫不宜過多。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 19 頁 共 60 頁 電路調(diào)試 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試包括硬件和軟件兩部分，但是他們并不能完全分開。一般的方法是排除明顯的硬件故障，再進(jìn)行綜合 調(diào)試，排除可能的軟 /硬件故障。 1． 取款功能 用戶按照系統(tǒng)輸入要求輸入取款金額即可取出相應(yīng)金額現(xiàn)金。 2． 查詢余額功能 用戶可以查看賬戶所剩現(xiàn)金金額。 3． 修改密碼功能 如果用戶想要修改當(dāng)前密碼，通過系統(tǒng)可以設(shè)置新密碼。 4． 登錄界面 整個系統(tǒng)開始。 LCD12864液晶顯示屏第一行顯示 “中國 工商 銀行 ”，第二行顯示 “歡迎你 ”，第三行顯示 “請插入磁卡 ”的界面。此時用戶插入磁卡（即按下卡 1或卡 2卡 3鍵）輸入正確的磁卡密碼以后才可以進(jìn)入主頁面進(jìn)行相關(guān)操作。 5． 輸入密碼頁面 LCD12864液晶顯示請輸入密碼頁面，用戶通過矩陣鍵盤輸入 6位密碼，密碼正確以后才可以進(jìn)入主頁面。如圖 51所示。 圖 51 輸入密碼界面 6． 主頁面 當(dāng)用戶輸入正確的密碼以后，出現(xiàn)主頁面，如圖 52所示，包括以下的一些功能：主界面有 “改密 ”“查詢 ”“取款 ”等功能選項(xiàng)。主界面還有 “退卡 ”功能選項(xiàng)，點(diǎn)擊即退出系統(tǒng)服務(wù)。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 20 頁 共 60 頁 圖 52 主界面 7． 取款界面 當(dāng)用戶在菜單欄點(diǎn)擊取款功能選項(xiàng)，可以進(jìn)入取款界面：屏幕上有便捷提示，比如有 100元、 200元， 300元這些幣值，直接按相對應(yīng)幣值的按鍵就可以了。如圖 53所示。 圖 53 取款界面