【正文】 亮，提示購貨。此外，在簡易售貨機(jī)中，由于出售商品的種類少，價(jià)格變化下，使用幣種單一，也可以用硬件設(shè)置價(jià)格，才用撥碼開關(guān)對應(yīng)方式，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。售貨機(jī)的價(jià)格設(shè)置由按鍵和存儲器組成。 預(yù)設(shè)自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)。其中控制子系統(tǒng)是本設(shè)計(jì)研究重點(diǎn)。 （ 6）系統(tǒng)復(fù)零，完成售貨。 （ 5）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(jī)經(jīng)過延時(shí)予以退幣。 （ 3）通信模塊與售貨機(jī)的主控系統(tǒng)通信，主控系統(tǒng)顯示面值，啟動(dòng)售貨機(jī)的面板鍵，顯示出哪個(gè)貨道有貨，哪個(gè)貨道已經(jīng)售完，并等待顧客按鍵選擇商品。s automatic control the entire process. Choice of the system as a standalone keyboard keys to choose the goods side, the realization of the coin shows the total number of features. In addition, the system program using keil software to prepare and pile procedures, the software programming is simple, convenient error checking, easy to read and so on. Assembly language is the basic language program with easy to understand, easy to remember and use and so on. Key words:Vending Machines,AT89C51,LCD Display 基于單片機(jī)的自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 3 頁 共 49 頁 一、自動(dòng)售貨機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 自動(dòng)售貨機(jī)的總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 自動(dòng)售貨機(jī)是集光、機(jī)、電一體化的獨(dú)立機(jī)構(gòu)，它只需要顧客投幣和按購物鍵選擇即可自動(dòng)售貨及退找零錢，其工作程序如下圖 ]1[ 售貨機(jī)的工作原理是： （ 1） 從投幣口送入貨幣，然后通過傳感器采集數(shù)據(jù)、識別器判斷貨幣的真?zhèn)尾⑴袆e面值。匯編語言是程序的基本語言 ，具有容易理解，便于記憶和使用等特點(diǎn)。本系統(tǒng)選擇 獨(dú)立式 鍵盤按鍵 作為貨物選擇端，實(shí)現(xiàn)了投幣總數(shù)的顯示功能?；趩纹瑱C(jī)的自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 1 頁 共 49 頁 目錄 摘要 ???????????????????????????????????? 2 Aastract?????????????????????????????????? 3 一、自動(dòng)售貨機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ?????????????????????????? 4 自動(dòng)售貨機(jī)的總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)???????????????????????? 4 自動(dòng)售貨過程的控制子系統(tǒng)簡述?????????????????????? 5 二、自動(dòng)售貨機(jī)的功能介紹 ?????????????????????????? 6 此次設(shè)計(jì)的自動(dòng)售貨機(jī)的功能簡介????????????????????? 6 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的功能的設(shè)計(jì)思路????????????????????? 7 三、硬件接口電路 ?????????????????????????????? 7 中央控制元件簡介 ???????????????????????????? 8 投幣及投幣總數(shù) LCD 顯示系統(tǒng) ?????????????????????? 9 投幣系統(tǒng)??????????????????????????????? 9 貨幣累加的實(shí)現(xiàn)????????????????????????????? 10 LCD 顯示??????????????????????????????? 10 貨物選擇系統(tǒng) ?????????????????????????????? 14 獨(dú)立式鍵盤按鍵的識別?????????????????????????? 14 鍵盤的編碼??????????????????????????????? 14 貨物選擇系統(tǒng)的程序流程圖?????????????????????? ?? 14 出貨系統(tǒng) ???????????????????????????????? 24 出貨功能的描敘???????????????????????????? 24 出貨程序流程圖???????????????????????????? 24 找錢系統(tǒng) ???????????????????????????????? 25 ????????????????????????????? 25 ????????????????????? ?????????? 25 四、設(shè)計(jì)仿真 ???????????????????????????????? 26 Proteus 簡介??????????????????????????????? 26 仿真電路???????????????????????????????? 26 附錄 ???????????????????????????????????? 33 參考文獻(xiàn) ?????????????????????????????????? 48 致謝 ????????????????????????? ??????????? 49 基于單片機(jī)的自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 2 頁 共 49 頁 摘要 本文詳細(xì) 介紹了自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)、硬件選擇、軟件規(guī)劃和編寫，并重點(diǎn)描述了自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件編程的原則和技巧。該系統(tǒng)以單片機(jī) AT89C51 芯片為核心，采用集中控制方式實(shí)現(xiàn)了對自動(dòng)售貨機(jī)全過程的自動(dòng)控制。此外， 系統(tǒng)程序采用 keil 軟件進(jìn)行程序的編寫和編譯，該軟件具有編程簡單、查錯(cuò)方便、閱讀容易等特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞： 自動(dòng)售貨機(jī) ,AT89C51,LCD 顯示 The Vending Machine Design Based On MCU Abstrct This paper describes a vending machine system design, hardware selection, software planning and preparation, and describes the focus of the work vending machine system theory, system design, software programming principles and techniques. AT89C51 in the system as the core chip, the realization of a centralized control of the vending machine39。 （ 2）識別器把信息數(shù)據(jù)傳給通信模塊。 （ 4）顧客選擇商品后，售貨機(jī)自動(dòng)把商品送出，等待顧客取走。退幣分為兩種情況：一種是 由貨幣識別器完成退紙幣，另一種是由硬幣的通信模塊完成退硬幣。 自動(dòng)售貨機(jī)的硬件原理構(gòu)成如下圖 所示 基于單片機(jī)的自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 49 頁 綜合所述，售貨機(jī)系統(tǒng)可以分為三部分組成，即自動(dòng)售貨機(jī)的控制子系統(tǒng)、通訊子系統(tǒng)、硬幣器子系統(tǒng)以及紙幣器子系統(tǒng)。 自動(dòng)售貨過程的控制子系統(tǒng)簡述 控制子系統(tǒng)由以下四個(gè)部分組成，分別是預(yù)設(shè)自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)、金額累計(jì)、可售指示和退幣系統(tǒng)、售完檢測系統(tǒng)、售出累計(jì)及自測功能系統(tǒng)。自動(dòng)售貨機(jī)售出的 同類商品可分為若干品種，其售前設(shè)定價(jià)格須預(yù)先寄存在控制系統(tǒng)內(nèi)。通過按鍵選擇被設(shè)價(jià)商品的種類及價(jià)格，并將價(jià)格寫入存儲器中，該存儲器本身具有掉電保護(hù)功能，屬于軟件設(shè)置方式。 金額累計(jì)、可售指示和退幣系統(tǒng)。此時(shí)可以按下購貨按鈕，由于 CPU 檢測到有購貨信號后，如金額累計(jì)器中的數(shù)值與預(yù)設(shè)價(jià)格相等，則通過并行擴(kuò)展接口驅(qū)動(dòng)電磁閥或者微電機(jī)驅(qū)動(dòng)出商品，并將金額累計(jì)存儲器清零，完成一次售貨過程，如累計(jì)金額大于預(yù)設(shè)價(jià)格時(shí)，驅(qū)動(dòng)商品后，相減差額由信號驅(qū)動(dòng)退幣，實(shí)現(xiàn)退幣和找錢功能。在自動(dòng)售貨機(jī)商品存儲存道下方按照有接觸行程開關(guān)，當(dāng)存儲存道有商品時(shí)，壓下行程開關(guān)，自動(dòng)售貨機(jī)正常工作；當(dāng)商品出售完畢時(shí)，行程開關(guān)被釋放，向 CPU 發(fā)出無貨信號，經(jīng)過檢測通過串行擴(kuò)展接口向相應(yīng) 的售完指示燈發(fā)出信號，使機(jī)身“售完”指示燈亮，此種商品自動(dòng)停售，即使投幣金額達(dá)到該道商品預(yù)設(shè)價(jià)格數(shù)值，可售按鈕仍然無法啟動(dòng)信號，金額累計(jì)存儲器也不清零。該機(jī) CPU 在每次售出商品后，向售出累計(jì)存儲器中累計(jì)售出數(shù)據(jù)，通過自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)部的按鍵可在金額顯示窗口中讀到累計(jì)結(jié)果。 ]2[ 二、自動(dòng)售貨機(jī)的功能介紹 此次設(shè)計(jì)的自動(dòng)售貨機(jī)的 功能簡介 基本原理：貨幣識別器對所投貨幣進(jìn)行識別，根據(jù)金額將商品選擇權(quán)提供用戶，用戶選擇后，控制芯片發(fā)出指令將所選擇商品從儲備料道中送達(dá)取物口。 如果累計(jì)投入的貨幣數(shù)目超過物品的預(yù)設(shè)價(jià)格，機(jī)器能夠?qū)崿F(xiàn)找錢功能；如果投入的貨幣沒有達(dá)到所選擇物品的預(yù)設(shè)價(jià)格時(shí)，投入的錢將全部退還；在投入一次累加貨幣后選擇物品，如果投入的累加貨幣數(shù)目大大超過所選擇物品的預(yù)設(shè)單 個(gè)價(jià)格時(shí)，那么能夠?qū)崿F(xiàn)選擇同一個(gè)物品購買多個(gè)，在本設(shè)計(jì)中設(shè)為可以同時(shí)購買 2 個(gè)或 3個(gè)物品。如果沒有按照預(yù)先設(shè)計(jì)的流程順序進(jìn)行按鍵選擇，自動(dòng)售貨機(jī)將會自動(dòng)返回操作前的狀態(tài)，等待再次正確的按鍵選擇。 中央控制元件簡介 在本次設(shè)計(jì)中，中央控制元件采用 MCS51 系列單片機(jī) 中的 89C51。 GND：接地。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 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 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1” 時(shí)，其管腳被內(nèi) 部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址 “1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 基于單片機(jī)的自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 49 頁 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 RST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。但在訪問 外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲器。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 ]3[ 投幣及投幣總數(shù) LCD 顯示系統(tǒng) 投幣系統(tǒng) 投幣系統(tǒng)是自動(dòng)售貨設(shè)計(jì)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(jì) 、 如何工作的，在這里將不做進(jìn)一步的研究。在本次設(shè)計(jì)中用 上的一個(gè)按鍵來代替投幣系統(tǒng)的電平輸出。由于本次設(shè)計(jì)主要是要體現(xiàn)從投幣到基于單片機(jī)的自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 9 頁 共 49 頁 操作最后到出貨的過程，在設(shè)計(jì)中沒有用到定時(shí)設(shè)置。 LCD 顯示 本次設(shè)計(jì)選用 TC1602 液晶顯示屏 ,可以直接跟 51 系列單片接口相連。 第 2 腳： VDD 接 5V 正電源。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。當(dāng) RS和 RW 共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 RW為高電平時(shí)可以讀忙信號，當(dāng) RS 為高電平 RW 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 第 16 腳： BLK 背光電源負(fù)極，接 GND。另外還有字符生成 RAM（ CGRAM） 512字節(jié)，供用戶自定義字符。 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令 指令 1：清顯示，指令 碼 01H,光標(biāo)復(fù)位到地址 00H位置 指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H 指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左 移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍 基于單片機(jī)的自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 49 頁 指