【正文】 子系統(tǒng)。 自動售貨過程的控制子系統(tǒng)簡述 控制子系統(tǒng)由以下四個部分組成，分別是預(yù)設(shè)自動售貨機系統(tǒng)、金額累計、可售指示和退幣系統(tǒng)、售完檢測系統(tǒng)、售出累計及自測功能系統(tǒng)。自動售貨機售出的同類商品可分為若干品種，其售前設(shè)定價格須預(yù)先寄存在控制系統(tǒng)內(nèi)。通過按鍵選擇被設(shè)價商品的種類及價格，并將價格寫入存儲器中，該存儲器本身具有掉電保護功能，屬于軟件設(shè)置方式。 金額累計、可售指示和退幣系統(tǒng)。此時可以按下購貨按鈕，由于 CPU檢測到有購貨信號后，如金額累計器中的數(shù)值與預(yù)設(shè)價格相等，則通過并行擴展接口驅(qū)動電磁閥或者微電機驅(qū)動出商品，并將金額累計存儲器清零，完成一次售貨過程，如累計金額大于預(yù)設(shè)價格時，驅(qū)動商品后，相減差額由信號驅(qū)動退幣，實現(xiàn)退幣和找錢功能。在自動售貨機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，壓下行程開關(guān)，自動售貨機正常工作；當(dāng)商品出售完畢時，行程開關(guān)被釋放，向CPU發(fā)出無貨信號，經(jīng)過檢測通過串行擴展接口向相應(yīng)的售完指示燈發(fā)出信號，使機身“售完”指示燈亮，此種商品自動停售，即使投幣金額達到該道商品預(yù)設(shè)價格數(shù)值，可售按鈕仍然無法啟動信號，金額累計存儲器也不清零。該機CPU在每次售出商品后，向售出累計存儲器中累計售出數(shù)據(jù)，通過自動售貨機內(nèi)部的按鍵可在金額顯示窗口中讀到累計結(jié)果。二、自動售貨機的功能介紹 此次設(shè)計的自動售貨機的功能簡介基本原理：貨幣識別器對所投貨幣進行識別，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取物口。如果累計投入的貨幣數(shù)目超過物品的預(yù)設(shè)價格，機器能夠?qū)崿F(xiàn)找錢功能；如果投入的貨幣沒有達到所選擇物品的預(yù)設(shè)價格時，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)單個價格時，那么能夠?qū)崿F(xiàn)選擇同一個物品購買多個，在本設(shè)計中設(shè)為可以同時購買2個或3個物品。如果沒有按照預(yù)先設(shè)計的流程順序進行按鍵選擇，自動售貨機將會自動返回操作前的狀態(tài)，等待再次正確的按鍵選擇。在本次設(shè)計中，中央控制元件采用MCS51系列單片機中的89C51。 　　GND：接地。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 　　P2口：P2口為一個內(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TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，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，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 　　P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個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，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，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，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。 　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 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，在這里將不做進一步的研究。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。，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。液晶模塊TC1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其引腳功能如下第1腳：VSS為電源地，接GND。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第15腳：BLA背光電源正極(+5V)輸入引腳。 　　TC1602液晶模塊內(nèi)帶標(biāo)準(zhǔn)字庫，內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經(jīng)存儲了192個57點陣字符，32個510點陣字符。如表1所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。高電平表示有效，低電平則無效指令4：顯示開關(guān)控制。指令10：寫數(shù)據(jù)　　 指令11：讀數(shù)據(jù) 1602液晶的讀寫時序如圖所示：讀操作時序：寫操作時序：投幣總數(shù)LCD顯示相關(guān)程序程序如下:MONEY EQU 0040H ；定義投幣顯示存儲單元 RS EQU RW EQU E EQU MAIN: MOV MONEY,01H ；賦予MONEY單元初值為1 START: ACALL DELAY ；調(diào)用延時程序 MOV P2,01H 。寫指令38H,設(shè)定LCD為16*2顯示，5*7點陣，8位數(shù)據(jù)接口 LCALL ENABLE MOV P2,0FH 。寫指令06H,光標(biāo)輸入方式增量移位 LCALL ENABLE MOV P2,80H 。顯示字符表頭地址 LCALL DISP 。返回 ENABLE: CLR RS 。準(zhǔn)備顯示一行6個字符LOOP1: MOV A,00H 。查表取得要顯示的數(shù)據(jù) LCALL DISPF 。數(shù)據(jù)表指針加1,準(zhǔn)備取下一個數(shù)據(jù) DJNZ R4,LOOP1 。寫1字節(jié)數(shù)據(jù)到顯示端口 SETB RS 。編碼鍵盤主要是用硬件來實現(xiàn)對鍵的識別，非編碼鍵盤主要是由軟件來實現(xiàn)鍵盤的定義與識別。 獨立式鍵盤按鍵的識別獨立式按鍵的識別很簡單,當(dāng)某個鍵按下時,相應(yīng)的接口會出現(xiàn)低電平,無鍵按下時則為高電平,由此就可以判斷出哪個鍵有按下。在通過按鍵選擇物品后，將會把產(chǎn)生的信號輸入給89C51的P1的引腳上，89C51接收信號后，經(jīng)過處理后，將會在貨物輸出端產(chǎn)生與其相對應(yīng)的信號輸出，控制所選貨物的掉出。由于這里P0口作通用的I/O口輸出，所以必須接上拉電阻。這樣設(shè)計的目的是方便實現(xiàn)不同數(shù)額的找零輸出。 找錢程序流程圖四、設(shè)計仿真 Proteus簡介Proteus嵌入式系統(tǒng)仿真與開發(fā)平臺是英國Labcenter公司開發(fā)的，是目前世界上最先進、最完整的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與仿真平臺。Proteus除了具有和其他EDA工具一樣的原理圖、PCB自動或人工布線及電路仿真功能外，針對微控制系統(tǒng)與外設(shè)的混合電路的電路仿真、軟件仿真、系統(tǒng)協(xié)同仿真也做到了一體化和互動效果，是目前電子設(shè)計愛好者廣泛使用的電子線路設(shè)計與仿真軟件Proteus和Multisim功能的聯(lián)合和進一步發(fā)展。由于Proteus軟件包括逼真的協(xié)同仿真功能，得到了包括劍橋大學(xué)在內(nèi)的眾多大學(xué)用戶作為電子學(xué)或嵌入式系統(tǒng)的課程教學(xué)、實驗和水平考試平臺。 仿真電路用Keil軟件仿真的結(jié)果如圖所示： Keil仿真假如投入5元錢貨幣,操作依次為按2元貨物選擇鍵、確定鍵,則在proteus里的仿真結(jié)果如下圖所示：附錄本次設(shè)計的完整程序 MONEY EQU 0040H ；定義投幣顯示存儲單元 RS EQU RW EQU E EQU ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ 投幣總數(shù)LCD顯示程序 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊MAIN: MOV MONEY,01H ；賦予MONEY單元初值為1 START: ACALL DELAY ；調(diào)用延時程序 MOV P2,01H 。寫指令38H,設(shè)定LCD為16*2顯示，5*7點陣，8位數(shù)據(jù)接口 LCALL ENABLE MOV P2,0FH 。寫指令06H,光標(biāo)輸入方式增量移位 LCALL ENABLE MOV P2,80H 。顯示字符表頭地址 LCALL DISP 。返回 ENABLE: CLR RS 。準(zhǔn)備顯示一行6個字符LOOP1: MOV A,00H 。查表取得要顯示的數(shù)據(jù) LCALL DISPF 。數(shù)據(jù)表指針加1,準(zhǔn)備取下一個數(shù)據(jù) DJNZ R4,LOOP1 。寫1字節(jié)數(shù)據(jù)到顯示端口 SETB RS 。投幣口檢測 CPL A JBC ,S1 。貨物選擇鍵盤有鍵按下轉(zhuǎn)CHECK程序 AJMP INSERT S1: LCALL D10MS 。A不等零說明有鍵按下轉(zhuǎn)KEY2 MOV R5,0FFH RETKEY2: LCALL D10MS 。因為之前給MONEY的初值是1，所以計算投幣總數(shù)時應(yīng)該減去1 MOV B,A ；將投幣總數(shù)送入B MOV A,R6 CJNE A,00H,NEXTB 。039。判斷是否按下鍵39。 LJMP THREEYUANNEXTC: CJNE A,02H,NEXTD1 。239。按其他鍵時退幣 LCALL OUTMONEY JMP MAINTWOYUAN: MOV A,B 。判斷投入的貨幣數(shù)是否為2元錢 MOV R0,01H 。等待是否有鍵按下 MOV A,R5 CJNE A,0FFH,PRESS2 SJMP LOOPE1PRESS2: CJNE A,05H,NEXTE2 。 返回,等待下一次投幣NEXTE2: CJNE A,06H,BACKE1 。退還全部的錢 LCALL OUTMONEY JMP MAIN 。選擇其他鍵時返回，等到有鍵按下NEXTE1: JNC NEXTE3 。錢全部退還 JMP MAIN 。等待是否有鍵按下 MOV A,R5 CJNE A,0FFH,PRESS3 SJMP NEXTE3 PRESS3: CJNE A,03H,NEXTE4 。判斷投入的貨幣數(shù)是否為4元 MOV R0,02H 。等待是否有鍵按下 MOV A,R5 CJNE A,0FFH,PRESS4 SJMP LOOPE2 PRESS4: CJNE A,05H,NEXTE6 。 返回,等待下一次投幣NEXTE6: CJNE A,06H,BACKE2 MOV A,B 。 返回,等待下一次投幣B