【正文】 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(jiǎn)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(cè)系統(tǒng)、售出累計(jì)及自測(cè)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(chǔ)器中，該存儲(chǔ)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(cè)到有購貨信號(hào)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(chǔ)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(hào)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(chǔ)存道下方按照有接觸行程開關(guān)，當(dāng)存儲(chǔ)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(hào)，經(jīng)過檢測(cè)通過串行擴(kuò)展接口向相應(yīng)的售完指示燈發(fā)出信號(hào)，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(hào)，金額累計(jì)存儲(chǔ)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(chǔ)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。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(jiǎn)介基本原理：貨幣識(shí)別器對(duì)所投貨幣進(jìn)行識(shí)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(chǔ)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(huì)自動(dòng)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(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(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，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(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(chǔ)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(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。 　　/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)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(chǔ)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。 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(shí)別系統(tǒng)，對(duì)于識(shí)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。在投幣系統(tǒng)中可以通過89C51內(nèi)部的定時(shí)器來控制投幣時(shí)間，在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)完成投幣動(dòng)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(shí)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(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)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(shí)，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(chǔ)器（CGROM）已經(jīng)存儲(chǔ)了192個(gè)57點(diǎn)陣字符，32個(gè)510點(diǎn)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(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)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(shí)序如圖所示：讀操作時(shí)序：寫操作時(shí)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(chǔ)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(shí)程序 MOV P2,01H 。寫指令38H,設(shè)定LCD為16*2顯示，5*7點(diǎn)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(gè)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(gè)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(shí)現(xiàn)對(duì)鍵的識(shí)別，非編碼鍵盤主要是由軟件來實(shí)現(xiàn)鍵盤的定義與識(shí)別。 獨(dú)立式鍵盤按鍵的識(shí)別獨(dú)立式按鍵的識(shí)別很簡(jiǎn)單,當(dāng)某個(gè)鍵按下時(shí),相應(yīng)的接口會(huì)出現(xiàn)低電平,無鍵按下時(shí)則為高電平,由此就可以判斷出哪個(gè)鍵有按下。在通過按鍵選擇物品后，將會(huì)把產(chǎn)生的信號(hào)輸入給89C51的P1的引腳上，89C51接收信號(hào)后，經(jīng)過處理后，將會(huì)在貨物輸出端產(chǎn)生與其相對(duì)應(yīng)的信號(hào)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(jì)的目的是方便實(shí)現(xiàn)不同數(shù)額的找零輸出。 找錢程序流程圖四、設(shè)計(jì)仿真 Proteus簡(jiǎn)介Proteus嵌入式系統(tǒng)仿真與開發(fā)平臺(tái)是英國(guó)Labcenter公司開發(fā)的，是目前世界上最先進(jìn)、最完整的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)。Proteus除了具有和其他EDA工具一樣的原理圖、PCB自動(dòng)或人工布線及電路仿真功能外，針對(duì)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(dòng)效果，是目前電子設(shè)計(jì)愛好者廣泛使用的電子線路設(shè)計(jì)與仿真軟件Proteus和Multisim功能的聯(lián)合和進(jìn)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(shí)驗(yàn)和水平考試平臺(tái)。 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(jì)的完整程序 MONEY EQU 0040H ；定義投幣顯示存儲(chǔ)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(shí)程序 MOV P2,01H 。寫指令38H,設(shè)定LCD為16*2顯示，5*7點(diǎn)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(gè)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(gè)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(cè) 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?yàn)橹敖oMONEY的初值是1，所以計(jì)算投幣總數(shù)時(shí)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(shí)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(shí)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