【正文】 ）系統(tǒng)復(fù)零，完成售貨。其中控制子系統(tǒng)是本設(shè)計(jì)研究重點(diǎn)。 1． 1． 1 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(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)可以按下購貨識(shí)幣器 無貨檢測 并行輸入接口擴(kuò)展 自動(dòng)復(fù)位線路 CPUamp。RAM 并行輸出接口擴(kuò)展 串行輸出接口擴(kuò)展 繼電器 amp。 售完檢測系統(tǒng)。 自動(dòng)售貨機(jī)售出累計(jì)及自測功能系統(tǒng)。此外，在按下自測功能鍵后，出現(xiàn)自測功能信號(hào)，由外部按鍵操作，可檢測各商品存儲(chǔ)道的驅(qū)動(dòng)商品功能。為了簡化設(shè)計(jì)，采用簡單 、 穩(wěn)定的內(nèi)部通訊總線協(xié)議非常必要。該協(xié)議簡潔明了，功能強(qiáng)大，可擴(kuò)展性強(qiáng)并且對外掛設(shè)備數(shù)目沒有限制，是理想的自動(dòng)售賣系統(tǒng)內(nèi)部總線協(xié)議。 MDB 接口實(shí)際上是工作于波特率 9600 的主從型串行總線接口，所以外圍設(shè)備（例如硬幣 器 、 紙幣器等）均為主控制器（傳統(tǒng)上稱為售貨機(jī)控制器 —— VMP）的從機(jī)。 MDB 協(xié)議的串行位格式為： 1 個(gè)起始位， 8 個(gè)數(shù)據(jù)位， 1 個(gè)方式位和 1 個(gè)停止位，共 11 位。在 MDB 總線上， VMC通過廣播方式向外發(fā)送命令。在 VMC 到外設(shè)的數(shù)據(jù)中，地址字節(jié)的方式位被置 1，數(shù)據(jù)字節(jié)的方式位 被置 0，外設(shè)通過檢驗(yàn)接受到的方式位確定是地址指令還是數(shù)據(jù)。 [10] VMC 向外設(shè)發(fā)送的指令由一個(gè)字節(jié) 、 一些可選的數(shù)據(jù)字節(jié)一個(gè)校驗(yàn)和字節(jié)構(gòu)成。如果外設(shè)應(yīng)答數(shù)據(jù)塊的話， VMC 將通過一個(gè)應(yīng)答字節(jié) 、 無應(yīng)答字節(jié)或重發(fā)字節(jié)應(yīng)答外設(shè)傳回的數(shù)據(jù)。 其功能描述：貨物種類一共設(shè)有 12種，這 12種物品分別對應(yīng)著 12個(gè)不同的按鍵選擇，其中 1元， 2元， 3元價(jià)格不等的物品各 4種；貨幣識(shí)別器能夠識(shí)別 1元， 5元的貨幣，自動(dòng)售貨機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)貨幣累加功能。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)將啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，等待再次正確的按鍵選擇。 在找零系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了，顯示找零的貨幣數(shù)。 １．２．３ 論文的內(nèi)容及擬解決的問題 從投幣口送入貨幣，然后經(jīng)過傳感器采集數(shù)據(jù)、識(shí)別器判別人民幣的真?zhèn)尾⑴袆e面值。 通訊模塊與售貨機(jī)的主控系統(tǒng)通信，啟動(dòng)售貨機(jī)的面板控制，并等待顧客按鍵選擇商品。 金額足夠多，售貨機(jī)將自動(dòng)找回錢。 科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 8 頁 第二章 ．自動(dòng)售貨機(jī)的系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 8751的介紹 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 8751。 8751 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) : 8751 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線 。 8751 內(nèi)部有 128 個(gè) 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和 128 個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控 制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的 RAM 只有 128個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。 4 組 8 位共 32 個(gè) I/O 口，中斷口線與 P3 口線復(fù)用。金屬 硬幣識(shí)別器種類繁多，但存幣退幣機(jī)構(gòu)基本上分為兩類：一類是平面是存幣，電磁閥退幣；另一類是圓筒式存幣，步進(jìn)機(jī)退幣。當(dāng)收到退幣找零電信號(hào)后，通過退幣電磁閥或者退幣電機(jī)拉桿，將存幣腔內(nèi)下部依電信號(hào)程序退出，完成自動(dòng)售貨機(jī)的退幣找零功能。實(shí)驗(yàn)中對各 種紙幣的特征的識(shí)別也主要是根據(jù)紙幣的表面特征對紅外輻射的敏感。這主要是因?yàn)椴煌募垘疟砻嫣卣鞑煌栽谙嗤墓廨椛湎聲?huì)呈現(xiàn)不同的反映，從而可以用來識(shí)別不同的紙幣，具體地說，首先，鈔票的紙張材料是特定的，所以同一種鈔票具有一定程度的共性；其次，鈔票表面的圖案差異，對于相同面值的鈔票而言，其表明的各種圖案相同，不同面值的鈔票之間表明圖案有較大區(qū)別，所以，根據(jù)所述的光的輻射理論，也可以根據(jù)它們對相同光輻射的不同反映來判斷起面值歸屬；再次，鈔票流通過程中所造成 的不同程度的污損，就會(huì)造成鈔票表面特征的變化，接受光輻射的特性就是有所變化。但是光輻射在傳輸過程中，會(huì)受外界環(huán)境的影響而產(chǎn)生能量損失。所以光輻射到鈔票介質(zhì)的傳輸距離越短，所造成的能量損失的影響就越微小，如果硬件的性能較好，外界的這種影響可以不予考慮。接受管使用 NPN 型的光電三極管，工作在紅外波長范圍內(nèi)，發(fā)射管和接受管分別有 6 個(gè)，采用光的透射方式，采集數(shù)據(jù)時(shí)，完全對應(yīng)位于鈔票的兩側(cè)。 通過對各種微處理器的研究，考慮到開發(fā)成本，我們最終選用 8751 作為控制器的中央處理單元。 8751 擁有 4 個(gè) I/O 口即 P0、 P P P3，它有兩個(gè)可編程的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，分別稱為定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 和定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1。 其主要功能是：處理器通過控制發(fā)光二極管發(fā)光，當(dāng)紙幣進(jìn)入時(shí)，入口處發(fā)光二極光投射過紙幣的光強(qiáng)變化，被相應(yīng)入口處的光電三極管接受到后轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，傳給 8751 處理器，經(jīng)過判 斷，處理器直接控制。本課題設(shè)計(jì)主要是研究自動(dòng)售貨機(jī)的選擇貨物 、 出貨以及顯示功能。鍵盤是人機(jī)交互中重要的輸入裝置，價(jià)格低廉，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛地應(yīng)用。編碼鍵盤主要是用硬件來實(shí)現(xiàn)對鍵的識(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。當(dāng)所設(shè)置的功能鍵或數(shù)字鍵按下時(shí)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)完成該按鍵所設(shè)定的功能，鍵信息輸入是與軟件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的過程。 CPU 可以采用查詢或中斷方式了解有無將鍵輸入，并檢查是哪一個(gè)鍵按下，將該鍵號(hào)送入累加器 ACC，然后通過跳轉(zhuǎn)指令轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵的功能程序，執(zhí)行完后再返回主程序。 一個(gè)完善的鍵盤控制程序應(yīng)具備以下功能： (1) 檢測有無按鍵按下，并采取硬件或軟件措施，消除鍵盤按鍵機(jī)械觸點(diǎn)抖動(dòng)的影響。每次只處理一個(gè)按鍵，其間對任何按鍵的操作對系統(tǒng)不產(chǎn)生影響，且無論一次按鍵時(shí)間有多長，系統(tǒng)僅執(zhí)行一次按鍵功能程序。 出貨及顯示花錢數(shù)系統(tǒng) 科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 12 頁 由于還要實(shí)現(xiàn)顯示花錢數(shù)這項(xiàng)功能，這樣導(dǎo)致 I/O 接口緊張，考慮到 8751 自身資源有限，并不能很好的滿足系統(tǒng)的要求，明顯需要實(shí)現(xiàn)并行 接口的擴(kuò)展，在本設(shè)計(jì)中采用了 8255A 實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展并行 I/O 接口功能。 8255A 可作為提供 TTL 電平兼容的接口，如打印機(jī)、 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換器、鍵盤以及需要同時(shí)兩位以上信息工作的一切形式的并行接口，還提供按位控制的功能。 8255A 使用方式字控制字和置位 /復(fù)位控制字因而執(zhí)行功能很強(qiáng)。方式 0輸出具有鎖存功能，輸入沒有鎖存。如讀一組開關(guān)的狀態(tài) 、 控制一組指示燈的顯示等。發(fā)光二極管可顯示兩種狀態(tài)，用于系統(tǒng)狀態(tài)顯示；數(shù)碼管用于數(shù)字顯示； LED十六段顯示器用于字符顯示。 這種顯示方式的各位數(shù)碼管相互獨(dú)立，公共端恒定接地（共陰極）或接正電源（共陽極）。采用靜態(tài)顯示方式，較小的電流即可獲得較高的亮度，且占用 CPU時(shí)間少，編程簡單，顯示便于監(jiān)測和控制，但其占用的口線多，硬件電路復(fù)雜，成本高，只適合于顯示位數(shù)較少的場合。在通過投幣后，將會(huì)把產(chǎn)生的信號(hào)輸入給 8751的 ，其中 控制貨幣的累加， 30秒。 要實(shí)現(xiàn)顯示找錢數(shù)這項(xiàng)功能也將會(huì)導(dǎo)致 I/O接口緊張，而 8751自身資源有限，它并不能很好的滿足系統(tǒng)的要求，所以為了實(shí)現(xiàn)并行接口的擴(kuò)展，在本設(shè)計(jì)中也將采用了 8255A實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展并行 I/O接口功能。 2． 6出錯(cuò)報(bào)警系統(tǒng)簡述 在本設(shè)計(jì)中，只有在按鍵選錯(cuò)的情況下，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常處理，才會(huì)出現(xiàn)報(bào)警現(xiàn)象。 科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 15 頁 第三章 ．自動(dòng)售貨機(jī)的系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì) ３．１自動(dòng)售貨機(jī)貨幣識(shí)別系統(tǒng)程序流程圖 Y N N Y N Y 圖 識(shí)別貨幣系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序流程圖 ３．２自動(dòng)售貨機(jī)貨物選擇系統(tǒng)的程序流程圖 識(shí)別貨幣 、 累加計(jì)數(shù)結(jié)束 將 TL0 計(jì)的數(shù)值存入 R MONEY 單元，然后 TL0 清零 TH TL0 重新設(shè)置計(jì)數(shù)初值 T1 計(jì)數(shù)是否溢出？ T0、 T1 開始計(jì)數(shù) 檢測 T0 是否有脈沖？ 是否完成？ TH0、 TL0、 TH TL1 置初值，啟動(dòng) T0 計(jì)數(shù)器、 T1 定時(shí)器，循環(huán)計(jì)數(shù) R0 置初值 601 IE、 TMOD 置初值，使 T0 為計(jì)數(shù)工作方式0， T1 為定時(shí)工作方式 0 科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 16 頁 本設(shè)計(jì)中，分別設(shè)置了價(jià)格分別為 1元 、 2元 、 3元不等的貨物，這里只列出一元貨物處理子程序的流程圖如下： 圖 按鍵選擇程序流程圖 科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 17 頁 科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 18 頁 科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 19 頁 圖 1元錢貨物處理子程序流程圖 ３．３自動(dòng)售貨機(jī)出貨，顯示花錢數(shù)系統(tǒng)流程圖 本設(shè)計(jì)設(shè)置了價(jià)格分別為 1 元 、 2 元 、 3 元不等的貨物，一共 12 種。 科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 20 頁 圖 ３． 4自動(dòng)售貨機(jī)找錢，顯示找錢數(shù)系統(tǒng)流程圖 本設(shè)計(jì)用 8255A的 PA控制找錢，用 PB控制 LED顯 示找錢數(shù) ,其中能夠找錢貨幣的面值為 1元 、 2元 、 5元。 科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 21 頁 圖 由 找錢系統(tǒng) 1圖 （圖見附錄）我們可以看到該芯片 8255A的 CS與 8751的 相連， A0、 A1分別與 74LS373的 3Q、 4Q相連。 最后我們可以計(jì)算得出 PA、 PB、 PC及控制口對應(yīng)的地址分別為 BFF3H、BFF7H、 BFFBH、和 BFFFH。這個(gè)已經(jīng)在上一章中已經(jīng)說過了，在這里就不再畫了。 最后我們可以計(jì)算得出 PA、 PB、 PC及控制口對應(yīng)的地址分別為 BFF3H、 BFF7H、BFFBH、和 BFFFH。設(shè)置 T1為定時(shí)工作方式 0,T0為計(jì)數(shù)工作方式 0 MOV TH0,00H 。置計(jì)數(shù)初值 MOV TL1,58H S