摘 要：自動售報(bào)機(jī)的功能是通過按鍵和顯示等人機(jī)對話接口完成自動售報(bào)。以STC89C52單片機(jī)為自動售報(bào)機(jī)的核心控制芯片，以STC89C52作為CPU處理單元連接各個(gè)功能模塊；以4*4矩陣鍵盤作為輸入控制模塊對報(bào)刊的種類和數(shù)量的選擇以及模擬貨幣的投入功能；以LCD1602液晶顯示作為顯示模塊來顯示購物狀態(tài)以及貨幣狀態(tài)；以LED的顯示當(dāng)前選擇報(bào)刊以及出貨的狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；自動售機(jī)；液晶顯示

一 緒論

全世界范圍內(nèi)的自動售報(bào)機(jī)多種多樣，使用的方式非常靈活，例如采用聯(lián)機(jī)方式的自動售報(bào)機(jī)，可以通過網(wǎng)絡(luò)通訊的方式將機(jī)內(nèi)的庫存信息傳送各營業(yè)廳的中心計(jì)算機(jī)，可以保證自動售報(bào)機(jī)中的報(bào)紙庫存，保持在合理的空間范圍內(nèi)。

二 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

自動售報(bào)機(jī)的工作原理是：系統(tǒng)上電后首先進(jìn)入初始的界面，提示顧客通過按鍵選擇購買的報(bào)刊的種類和數(shù)量顧客投入錢幣個(gè)數(shù)，當(dāng)顧客操作完成后，按下確定等待售報(bào)機(jī)計(jì)算所購商品的總價(jià)，提示顧客投幣。所投的貨幣通過傳感器檢測真假后，進(jìn)行累加計(jì)數(shù)。如果顧客確認(rèn)購買系統(tǒng)則跳轉(zhuǎn)到下一界面，如果客戶按下取消按鍵即退出貨幣返回到主界面，等待顧客繼續(xù)操作。自動售報(bào)機(jī)通過計(jì)算商品的總價(jià)與收到錢的的總價(jià)進(jìn)行對比完成找零。

1.主要器件選型

1、選用51系列單片機(jī)的STC89C52作為本設(shè)計(jì)的主控器可。

2、LCD1602液晶可以顯示英文、漢字等信息，可以讓用戶對正在交易的流程有一個(gè)清晰的認(rèn)識。

3、L298n電機(jī)驅(qū)動芯片具有4個(gè)輸出端口，售報(bào)機(jī)的電機(jī)不需要正反轉(zhuǎn)，所以L298n可以同時(shí)驅(qū)動4個(gè)電機(jī)。在總電路的負(fù)載之下，可以分配IO端口數(shù)據(jù)，給報(bào)紙的選擇增添多樣性。

2.設(shè)計(jì)方案確定

自動售報(bào)機(jī)控制系統(tǒng)是以單片微型計(jì)算機(jī)為核心的。本設(shè)計(jì)由單片機(jī)最小系統(tǒng)、液晶顯示模塊、按鍵采集模塊、錢幣采集模塊、電機(jī)控制模塊、電源模塊等六部分組成。

三 系統(tǒng)硬件電路

設(shè)定方案決定后開始設(shè)定自動售報(bào)機(jī)的硬件。根據(jù)設(shè)定方案，可將自動售報(bào)機(jī)中的硬件電路分為電源電路、液晶顯示電路、按鍵采集電路、電機(jī)控制電路、報(bào)警燈電路、貨幣檢測電路。

1.電源電路

1、元器件選型。自動售報(bào)機(jī)的硬件由五個(gè)部分需要電源電路提供電源。本設(shè)計(jì)中采用的是AC220V的交流輸入，通過開關(guān)電源轉(zhuǎn)成24V的直流輸出，通過電源芯片轉(zhuǎn)成對應(yīng)的5V為系統(tǒng)各個(gè)部分模塊供電。

2、電源電路。電源供電路，由電源芯片、防反接二管、輸入輸出濾波電容和續(xù)流二極管組成。

2.按鍵采集電路

鍵盤是最常用的單片機(jī)系統(tǒng)的人機(jī)界面，陣列式是通過橫向和縱向交叉檢測，可以將IO口的使用數(shù)量呈指數(shù)減少，并且大增加了按鍵的數(shù)量。本系統(tǒng)需要一個(gè)確認(rèn)按鍵、一個(gè)取消按鍵、一個(gè)功能按鍵和十三個(gè)不同種類報(bào)刊選擇按鍵。

3.液晶顯示電路

單片機(jī)可以通過并行方式的接口單片機(jī)通過，其中P25，P26，P27分別是RS，R/W和E三個(gè)控制位，P0.0-P0.7是8位數(shù)據(jù)線。三個(gè)控制位中，RS=0表示寫或讀指令，RS=1表示寫數(shù)據(jù)。R/W是讀寫指令，R/W=1是讀，R/W=0是寫。E是使能信號，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，單片機(jī)可以執(zhí)行對液晶模塊的讀寫操作。

4.電機(jī)控制電路

售報(bào)機(jī)采用3塊L298n電機(jī)驅(qū)動芯片來驅(qū)動使報(bào)紙掉落的電機(jī)，當(dāng)系統(tǒng)啟動后，單片機(jī)的I/O口輸出控制脈沖，由L298n電機(jī)驅(qū)動芯片對脈沖信號進(jìn)行處理，然后輸出可以讓電機(jī)運(yùn)作的信號。在正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，對單片機(jī)上的I/O資源進(jìn)行劃分，在系統(tǒng)的負(fù)載能力的允許范圍之內(nèi)，并增加L298n電機(jī)驅(qū)動芯片的數(shù)量，就可以達(dá)到控制多臺電機(jī)運(yùn)作、停止控制。

5.報(bào)警燈電路

報(bào)警燈輸出采用24v的報(bào)警燈，系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過單片機(jī)P3.0口驅(qū)動三極管的通斷控制繼電器的線圈的通電和斷電完成對繼電器觸點(diǎn)的常開和常閉的切換，完成直流電機(jī)的輸出控制。

6.貨幣識別電路

由于傳感器輸出是模擬量無法被單片機(jī)直接識別，因此這里需要通過一個(gè)AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，考慮到轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換位數(shù)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的速率會影響到貨幣識別電路的準(zhǔn)確度。考慮以上幾點(diǎn)采用ADS7825轉(zhuǎn)換器。

四 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

1.主程序設(shè)計(jì)

主程序設(shè)計(jì)首先是對各個(gè)功能器件進(jìn)行初始化操作，初始化包括和鍵盤連接的IO口、液晶顯示屏、電機(jī)的初始狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置，這樣可以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在循環(huán)中，首先檢測顧客是否投幣，然后顯示投幣的金額。交易結(jié)束重新回到檢測顧客是否投幣操作，檢測到客戶投幣后，程序檢測客戶選擇報(bào)刊的類別，并對價(jià)格進(jìn)行計(jì)算如果客戶投入的金額超過報(bào)刊的價(jià)格，自動售報(bào)機(jī)進(jìn)行出貨操作，同時(shí)計(jì)算是否需要找零操作。如果需要找零操作，通過控制電機(jī)的動作將需要找出的零錢推出，結(jié)束此次交易。

2. 鍵盤程序設(shè)計(jì)

鍵盤程序是要檢測客戶輸入的按鍵信息，來判斷顧客需的報(bào)刊種類。按鍵是4*4矩陣形式，其中前13個(gè)按鍵是選擇報(bào)刊選擇鍵，一個(gè)鍵是確認(rèn)按鍵、第一個(gè)是確認(rèn)按鍵、一個(gè)是取消按鍵，一個(gè)是功能按鍵。

3.顯示模塊程序設(shè)計(jì)

需要顯示客戶輸入的報(bào)刊類別、投入的金額和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)信息，采用LCD1602液晶實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的顯示任務(wù)，當(dāng)調(diào)用到顯示子程序時(shí)，將顯示數(shù)據(jù)先送入顯示緩沖區(qū)，隨后取出要顯示的信息個(gè)數(shù)，單片機(jī)的IO口通過數(shù)據(jù)線將要顯示的信息發(fā)送到液晶顯示屏上。顯示一次顯示的信息個(gè)數(shù)減1，直到顯示個(gè)數(shù)減少到0返回到調(diào)用子程序處，繼續(xù)向下執(zhí)行。

4.提示模塊程序設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的提示模塊將實(shí)現(xiàn)的功能是：客戶按下選貨按鍵后，如果金額足夠，LED燈不工作；如果金額不足，LED將工作兩秒，以提示余額不足，之后再停止工作。

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作者簡介：馮浩（1996―），男，漢族，籍貫：山西太原，單位：太原理工大學(xué)，研究方向：自動化。