呂曉穎

電子超市自動(dòng)存儲(chǔ)柜設(shè)計(jì)與制作＊

呂曉穎

（大連科技學(xué)院電氣工程學(xué)院，遼寧 大連 116052）

所設(shè)計(jì)的電子自動(dòng)存儲(chǔ)柜系統(tǒng)采用STC89C52單片機(jī)作為主控單元，模擬4個(gè)存放物品的存儲(chǔ)箱。存放物品時(shí)，會(huì)產(chǎn)生4位隨機(jī)密碼，把存儲(chǔ)的東西放置好后，液晶顯示屏上顯示FULL，表示已使用該存儲(chǔ)柜，相應(yīng)的指示燈亮。如果要取出物品，輸入存儲(chǔ)包裹時(shí)提供的4位隨機(jī)密碼。如果輸入的密碼正確，則打開(kāi)相應(yīng)存儲(chǔ)柜，對(duì)應(yīng)指示燈將熄滅，并在液晶顯示屏上顯示NULL，表示此存儲(chǔ)柜為空。此裝置具有存取功能，能顯示存儲(chǔ)柜狀態(tài)，并可以異常報(bào)警，具有常規(guī)的存儲(chǔ)柜所具備的存儲(chǔ)功能。

自動(dòng)存??；隨機(jī)密碼；液晶顯示；顯示模塊

近年來(lái)，隨著社會(huì)服務(wù)水平的提高和機(jī)械化的發(fā)展，電子自動(dòng)存儲(chǔ)柜也在逐漸地更新?lián)Q代。本文設(shè)計(jì)了一種可以通過(guò)自動(dòng)產(chǎn)生隨機(jī)密碼的方式來(lái)存取物品的儲(chǔ)物裝置。

1 自動(dòng)存儲(chǔ)柜硬件結(jié)構(gòu)

電子自動(dòng)儲(chǔ)物柜系統(tǒng)由STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)、LCD1602液晶模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊、按鍵模塊、電源電路和儲(chǔ)物柜指示燈構(gòu)成。鍵盤(pán)按鈕用于存取物品時(shí)輸入密碼，完成存取操作，而報(bào)警裝置則是提示存取物品操作的正確性，并判斷密碼是否輸入正確。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框圖

2 自動(dòng)存儲(chǔ)柜硬件設(shè)計(jì)

2.1 LCD1602顯示模塊設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)使用LCD1602液晶顯示屏作為顯示模塊，它的主要功能是顯示所需內(nèi)容，共有兩行，每一行都能顯示數(shù)字和英文字符；由16個(gè)引腳和一個(gè)2 kΩ的電阻組成，每個(gè)引腳都起著不同的作用，而第3引腳連接著一個(gè)2 kΩ電阻，起著液晶顯示器的對(duì)比度調(diào)節(jié)作用，其連接接地電源對(duì)比度相對(duì)較高，如果連接電源正極，則對(duì)比度較低。LCD1602電路原理如圖2所示。

2.2 報(bào)警模塊設(shè)計(jì)

BUZZER1即蜂鳴器，工作原理是利用電磁線圈通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)，迫使震動(dòng)膜震動(dòng)由此發(fā)聲，由于單片機(jī)驅(qū)動(dòng)能力有限，所以需要連接一個(gè)三極管進(jìn)行電路放大來(lái)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，本系統(tǒng)采用的三極管為PNP型。報(bào)警部分由蜂鳴器發(fā)聲裝置、2個(gè)2 kΩ電阻、S8550三極管和發(fā)光二極管及外圍電路組成。將蜂鳴器的接口接在單片機(jī)P1.0引腳，當(dāng)P1.0端口為低電平時(shí)，通過(guò)數(shù)值為2 kΩ的R2電阻控制三極管S8550的基極，使三極管呈現(xiàn)開(kāi)放的狀態(tài)，這時(shí)蜂鳴器就會(huì)運(yùn)行，發(fā)聲報(bào)警；當(dāng)P1.0端口為高電平時(shí)，三極管呈現(xiàn)出閉合截止的狀態(tài)，這時(shí)蜂鳴器不運(yùn)行，即不報(bào)警。而LED發(fā)光二極管則是判斷用戶輸入密碼正確性的一種方法，如果密碼錯(cuò)誤，伴隨著蜂鳴器報(bào)警3 s并且LED燈長(zhǎng)亮3 s。報(bào)警模塊電路原理如圖3所示。

圖2 LCD1602電路圖

2.3 按鍵模塊設(shè)計(jì)

按鍵電路模塊即是由鍵盤(pán)操控的模塊，可以通過(guò)按鍵來(lái)輸入隨機(jī)密碼。本設(shè)計(jì)采用的是矩陣式鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)，由于密碼是由0~9這10個(gè)數(shù)字組成的，因此有10個(gè)數(shù)字按鍵、1個(gè)確認(rèn)鍵，兩個(gè)存取按鍵，共有13個(gè)按鍵。

數(shù)字0～9共10個(gè)數(shù)字鍵盤(pán)按鈕和一個(gè)確認(rèn)按鈕用于取物品時(shí)輸入隨機(jī)密碼。另外還有兩個(gè)功能按鍵，用于存放物品時(shí)的操作。存物品操作時(shí)，先按下存鍵，系統(tǒng)會(huì)給出4位隨機(jī)密碼，記住密碼后，然后按下確定鍵即完成存包裹操作。取物品操縱時(shí)，按下取鍵，再輸入4位隨機(jī)密碼，按下確認(rèn)鍵即存包裹操作完成。按鍵模塊電路圖如圖4所示。

圖3 報(bào)警模塊電路原理圖

圖4 按鍵電路設(shè)計(jì)圖

2.4 電源電路設(shè)計(jì)

電源模塊主要由3節(jié)干電池（共4.5 V供電）、SW電源開(kāi)關(guān)、2個(gè)電容（C4和C5）、電源指示燈LED6和1個(gè)2 kΩ電阻組成。4.5 V干電池為電路提供能量，電源開(kāi)關(guān)則控制整個(gè)電路的通斷，電容C4和C5兩個(gè)電容在此電路中起著濾波作用，將整流以后的鋸齒波變?yōu)槠交拿}動(dòng)波。電源LED指示燈一端連接在電源正極，另一端連接著一個(gè)阻值為2 KΩ的電阻，指示燈亮代表電源電路正常，如果指示燈熄滅，則表示電路出現(xiàn)異常，并且接在接地電源端的2 kΩ電阻起限流作用，避免流過(guò)指示燈的電流過(guò)大而損壞。電源電路設(shè)計(jì)如圖5所示。

圖5 電源電路設(shè)計(jì)圖

3 自動(dòng)存儲(chǔ)柜主程序流程

首先，系統(tǒng)接入電源后，程序開(kāi)始運(yùn)行，系統(tǒng)初始化然后再對(duì)按鍵進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)存鍵是否摁下，如果有存鍵，則直接執(zhí)行調(diào)用存物件程序；如果沒(méi)有檢測(cè)到存鍵，則執(zhí)行下一條指令。檢測(cè)取鍵是否摁下，如果有取鍵，則直接執(zhí)行調(diào)用取物件程序；如果沒(méi)有檢測(cè)到取鍵，則返回第一步繼續(xù)執(zhí)行指令。主程序流程如圖6所示。

圖6 自動(dòng)存儲(chǔ)柜主程序流程圖

4 系統(tǒng)仿真

在滿足硬件和軟件設(shè)計(jì)要求的情況下，利用Keil編寫(xiě)運(yùn)行程序，在Proteus上進(jìn)行原理圖的繪制，然后對(duì)自動(dòng)存儲(chǔ)柜系統(tǒng)電路進(jìn)行仿真。存儲(chǔ)物品時(shí)，先按一下存鍵，液晶顯示屏上出現(xiàn)一組4位隨機(jī)密碼，如圖7所示。

圖7 4位隨機(jī)密碼

［1］張曉潔，鄭鑫，韋雨梅，等.基于單片機(jī)的密碼鎖儲(chǔ)物罐設(shè)計(jì)［J］.智能計(jì)算機(jī)與應(yīng)用，2017，7（3）：191-193.

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［3］譚菊華，章小寶，黃燦英.基于STC89C52數(shù)字密碼鎖的設(shè)計(jì)［J］.時(shí)代農(nóng)機(jī)，2017，44（11）：118-119.

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TP391.44

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.14.061

2095－6835（2019）14－0134－02

2018年遼寧省普通高等教育本科教學(xué)改革研究立項(xiàng)項(xiàng)目（編號(hào)：省教改2018007）；2019年大連科技學(xué)院橫向科研項(xiàng)目“基于藍(lán)牙和APP控制的家庭醫(yī)療助手設(shè)計(jì)”（編號(hào)：KYH1924）

呂曉穎（1986—），女，遼寧普蘭店人，碩士研究生，講師，研究方向?yàn)闊o(wú)線通信與數(shù)據(jù)傳輸。

〔編輯：王霞〕