文/張意如

隨著科學技術的發(fā)展，普通的硬幣儲蓄罐已經無法滿足人們使用的需求，因為傳統(tǒng)的硬幣儲蓄罐主要的功能是對硬幣進行存儲，而不能對硬幣的幣種進行分類，也不能對硬幣的數(shù)量及金額進行顯示。因此，為使儲蓄罐實現(xiàn)自動分揀硬幣、分別儲存硬幣、對儲蓄罐內的幣種和數(shù)量進行顯示等功能，應對儲蓄罐進行智能化設計，以提高儲蓄罐的實用性。

1 智能儲蓄罐的總體設計

智能儲蓄罐設計的控制核心主要以STM32 單片機組成，本設計主要由投幣模塊、整理模塊、統(tǒng)計模塊、儲蓄模塊、出幣模塊、等五部分組成。

1.1 投幣模塊

投幣模塊是通過獨立開關進行控制的，當用戶投入多枚硬幣時，打開投幣模塊的開關，使裝置的電機振動，從而保證硬幣有序的進入整理模塊。當所有的硬幣都進入到整理模塊后，便可以關掉開關。

1.2 整理模塊

整理模塊是通過一個分類軌道來完成工作的，通過測量不同幣種的直徑，從而設置不同規(guī)格的方孔。與此同時，分類軌道的合理放置，能夠保證不同規(guī)格的硬幣依次進入儲蓄模塊。為了防止硬幣出現(xiàn)重疊的情況，應在分類軌道的入口處設置一個擋板。除此之外，還要額外設計一個出口，因為當硬幣進入軌道時速度較快，有時會導致硬幣無法正常進入軌道，這個出口的設置能夠解決這一問題。

1.3 統(tǒng)計模塊

為了使儲蓄罐能夠對硬幣的數(shù)量進行統(tǒng)計，可以通過加入光電傳感器來實現(xiàn)，光電檢測具有精準度高、反應快等特點。為使儲蓄罐實現(xiàn)統(tǒng)計功能，首先需要在整理模塊和儲蓄模塊加裝光電傳感器。光線通過發(fā)射器發(fā)出，然后被接收器接收，當傳感器感受到硬幣通過時，硬幣會阻擋光線，這時傳感器就會產生信號并傳輸?shù)絾纹瑱C，從而完成硬幣數(shù)量的統(tǒng)計工作。

1.4 儲蓄模塊

儲蓄模塊的主要作用就是對硬幣進行存儲，為了方便硬幣的傳送，一般該模塊都會采用筒式裝置。設計人員一定要控制好圓筒直徑的大小，過大或過小都會引發(fā)一些問題，影響模塊的正常工作。因此，應使圓筒直徑稍大于硬幣直徑。

1.5 出幣模塊

出幣模塊主要由矩陣鍵盤、顯示屏、步進電機組成，在進行出幣操作時，首先需要借助矩陣鍵盤輸入出幣金額，控制單元通過算法，將使面額較大的硬幣優(yōu)先完成出幣工作，同時控制單元通過步進電機的轉動，從而將硬幣傳送到出幣口。

2 智能儲蓄罐的控制程序設計

2.1 入幣程序設計

為了提高儲蓄罐的智能化程度，使儲蓄罐能夠顯示每一個幣種的數(shù)量和硬幣總數(shù)，就需要對儲蓄罐進行入幣程序設計，首先硬幣需要通過整理模塊，然后穿過軌道并根據(jù)硬幣直徑的不同分別進入不同規(guī)格的方孔，最后到達儲蓄模塊。當傳感器感受到硬幣通過時，它會產生信號，信號經過處理后會傳輸?shù)絾纹瑱C的控制單元。當用戶每投入一枚硬幣時，智能儲蓄罐就會對相應幣種的數(shù)量進行計數(shù)，然后將每個幣種的數(shù)量和金額在顯示屏上顯示出來。

2.2 出幣程序設計

智能儲蓄罐出幣程序的設計主要是為了實現(xiàn)智能取幣的功能，出幣控制程序的流程如下，首先需要用戶輸入所取金額，當用戶所輸入的金額大于儲蓄罐實際儲存的金額時，輸入無效，程序會提示用戶重新輸入金額。當用戶所輸入的金額小于等于儲蓄罐實際儲存的金額時，智能儲蓄罐執(zhí)行指令，并通過算法，優(yōu)先使大面額的硬幣完成出幣工作。而硬幣的出幣工作主要借助電片機控制不同硬幣下的電機轉動來完成，通過機械運動產生的推力將硬幣從存儲倉內推出，使其掉入出幣倉，完成出幣工作。

2.3 顯示程序設計

智能儲蓄罐的顯示程序設計，主要是為了實現(xiàn)儲蓄罐內不同幣種數(shù)量、儲蓄罐內的總金額、出幣金額及數(shù)量的顯示功能。顯示屏的設計工作，需要通過指令與數(shù)據(jù)的設計來完成。首先應設置顯示屏的顯示模式，除此之外，再對光標、顯示開關等項目進行設置，這部分內容完成了顯示程序設計中的指令設計。除此之外，為使智能儲蓄罐的顯示屏能夠顯示硬幣的數(shù)量及金額，還需要完成顯示程序設計中數(shù)據(jù)設計的工作。當完成這兩部分的工作后，設計人員應通過單片機發(fā)出指令，初始化顯示屏，然后再通過指令的發(fā)送，對字符、光標的顯示位置進行規(guī)定，從而保證液晶屏的顯示工作穩(wěn)定運行。

3 結論

一種智能儲蓄罐的設計，主要是為了使儲蓄罐更加智能化，完成硬幣的分類與計數(shù)工作，改變傳統(tǒng)儲蓄罐在日常生活中所扮演的角色。通過程序設計，使儲蓄罐利用整理模塊與統(tǒng)計模塊，將不同的硬幣送入不同的軌道，以便其進入儲蓄模塊，完成存儲。與此同時，智能儲蓄罐的顯示屏上將會準確、及時的顯示出不同幣種的數(shù)量以及總的金額。當用戶需要取錢時，則可以通過鍵盤輸入金額，使儲蓄罐完成自動出幣的工作，這極大地提高了儲蓄罐的實用性。總之，智能儲蓄罐的總體設計及程序設計，優(yōu)化了儲蓄罐的功能，使人們不再為硬幣的分類與計數(shù)工作而煩惱。與此同時，設計人員還可以對儲蓄罐進行其他功能的開發(fā)，使智能儲蓄罐向著智能化、自動化程度更高的方向發(fā)展。