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I本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）(2015 屆)自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)院 系 電子信息工程學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 姓 名 指導(dǎo)教師副教授 年 1 月學(xué)號(hào)：2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）I摘 要概括介紹了自動(dòng)售貨機(jī)的現(xiàn)狀，針對電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室電子元件管理難題提出了一種能夠自動(dòng)管理與售賣電子元件的自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)思路!給出了電子元件自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)方案。首先研究了電子元件自動(dòng)售貨機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案，分析了設(shè)計(jì)要求，接著設(shè)計(jì)了售貨機(jī)的功能模塊，最后給出了控制程序的設(shè)計(jì)方法。經(jīng)過測試，該程序運(yùn)行穩(wěn)定符合設(shè)計(jì)要求。本文介紹了以 AT89C51單片機(jī)為核心的自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。詳細(xì)介紹了自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，硬件選型，軟件的工作原理，并著重介紹了原理和技巧，自動(dòng)售貨機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，軟件編程。該系統(tǒng)以 AT89C51 單片機(jī)為核心，采用集中控制方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的全過程自動(dòng)控制。使用匯編語言編寫系統(tǒng)程序和 C 語言軟件編程和編譯，該軟件具有編程簡單的特點(diǎn)，方便檢查錯(cuò)誤，易于閱讀，所以。匯編語言是一種基本的語言程序，簡單易懂，便于記憶和使用等。關(guān)鍵詞：自動(dòng)售貨機(jī)；單片機(jī)；控制器； 顯示屏； AT89C51 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）IIAbstractSummarizes the status of vending machine, for the electronic element management problem of the electronic innovation lab! Presents a vending machine capable of automatic management and sale of electronic components design idea! Give electronic components vending machine design scheme. Firstly studies the general design scheme of the electronic components of the vending machine, analyses the design requirements, and then design the function module of vending machines, finally the design method of the control program are given. After the test, the program runs stably meet the design requirements. This paper introduces the design of vending machine control system using AT89C51 microcontroller as the core of the equipment. This paper explains in detail the design, automatic vending machine scheme of system hardware selection, software works, and emphatically introduces the principles and techniques of automatic vending machine, system design, software programming. The system uses the AT89C51 microcontroller as the core, adopts the centralized control method to realize the whole process of automatic vending machine automatic control. System program is written in assembly language and C language software programming and debugging, the software has the characteristics of simple programming, convenient to check for errors, easy to read, so. Assembly language is a basic language program, easy to understand, easy to remember and use etc.Keywords: Vending machine Single chip microcomputer Display scree Controller;2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）III目 錄摘 要 IABSTRACT.II目 錄 III1 緒論 11.1 研究背景 11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.3 研究目的與意義 11.4 本章小結(jié) 12 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 12.1 設(shè)計(jì)要求 12.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 12.2.1 硬件設(shè)計(jì) .12.2.2 軟件設(shè)計(jì) .12.3 本章小結(jié) 13 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 13.1 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) .13.1.1 自動(dòng)售貨機(jī)外圍電路.13.1.2 自動(dòng)售貨機(jī)控制電路流程圖.13.2 自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)流程圖3.2.1 自動(dòng)售貨機(jī)貨幣識(shí)別系統(tǒng)程序流程圖.13.2.2 自動(dòng)售貨機(jī)貨物選擇系統(tǒng)的程序流程圖.13.2.3 自動(dòng)售貨機(jī)找錢，顯示找錢數(shù)系統(tǒng)流程圖.13.2.4 自動(dòng)售貨機(jī)出錯(cuò)報(bào)警系統(tǒng)流程圖.13.3 總原理圖 13.4 本章小結(jié) 14 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 24.1 主程序 .24.2 子程序 .24.3 本章小結(jié) .25 聯(lián)調(diào)與測試 35.1 硬件調(diào)試 .35.2 軟件調(diào)試 .32015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）IV5.3 系統(tǒng) PCB 圖 .35.4 本章小結(jié) .3結(jié)論與展望 3致謝 4參考文獻(xiàn) 5附錄 A：系統(tǒng)原理圖 6附錄 B：系統(tǒng) PCB 圖 7附錄 C：系統(tǒng)源程序 82015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）11 緒論1.1 研究背景 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,傳統(tǒng)的固定地點(diǎn)人員銷售模式暴露了許多缺點(diǎn):人力資源需求; 所需的服務(wù)位置,地理?xiàng)l件;而不是服務(wù)時(shí)間的最大服務(wù)給消費(fèi)者。自動(dòng)售貨機(jī)解決了問題。各種生活、覆蓋面廣的自動(dòng)售貨,效率高,可以 24 小時(shí)不間斷運(yùn)行,容易和方便的位置,改變網(wǎng)站;全職運(yùn)作,也可以是兼職(副業(yè)業(yè)務(wù);)作為廣告載體, 可以使高外塊。投資風(fēng)險(xiǎn)低,高收入。把錢商品添加員工只需要做。如此多的優(yōu)勢,自動(dòng)售貨機(jī)在世界上被廣泛使用。智能自動(dòng)售貨機(jī)自動(dòng)控制裝置通過單片機(jī)為核心,它設(shè)置鍵選擇技術(shù),單片機(jī)技術(shù)和顯示技術(shù)于一體,具有強(qiáng)大的特點(diǎn)功能,可靠性高,使用方便,維護(hù)簡單等。因此,已廣泛應(yīng)用于商業(yè)和生活中。一些智能自動(dòng)售貨機(jī)不僅可以自動(dòng)識(shí)別 1 元,5 毛錢,還可以自動(dòng)識(shí)別 20 元,10 元,5 元指出,將自動(dòng)變化,應(yīng)用人機(jī)對話來提高自動(dòng)售貨機(jī)在國內(nèi)大面積推廣成為可能。智能自動(dòng)售貨機(jī)越來越多的人性化設(shè)計(jì)將很快占領(lǐng)中國市場1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀（1）發(fā)達(dá)國家現(xiàn)狀 日本：各種自動(dòng)售貨機(jī)保有量超過 600 萬臺(tái)，平均 20 人一臺(tái)，世界普及率第一。1990 年通過自動(dòng)售貨機(jī)實(shí)現(xiàn)的銷售額即已達(dá)到 5 兆日元（約 3000 億人民幣）。 美國：總的機(jī)器保有量大致和日本相當(dāng)，2000 年通過自動(dòng)售貨機(jī)實(shí)現(xiàn)的銷售額達(dá)到250 億美元，其中 OCS(Office Coffee Service）的銷售額排第六位。 韓國：自動(dòng)售貨機(jī)的使用歷史要遠(yuǎn)短于其它發(fā)達(dá)國家，僅有 25 年，但據(jù) 2001 年的統(tǒng) 計(jì)，總保有量已超過 80 萬臺(tái)。在 2001 年韓國生產(chǎn)的自動(dòng)售貨機(jī)中 OCS 占 32.7%，排第一位，咖啡自動(dòng)售貨機(jī)占 18.1% ，排第三位，僅次于 18.6% 的充電自動(dòng)售貨機(jī)。瓶罐飲料自動(dòng)售貨機(jī)和復(fù)合型自動(dòng)售貨機(jī)（同機(jī)銷售瓶罐飲料和熱咖啡）都僅占 8.6%，并列第四位。 （2）國內(nèi)現(xiàn)狀 保有量約 2 萬臺(tái)，且品種單一，主要以瓶飲料售貨機(jī)為主，技術(shù)質(zhì)量還未完全過關(guān)，生產(chǎn)和運(yùn)營成本較高，收益也不高。導(dǎo)致此現(xiàn)狀的主要原因是中國有關(guān)的自動(dòng)售貨機(jī)企業(yè)未能有效解決成本，質(zhì)量，運(yùn)營等諸多問題。但由于隨中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和社會(huì)的巨大進(jìn)步，自動(dòng)售貨機(jī)的實(shí)際需求已相當(dāng)大。1.3 研究目的與意義2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）21.3 研究目的與意義在自動(dòng)售貨機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展的過程中，自動(dòng)售貨機(jī)的出現(xiàn)是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人們對生活勞動(dòng)的感悟的結(jié)果。隨著生產(chǎn)方式的改變，消費(fèi)模式的轉(zhuǎn)變，需要一種全新的消費(fèi)模式來適應(yīng)人們快節(jié)奏的生活方式。超市和百貨中心的大量密集造成了人工費(fèi)用不斷上升，場地也受到制約。自動(dòng)售貨機(jī)作為一種便利快捷的機(jī)器便應(yīng)運(yùn)而生了。投入硬幣、紙幣、信用卡等后便可以銷售商品，大大的節(jié)約了消費(fèi)者的時(shí)間并且方便了消費(fèi)者購物滿足消費(fèi)者的好奇新，自動(dòng)售貨機(jī)可以充分補(bǔ)充人力資源的不足，適應(yīng)消費(fèi)環(huán)境和消費(fèi)模式的變化，更省力，資本少、面積小。 1.4 本章小結(jié)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是我對大學(xué)所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)以及專業(yè)知識(shí)的一次綜合運(yùn)用和實(shí)踐的過程。在電路的設(shè)計(jì)中，用理論結(jié)合實(shí)物，發(fā)揮自己的動(dòng)手能力，解決實(shí)物制作中的問題，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、電腦繪圖例如 CAD 繪圖的鞏固提高以及 protues 設(shè)計(jì)仿真電路圖，還包括我們的基礎(chǔ)課程《自動(dòng)控制原理》，《電力電子》，《單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》等。通過這次的設(shè)計(jì)我學(xué)會(huì)了通過查閱圖書館的文獻(xiàn)資料來彌補(bǔ)自己專業(yè)知識(shí)以外的不足。2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)要求自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)。自 動(dòng) 售 貨 機(jī) 是 集 光 、 機(jī) 、 電 一 體 化 的 獨(dú) 立 機(jī) 構(gòu) ， 它 只 需 要 顧 客 投 幣 和 按 購 物 鍵 選擇 即 可 自 動(dòng) 售 貨 及 退 找 零 錢 ， 其 工 作 程 序 如 下 圖 所 示機(jī)器自動(dòng)計(jì)數(shù)顧客投入貨幣顧客按動(dòng)按鈕顧客取出余幣機(jī)器將余幣送出顧客取出商品機(jī)器送出選定商品2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）32.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案方案一：安裝接觸行程開關(guān) 售完檢測系統(tǒng)，在自動(dòng)售貨機(jī)商品存儲(chǔ)存道下方安裝有接觸行程開關(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。2.2.1 方案二：紅外線對射 在自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)最后一個(gè)商品的兩側(cè)，放置紅外線。當(dāng)有商品時(shí)，商品擋住紅外線使其無法對射，自動(dòng)售貨機(jī)正常工作；當(dāng)商品出售完畢時(shí)，紅外線對射，向 CPU 發(fā)出無貨信號(hào)，經(jīng)過檢測通過串行擴(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。1.1 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一臺(tái)銷售袋裝小零食的自動(dòng)售貨機(jī)，具有硬幣識(shí)別、幣值累加、自動(dòng)售貨等功能?；疽螅?①可識(shí)別 5 角、1 元的硬幣。并進(jìn)行累加。 ② ②有貨物選擇按鍵，根據(jù)選擇自動(dòng)出售對應(yīng)貨物。 ③具有防盜報(bào)警功能。 2.2.2 推進(jìn)設(shè)計(jì)方案一：步進(jìn)電機(jī)推進(jìn) 采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的精度很高，可實(shí)現(xiàn)精確的步距角運(yùn)動(dòng)，由其組成的位置控制系統(tǒng)定位準(zhǔn)確，穩(wěn)定時(shí)間短，采用單片機(jī)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，控制信號(hào)為熟悉信號(hào)，不再需要數(shù)/摸轉(zhuǎn)換，具有快速起停功能，延時(shí)短、定位準(zhǔn)確、精度高和可操作性強(qiáng)。與驅(qū)動(dòng)控制器匹配使用時(shí)，控制起來也十分方便，很容易構(gòu)成數(shù)字位置控制系統(tǒng)。但步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)相對復(fù)雜，價(jià)格比直流電動(dòng)機(jī)高。制步進(jìn)電機(jī)作相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)。很明顯脈沖的總數(shù)決定了移動(dòng)量，指令的頻率決定了移動(dòng)的速度。因此，指令脈沖可否被可靠的執(zhí)行，基本上取決于步進(jìn)電機(jī)的性能。三相步2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）4進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖，如圖 3 所示步進(jìn)電機(jī)又叫脈沖電機(jī)，它是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為角位移的機(jī)電數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換器。在開環(huán)數(shù)字程序控制系統(tǒng)中，輸出控制部分常用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元器件。步進(jìn)電機(jī)的控制電路接受計(jì)算機(jī)發(fā)來的指令脈沖。圖 3 三相步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖本設(shè)計(jì)是由單片機(jī)直接控制，步進(jìn)電機(jī)可以直接接受的數(shù)字信號(hào)不需要數(shù)/模轉(zhuǎn)換，具有快速起停功能，延時(shí)短、定位準(zhǔn)確、精度高和可操作性強(qiáng)。與驅(qū)動(dòng)控制器匹配使用時(shí)控制起來方便，在銷售移動(dòng)距離較小的商品的時(shí)候不會(huì)產(chǎn)生誤差。 步進(jìn)電機(jī)又叫脈沖電機(jī)，它是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為角位移的機(jī)電數(shù)模（D/A ）轉(zhuǎn)換器。在開環(huán)數(shù)字程序控制系統(tǒng)中，輸出控制部分常用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元器件。步進(jìn)電機(jī)的控制電路接受計(jì)算機(jī)發(fā)來的指令脈沖，控制步進(jìn)電機(jī)作相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)。很明顯脈沖的總數(shù)決定了移動(dòng)量，指令的頻率決定了移動(dòng)的指令脈沖可否被可靠的執(zhí)行，基本上取決于步進(jìn)電機(jī)的性能。8051PA0 PA1 PA2 PA0 PB2PB0 PB1驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路X 軸步進(jìn)電機(jī)Y 軸步進(jìn)電機(jī)圖 4 步進(jìn)電機(jī)與單片機(jī)機(jī)接口2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）5售完檢測系統(tǒng)，在自動(dòng)售貨機(jī)商品存儲(chǔ)存道下方安裝有接觸行程開關(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。 2.3 本章小結(jié)(1) 計(jì)幣系統(tǒng)：顧客在買飲料時(shí)，可以直接投入 1 元或者 5 元等面值不等的紙幣。投入的錢幣會(huì)經(jīng)過識(shí)別機(jī)構(gòu)，記錄個(gè)數(shù)然后累加數(shù)值，并將數(shù)據(jù)存放在 D9（數(shù)據(jù)寄存器）中。 (2) 比較系統(tǒng)：投入錢幣完畢后，系統(tǒng)會(huì)把 D9 內(nèi)的錢幣數(shù)據(jù)和可以購買飲料的價(jià)格進(jìn)行比較，當(dāng)投入的錢幣是三元時(shí)，可樂指示燈亮；當(dāng)投入的錢幣 2.5 元時(shí)，綠茶指示燈亮；當(dāng)投入的錢幣 4 元時(shí)，芬達(dá)指示燈都亮。(3) 選擇系統(tǒng)：比較電路完成后選擇電路指示燈亮，當(dāng)按下西瓜汁或綠茶選擇按鈕時(shí)，相應(yīng)的指示燈轉(zhuǎn)為 1 秒為周期的閃爍。當(dāng)相應(yīng)的飲料供應(yīng)完畢后，閃爍同時(shí)停止。此時(shí)可以按繼續(xù)購買按鈕，繼續(xù)購買飲料，實(shí)現(xiàn)循環(huán)購買。 (4) 飲料供應(yīng)系統(tǒng)：當(dāng)按下選擇按鈕時(shí)，相應(yīng)的電機(jī) Y3—Y7 啟動(dòng)。在飲料輸出的同時(shí)，減去相應(yīng)的購買錢幣數(shù)，當(dāng)飲料輸出達(dá)到 10 秒時(shí)，電機(jī)停機(jī)。 (5) 退幣系統(tǒng)：當(dāng)顧客購?fù)觑嬃虾螅嘤嗟腻X幣只要按下退幣按鈕，系統(tǒng)就會(huì)把數(shù)據(jù)寄存器 D9 中的錢幣退回。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)在本次設(shè)計(jì)中，中央控制元件采用 MCS-51 系列單片機(jī)中的 89C52。89C52 單片機(jī)是 Intel 公司生產(chǎn)的 MCS-51 系列單片機(jī)中的一種，其特性與 MCS-51單片機(jī)基本一樣。89C52 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu):89 c52 MCS - 51 系列單片機(jī)是英特爾公司的基本產(chǎn)品,它使用 ATMEL 公司可靠的CMOS 工藝技術(shù)生產(chǎn)的高性能 8 位單片機(jī),屬于標(biāo)準(zhǔn)的 MCS - 51 HCMOS 產(chǎn)品。它結(jié)合了高速、高密度的 CMOS 技術(shù)和低功耗 CMOS 的特點(diǎn),它是基于 MCS - 51 單片機(jī)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和指揮系統(tǒng),屬于 89 c51 單片機(jī)增強(qiáng)版本,集成時(shí)鐘輸出和向上/向下計(jì)數(shù)器更多特性,適用于電機(jī)控制等應(yīng)用程序。89 c52 內(nèi)部八中央處理單元,內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM 256 字節(jié),8 k 程序內(nèi)存(ROM)在 32 雙向輸入/輸出(I / O),3 個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和 5 級兩個(gè)中2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）6斷結(jié)構(gòu),一個(gè)全雙工串行通信端口,芯片時(shí)鐘振蕩電路。此外,89 c52 也可以在低功耗模式下工作,可以選擇通過兩種軟件自由和權(quán)力模式。在空閑模式下凍結(jié) CPU 和 RAM 計(jì)時(shí)器,串口中斷系統(tǒng)保持其功能。掉電模式,節(jié)省內(nèi)存數(shù)據(jù),時(shí)鐘振蕩停止,停止芯片在同一時(shí)間內(nèi)其他功能。89 c52 PDIP(40 銷)和 PLCC(44 銷)兩種包裝形式。MCS-51 的引腳圖3.1.1 外圍電路設(shè)計(jì)89C51 系列單片機(jī)功能特點(diǎn) 1.主要特性 ①與 MCS-51 兼容 ②4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 ③壽命：1000 寫/擦循環(huán) ④數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10 年 ⑤2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）7全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz ⑥ 三級程序存儲(chǔ)器鎖定 ⑦ 128*8 位內(nèi)部 RAM ⑧32 可編程 I/O 線 ⑨兩個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 ⑩5 個(gè)中斷源、可編程串行通道、低功耗的閑置和掉電模式。3．管腳說明 —VCC：供電電壓。 —GND：接地。 —P0 口：P0 口為一個(gè) 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每個(gè)管腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng)P1 口的管腳寫 “1”時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在 FLASH 編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FLASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部電位必須被拉高。 —P1 口：P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。P1 口管腳寫入“1”后，電位被內(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。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口作為第八位地址接收。3.1.2 調(diào)速驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)電機(jī)調(diào)速控制模塊(1)采用電阻網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字電位器調(diào)整電動(dòng)機(jī)的分壓，從而達(dá)到調(diào)速的目的。(2)采用繼電器對電動(dòng)機(jī)的開或關(guān)進(jìn)行控制，通過開關(guān)的切換對小車的速度進(jìn)行調(diào)整。(3)采用由達(dá)林頓管組成的 H 型 PWM 電路。用單片機(jī)控制達(dá)林頓管使之工作在占空調(diào) 的開關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。調(diào)速驅(qū)動(dòng)電路，如圖 11 所示。圖 11 調(diào)速驅(qū)動(dòng)電路2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）83.1.3 檢測電路設(shè)計(jì)檢測電路原理圖，如圖 12 所示3.1.4 報(bào)警電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一種利用振動(dòng)傳感器檢測環(huán)境變化，進(jìn)而完成報(bào)警功能的系統(tǒng)，該系統(tǒng)方便、穩(wěn)定。振動(dòng)報(bào)警框圖，如圖 14 所示。遭到破壞振動(dòng)聲音報(bào)警手動(dòng)復(fù)位 圖 14 振動(dòng)報(bào)警框圖系統(tǒng)由人為啟動(dòng)，接通電源后，進(jìn)入警戒狀態(tài)，檢測到有破壞時(shí)，立即發(fā)出報(bào)警聲，聲響延遲一段時(shí)間后，再次進(jìn)入警戒狀態(tài)。為達(dá)到良好的實(shí)際使用效果，系統(tǒng)還應(yīng)具備開機(jī)延時(shí)功能：用來防止主人在接通電源后，由于操作過程中的某些振動(dòng)引起誤報(bào)。振動(dòng)系統(tǒng)原理圖，如圖 15 所示2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）9該電路由電阻、PNP 三極管和一個(gè)揚(yáng)聲器組成。把 Xi 端和單片機(jī)的輸出端 P0.7 相連。單片機(jī)工作時(shí)低電平有效，利用 PNP 三極管作為開關(guān)，當(dāng)三極管處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，相當(dāng)于開關(guān)斷開狀態(tài)。當(dāng)三極管處于深飽和狀態(tài)時(shí)，相當(dāng)于開關(guān)閉合，高電平變化為低電平，單片機(jī)工作，三極管驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲音，只有人為的復(fù)位，才結(jié)束報(bào)警。3.2 自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)程序流程圖 3.2.1 自動(dòng)售貨機(jī)貨幣識(shí)別系統(tǒng)程序流程圖Y NN 檢測 T0 是否有脈沖？是否完成？TH0、TL0、TH1 、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 601IE、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 02015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）10YNY自動(dòng)售貨機(jī)的按鈕裝置，其特征在于備有操作按鈕和基板，操作按鈕設(shè)置在面板上，基板設(shè)置在操作按鈕側(cè)的相反側(cè)，具有顯示部分和檢測機(jī)構(gòu)，顯示部分顯示與操作按鈕對應(yīng)的信息，檢測機(jī)構(gòu)用于檢測操作按鈕的操作，顯示部分設(shè)在基板上的與操作按鈕不相向的位置。識(shí)別貨幣、累加計(jì)數(shù)結(jié)束將 TL0 計(jì)的數(shù)值存入 R1、MONEY單元，然后 TL0 清零TH1、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)2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）113.2.2自動(dòng)售貨機(jī)的貨物選擇系統(tǒng)流程圖2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）123.2.3自動(dòng)售貨機(jī)的出貨和顯示花錢系統(tǒng)流程圖設(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 。 在 通 過 按 鍵 選擇 物 品 后 ， 將 會(huì) 把 產(chǎn) 生 的 信 號(hào) 輸 入 給 8255A的 P1的 引 腳 上 ， 8255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 應(yīng) 的 信 號(hào) 輸 出 ， 控 制 所 選 貨 物 的 掉 出2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）13液晶顯示器(LCD) 是現(xiàn)在非常普遍的顯示器,廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品，具有體積小、重量輕、省電、輻射低、易于攜帶等優(yōu)點(diǎn)。液晶顯示器（LCD）的原理與陰極射線管顯示器（CRT ）大不相同，LCD是基于液晶電光效應(yīng)的顯示器件，包括段顯示方式的字符段顯示器件，矩陣顯示方式的字符、圖形、圖像顯示器件，矩陣顯示方式的大屏幕液晶投影電視液晶屏等。液晶顯示器的工作原理是利用液晶的物理特性，在通電時(shí)導(dǎo)通，使液晶排列變得有秩序，使光線容易通過；不通電時(shí)，排列則變得混亂，阻止光線通過。3.2.4出 錯(cuò) 報(bào) 警 系 統(tǒng) 流 程 圖2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）14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 P2.6相連 ， A0、 A1分 別 與 74LS373的 3Q、 4Q相 連 。 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 。當(dāng) 的 3Q、 4Q輸 出 不 同 組 合 時(shí) ， 則 控 制 選 擇 了 8255A的 PA、 PB、 PC口 ， 當(dāng) 取 10時(shí) 對 應(yīng) PC口 輸 入 輸 出 ； 由 于 也 受 到 P2.6的 控 制 ， 只 有 當(dāng) P2.6輸 出 為 0時(shí) ， 才 能 片 選到 該 芯 片 8255A。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 。2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）154 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 主程序4.1.1 I/O 分配表，如表 1 所示表 1 I/O 分配表輸入 輸出P1.0~P1.7P00~P06二極管P2.0~P2.7LCD控制T0鍵盤P0.7 揚(yáng)聲器4.2 顯示子程序 控制子系統(tǒng)由以下四個(gè)部分組成: 1）售貨價(jià)格系統(tǒng) 自動(dòng)售貨機(jī)的商品價(jià)格提前存儲(chǔ)在程序中，可樂，芬達(dá)，綠茶分別對應(yīng)不同的價(jià)格。消費(fèi)者可以通過按鍵的方式選擇商品和商品的價(jià)格，并將價(jià)格存儲(chǔ)在寄存器中。此外，在簡易型售貨機(jī)中，由于出售商品種類少，價(jià)格變化小，使用幣種單一，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。（2）累計(jì)、可售指示系統(tǒng) 當(dāng)有紙幣或者硬幣投入時(shí)，控制系統(tǒng)對識(shí)幣檢測及購貨信號(hào)檢查，當(dāng)有識(shí)幣信號(hào)后，將金額數(shù)值進(jìn)行累計(jì)，并通過串行擴(kuò)展口進(jìn)行顯示，通過串行接口使可售指示燈亮，提示購貨。此時(shí)可按下購貨按鈕，由 CPU 檢測到購貨信號(hào)后，并將金額累計(jì)存儲(chǔ)器清零，完成一次售貨過程。3）檢測系統(tǒng) 在自動(dòng)售貨機(jī)的商品存儲(chǔ)方式與下面接觸形成開關(guān)。按下開關(guān)，自動(dòng)售貨機(jī)正常工作，當(dāng)商品出售，開關(guān)釋放，信號(hào)不是可用 CPU，通過串行接口擴(kuò)展到相應(yīng)的光信號(hào)，機(jī)身外部顯示“售貨”指示。（4）累計(jì)及自測功能系統(tǒng) 自動(dòng)售貨機(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)2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）16據(jù)，通過售貨機(jī)內(nèi)部的按鍵可在金額顯示窗中讀到累計(jì)結(jié)果。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，可檢測各商品貯存道的驅(qū)動(dòng)商品功能。。4.3 報(bào)警子程序紅外探測報(bào)警器的優(yōu)點(diǎn): 本身不發(fā)任何類型輻射，器件功耗很小，隱蔽性較好，價(jià)格低廉 。但也有一定的局限性：容易受各種熱源、陽光源干擾； 紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探測器接收；易受射頻輻射的干擾； 環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，探測和靈敏度明顯下降，有時(shí)造成短時(shí)失靈。報(bào)警系統(tǒng)流程圖，如圖所示2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）17c=p0^7D=0?YNf=0 f=1c=1 c=0蜂鳴器工作蜂鳴器不工作結(jié)束d=p3^2開始4.4 本章小結(jié)主要是對指令要準(zhǔn)確地理解，正確地使用。各種單片機(jī)指令多有類似之處，但還有些差異。對于有單片機(jī)使用經(jīng)驗(yàn)的人，當(dāng)選用另一種不太熟悉的型號(hào)進(jìn)行編程設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對新型號(hào)單片機(jī)的指令重新理解一遍，否則容易出錯(cuò)。簡短的程序可以節(jié)省內(nèi)存，簡化調(diào)試，而且還可節(jié)省執(zhí)行指令的時(shí)間，提高對輸入的響應(yīng)速度。要使所編的程序簡短，就要注意編程方法，用好指令，用巧指令，還要能優(yōu)化結(jié)構(gòu)。要實(shí)現(xiàn)某種功能，一般而言，在達(dá)到目的的相同時(shí)，用功能強(qiáng)的指令比用功能單一的指令，程序步數(shù)可能會(huì)少些。這樣既便于程序的調(diào)試、修改或補(bǔ)充，也便于別人了解和讀懂程序。要想使程序清晰，就要注意程序的層次，講究模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化。特別是在編制復(fù)雜的程序時(shí)，更要注2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）18意程序的層次，可積累自己的與吸收別人的經(jīng)驗(yàn)，整理出一些標(biāo)準(zhǔn)的具有典型功能的程序，并盡可能使程序單元化，像計(jì)算機(jī)中的常用的一些子程序一樣，移來移去都能用，這樣，設(shè)計(jì)起來簡單，別人也易了解。單片機(jī)的工作特點(diǎn)是循環(huán)反復(fù)、不間斷地運(yùn)行同一程序。它的運(yùn)行從初始化后的狀態(tài)開始，待控制對象完成了工作循環(huán)（完整程序執(zhí)行一次），則又返回初始化狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。因?yàn)橹挥羞@樣才能使控制對象在新的工作周期中也得到相同的控制5 聯(lián)調(diào)與測試5.1 硬件調(diào)試在整個(gè)程序的調(diào)試過程中，我們一步步發(fā)現(xiàn)了好多問題，因?yàn)樽畛醯淖詣?dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)比較簡單，只是考慮了投幣和購買的過程，而沒有將購買之后自動(dòng)機(jī)械手送貨的過程加進(jìn)設(shè)計(jì)的方案中。而且在設(shè)計(jì)，程序剛開始時(shí)的投幣累加也有沒有做到準(zhǔn)確相加，有錢投入，并且投幣金額超過了所需購買商品的價(jià)格，但是找錢指示燈卻不亮。最在實(shí)驗(yàn)老師不厭其煩的指導(dǎo)下，我們終于解決了遇到的所有問題，完成了自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)。5.2 軟件調(diào)試單片機(jī)的控制程序的編寫，是運(yùn)用專門的編程軟件 keil，程序通過步進(jìn)梯形圖方式（ladder ）編寫，由于步進(jìn)梯形圖程序的直觀性，在設(shè)計(jì)中，用此編寫程序。在 keil 軟件中，可以方便地對 PLC 程序進(jìn)行剪切、復(fù)制、粘貼、插入等。編寫好的程序下載到單片機(jī)，單片機(jī)上電后掃描執(zhí)行程序。調(diào)試單片機(jī)程序時(shí)，可以通過模擬的撥動(dòng)開關(guān)、復(fù)位按鈕和指示燈來測試程序的正確性,由于本設(shè)計(jì)的 I/O 點(diǎn)數(shù)很多，不可能對各個(gè) I/O 點(diǎn)都設(shè)置相應(yīng)的撥動(dòng)開關(guān)，所以對實(shí)現(xiàn)類似功能的程序只需對一部分進(jìn)行調(diào)試: 首先，對一個(gè)典型的輸入硬幣進(jìn)行調(diào)試，給復(fù)位按鈕信號(hào)來表示硬幣的輸入及飲料的選擇，用發(fā)光二極管來顯示飲料選擇提示、飲料送出、送出時(shí)間和退幣提示，然后，對制冷部分進(jìn)行調(diào)試，只需給相應(yīng)的輸入端口信號(hào)，然后相應(yīng)的指示燈變亮即可。 在程序調(diào)試過程中，往往會(huì)碰到許多小問題，需不斷地進(jìn)行修改和測試。最后達(dá)到設(shè)計(jì)要求。5.3 系統(tǒng) PCB 圖2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）19PCB 板又稱印刷電路板，是電子元器件電氣連接的提供者。它的發(fā)展已有 100多年的歷史了；它的設(shè)計(jì)主要是版圖設(shè)計(jì)；采用電路板的主要優(yōu)點(diǎn)是大大減少布線和裝配的差錯(cuò)，提高了自動(dòng)化水平和生產(chǎn)勞動(dòng)率。PCB 板的設(shè)計(jì)目的在于規(guī)范設(shè)計(jì)作業(yè)，提高生產(chǎn)效率和改善產(chǎn)品的質(zhì)量。采用印制板的主要優(yōu)點(diǎn)是：1.由于圖形具有重復(fù)性（再現(xiàn)性）和一致性，減少了布線和裝配的差錯(cuò)節(jié)省了設(shè)備的維修、調(diào)試和檢查時(shí)間。2．設(shè)計(jì)上可以標(biāo)準(zhǔn)化，利于互換。3．布線密度高、體積小、重量輕，利于電子設(shè)備的小型化。4．利于機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率并降低了電子設(shè)備的造價(jià)5.4 本章小結(jié)1. 編制的依據(jù) ①工藝規(guī)程編制的技術(shù)依據(jù)是全套設(shè)計(jì)文件、樣機(jī)及各種工藝標(biāo)準(zhǔn)； ②工藝規(guī)程編制的工作量依據(jù)是計(jì)劃日（月）產(chǎn)量及標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)定額； ③工藝規(guī)程編制的適用性依據(jù)是現(xiàn)有的生產(chǎn)條件及經(jīng)過努力可能達(dá)到的條件。 2. 編制應(yīng)掌握的原則: ①既要具有經(jīng)濟(jì)上的合理性技術(shù)上的先進(jìn)性，又要考慮企業(yè)的實(shí)際情況，具有適用性。 ②必須嚴(yán)格與設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容相符合，應(yīng)盡量體現(xiàn)設(shè)計(jì)的意圖，最大限度的保證設(shè)計(jì)質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)。 ③要嚴(yán)肅認(rèn)真，一絲不茍，力求文件內(nèi)容完整正確，表達(dá)簡潔明了，條理清楚，用詞規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)。并盡量采用視圖加以表達(dá)。要做到不用口頭解釋，根據(jù)工藝規(guī)程，就可正常的進(jìn)行一切工藝活動(dòng)。 ④要體現(xiàn)質(zhì)量第一的思想，對質(zhì)量的關(guān)鍵部位及薄弱環(huán)節(jié)應(yīng)重點(diǎn)加以說明。技術(shù)指標(biāo)應(yīng)前緊后松，有定量要求，無法定量要以封樣為準(zhǔn)結(jié)論與展望現(xiàn)在，自動(dòng)售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)正在一步步走向成熟。例如通過電話系統(tǒng)將自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)的庫存信息及時(shí)地傳送各營業(yè)點(diǎn)的電腦中，從而確保了商品的及時(shí)補(bǔ)充以及商品出售的順利進(jìn)行。并且，自動(dòng)售貨機(jī)的開發(fā)朝著致能源的節(jié)省方向，能型清涼飲料自動(dòng)售貨機(jī)成為該行業(yè)的主流。在夏季電力消費(fèi)高峰時(shí)，這種機(jī)型的自動(dòng)售貨機(jī)即使在關(guān)掉冷卻器的狀況下也能保持低溫。在我國的安放和使用也已有10多年的時(shí)間，但一直沒有全面普及。2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）20目前的國內(nèi)市場僅僅屬于市場導(dǎo)入期，中國的自動(dòng)售貨機(jī)擁有量約為4萬臺(tái)相對于13億人口，這是個(gè)微不足道的數(shù)字。即使是按現(xiàn)在中國城市的人口3.9億人計(jì)算，平均每10000城市人口中才有一臺(tái)自動(dòng)售貨機(jī)。在日本是每25人一臺(tái)，美國是40人一臺(tái)，歐洲則是50到120人一臺(tái)。在中國一些中大型城市自動(dòng)售貨機(jī)的速度也在以每年10%的速度遞增。在國內(nèi)市場已經(jīng)吸引了生產(chǎn)商10余家，市場運(yùn)營商40余家。因經(jīng)濟(jì)日益發(fā)達(dá)，社會(huì)對擴(kuò)大就業(yè)與工作場所提供的方便、快捷的自動(dòng)事業(yè)更為關(guān)注。自動(dòng)售貨機(jī)不僅保障了愜意的工休時(shí)間，也是最廉價(jià)、提高職工工作效率最有效的手段。特別是在24小時(shí)無休工作狀態(tài)中的辦公場所，使用獨(dú)具魅力的迷你型自動(dòng)售貨機(jī)，可以包含冷熱飲料、食品、以及一些日常用品，給人們帶來很大的方便，這種服務(wù)正好符合現(xiàn)代人快節(jié)奏生活的標(biāo)志，也是自動(dòng)化信息時(shí)代的一種標(biāo)志。順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。。2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）21致謝首先，我要感謝我的導(dǎo)師陳曉婷老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)中對我給予的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求。在我畢業(yè)論文寫作期間，陳老師給我提供了種種專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和日常生活上的關(guān)懷，沒有老師的幫助和關(guān)懷，我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，借此機(jī)會(huì)，向您表示由衷的感激。然后我要感謝在我大學(xué)三年中教過我的老師，正因?yàn)樗麄兊膬A囊相授，我才能掌握基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)，如期并且保質(zhì)量的完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，感謝每一位老師！接著，我要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)。正是在這些同學(xué)的幫助和督促下，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中給了我許多中肯的建議。我正是在這樣一個(gè)互幫互助，相互促進(jìn)的環(huán)境中，不斷激勵(lì)著自己，才有我今天順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。最后要感謝我的母校合肥師范學(xué)院，愿母校萬年長青！作者：呂猛2015 年 1 月 10 日2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）22參考文獻(xiàn)【1】康萬新 畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)及案例剖析（應(yīng)用電子技術(shù)方向）[M].清華大學(xué)出版社.2007.5 【2】臧春華、邵杰、魏小龍 綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].北京航空航天大學(xué)出版社.2009.11 【3】馬建國 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社.2004.1 【4】付家才 應(yīng)用電子工程實(shí)踐技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社.2005.1 【5】陳光明、施金鴻、桂金蓮 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)與綜合實(shí)訓(xùn)[J].北京航空航天大學(xué)出版社.2007.5 【6】楊路明 C 語言程序設(shè)計(jì)教程[M].北京郵電大學(xué)出版社.2005.1 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