自动售货机单片机程序-PROTUES仿真Word文件下载.doc

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第二章方案论证……………………………………………………………………4

2.1方案设计………………………………………………………………………4

2.2.1方案1……………………………………………………………………4

2.1.2方案2………………………………………………………………………4

2.1.3方案3………………………………………………………………………5

2.2方案比较…………………………………………………………………………5

第三章硬件设计……………………………………………………………………7

3.1设计思路…………………………………………………………………………7

3.2硬件设计方案……………………………………………………………………8

3.3硬件设计概要……………………………………………………………………8

3.3.1货币投入和选择货物……………………………………………………8

3.3.2显示部分…………………………………………………………………10

3.3.3货物输出与退币部分……………………………………………………11

第四章软件设计…………………………………………………………………12

4.1整体设计思路…………………………………………………………………12

4.2系统流程图……………………………………………………………………12

4.3软件程序………………………………………………………………………14

4.4软件仿真与调试………………………………………………………………20

4.4.1Proteus简介…………………………………………………………20

4.4.2仿真结果………………………………………………………………20

第五章设计总结……………………………………………………………………26

5.1调试结果……………………………………………………………………26

5.2调试问题……………………………………………………………………26

总结…………………………………………………………………………………27

参考文献……………………………………………………………………………28

摘要

自动售货机是劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。

本文设计了一种以AT89C51单片机为核心的自动售货机装置的控制系统。

详细介绍了自动售货机系统的方案论证、硬件设计、软件设计和结果仿真，并重点描述了自动售货机系统的工作原理、系统设计、软件编程的原则和技巧。

该系统以单片机AT89C51芯片为核心，采用集中控制方式实现了对自动售货机全过程的自动控制。

本系统选择独立按键模拟货物选择端，选择LED和继电器模拟货物输出，实现了货物的掉出以及货币数的显示功能。

此外，系统程序采用keil软件进行程序的编写和编译，该软件具有编程简单、查错方便、阅读容易等特点。

汇编语言是程序的基本语言，具有容易理解，便于记忆和使用等特点。

关键词：

自动售货机控制系统89C51单片机

第一章绪论

随着科技的发展及人们生活水平的提高，自动售货机市场的发展越来越呈现出多元化及个性化的需求。

通过自动售货机进行自助购物正逐渐成为市民的一种新的消费时尚，快捷方便的购物方式满足了人们在当今科技高速发展的现代社会追求高品质生活的需要。

自动售货机已经成为城市各角落的一道亮丽风景线，其必将在国内普及，并成为城市现代文明程度的一种象征性标志。

本文详细介绍了自动售货机系统的方案论证、硬件设计、软件设计和结果仿真，并重点描述了自动售货机系统的工作原理、系统设计、软件编程的原则和技巧。

共分为五章，系统介绍了自动售货机系统从控制方案，操作逻辑到系统软件等各个环节的设计及系统调试的方法和原则。

1.1设计任务和要求

1.1.1设计任务

自动售货机控制器的设计

1.1.2设计要求

用MCS—51系列单片机设计一种简易的售货机，只识别1元和5元硬币（5元硬币可以在服务台用纸币兑换），不识别纸币。

基本要求：

1）啤酒每罐3元，可乐每罐5元。

投入金额等于或超过定价时，相应的营业灯亮，同时用LED显示投入金额。

营业灯亮，按相应按钮，即可取货。

2）选择啤酒或可乐后，找钱金额进行显示3s。

3）投入金额均为硬币，以1元和5元为单位。

售货机按照币值进行计数。

1.2工作原理

1）从投币口送入货币，然后通过传感器采集数据、识别器判断货币的

面值。

2）识别器把信息数据传给单片机。

3）单片机通过八位动态数码管显示投入金额，投入金额等于或超过定

时，相应的营业灯亮。

4）按相应按钮，售货机自动把商品送出，等待顾客取走。

5）显示余额，顾客可以选择找币或者继续买商品亦可继续投币如果选

择找币，系统会自动延时将硬币退出。

6）系统复零，完成售货。

1.3设计思路和功能

1）采用单片机MSC-51系列作为中央控制元件；

2）用P3.4和P3.5作为识别货币输入端；

3）P1作为货物选择选择端；

4）P2.7和P2.6分别作为8255A的片选输入端。

第二章方案论证

根据设计要求，该系统由以下四个部分组成，分别是预设硬币投入、金额累计、可售指示和退币系统。

经我们小组多次讨论，总结，从多个方案选择最佳的方案进行设计。

2.1方案设计

2.1.1方案1

此方案中，自动售货机系统以FPGA器件作为处理和控制核心，能完成货物的信息存储，进程控制，硬币处理，余额计算，显示等功能。

系统根据用户输入的货币，判断钱币是否足够，足够则售货，不够则提示并退出。

系统自动的计算出应找钱币余额、库存数量并显示。

系统按功能分为：

分频模块、控制模块、译码模块、译码显示模块。

时钟

分频器

RAM

译码

按键

数据

控制器

显示

方案1的系统组成方框图：

2.1.2方案2

基于PLC的方案设计，自动售货机控制系统设计主要有三个功能模块，一个为售货机输入模块：

该模块能完成货物信息的存储，硬币处理，余额计算。

一个为中央处理模块：

功能主要是硬件实验板上让两路信号同时在两个7段数码管上显示出来。

另一个为输出控制模块：

该模块主要是控制输出信号来控制阀门打开与找钱，并且控制阀门的打开时间。

投币

退币

PLC

各种指示灯

退币电动机

出货继电器

货物选择

输出显示

方案2的系统组成框图

2.1.3方案3:

基于单片机的自动售货机设计，选择AT89C51单片机在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和I/O口等基本功能部件。

各功能部件由内部总线连接在一起。

89C51基本结构见图3-6所示。

图3-689C51单片机基本结构图

CPU是单片机的核心部件，由运算器和控制器等部件组成。

运算器的功能主要是进行算术运算和逻辑运算。

由8位ALU单元，两个8位的暂存器，8位的累加器ACC、B寄存器，程序状态寄存器PSW等组成。

控制器用于控制单片机各部分的运行，由程序计数器PC，指令寄存器、译码器及定时控制逻辑和数据指针DPTR组成。

2.2方案比较

方案1功能模块较多，且每个功能模块下还包括几个程序模块，设计起来，程序输入必然很多很繁琐，当然涉及到的问题就较多，较复杂，而且对clk的分频也有多次，这不太利于功能和时序仿真，也不太利于最后在硬件实验板上进行模拟实验。

方案2设计程序简单，操作简单，但其ＰＬＣ价格太高，并维护费用高，过程复杂，输入输出电压过高，在人口活动较高的地方，售后机的显示，输出都是小功率，不适合使用，不经济。

方案3功能模块较少，但是功能实现都一样，这就减少了程序的繁冗，最后电路图显得就更加简短明了，越少的中间环节，实际操作起来肯定相对要容易一些。

另外单片机的工作电压低，价格便宜，运行可靠，经济，维护费用不高。

所以最后选择方案，最终考虑使用AT89C51单片机。

第三章硬件设计

3.1设计思路

自动售货机是集光、机、电一体化的独立结构，它只需要顾客投币和按购物键选择即可自动售货及退找零钱，其工作程序如下图3-1

顾客取出余币

机器将余币送出

顾客投入货币

顾客按动按钮

顾客取出商品

机器自动计数

机器送出选定商品

图3-1自动售货机工作时序图

售货机的工作原理是：

由于系统的局限性，本次设计有按钮来代替货币的投入动作，分别有1元和5元两种投币金额，使用89C51为系统的核心，完成投币、装货、金额计算、清零等操作，使用8位共阴极LED显示器来显示投入金额。

3.2硬件设计方案

系统的硬件部分主要包括货币投入、选择货物、显示、货物输出、退币以及主机，系统的结构框图如图3-2

货币投入

ＣＰＵ

89C51

货币显示

货物输出

退币显示

图3-2系统结构框图

3.3硬件设计概要

系统的硬件电路主要包括投币输入、选择货物、货物输出、退币、显示以及主机这几个重要组成部分。

主机：

核心是89C51，晶振频率为12MHz。

投币输入：

投币的币值主要