自动存包柜系统设计Word文档下载推荐.docx

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此论文重点描述了自动存包柜的设计思想及软硬件电路的工作原理、设计过程，并叙述了调试过程以及调试中所出现的问题，并做了相应分析。

关键词：

自动存包柜；

单片机；

随机密码

Thedesignofautomaticstoringabagofcupboards

Abstract：

Withthesocialandscientificdevelopmentandimprovementofpeople’slivingstandard,variousremoteautomaticsystemsfortheconvenienceofourlifecomeintobeing.ThispaperintroducesstoringabagofcupboardsthatSTC89C52microcontrollerminimumsystemproducesasetofsixrandompasswordtocontroltheopeningandclosingofcupboards.Thissystemhas14buttonsand6digitaltubethatcanshowthepasswordtocontrol20cabinet,eachgrouppasswordonceusingeffective.Customersneedtoaccessthekeyboardtooperatethebagofstoringandgettingoutofthebag.Thispaperfocusesonthedescriptionofthedesignandpricipleofstoringabagofcupboardsremotecontrolofsinglechip,andaccountsforthesystemdebugginganditsproblemsrelatedandtheanalysisare

provided.

Keywords:

Store a bag of cupboards, Single Chip Micro Computer,Password

目录

前言 1

第一章设计任务 2

1.1设计的内容 2

1.2技术指标与功能 2

第二章总体设计方案 3

2.1设计方案的论证 3

2.1.1单片机的选择 3

2.1.2键盘/显示部分的选择 3

2.1.3显示器件选择 4

2.2自动存包柜电路的原理框图以及各部分作用 4

第三章系统硬件电路的设计 6

3.1自动存包柜的硬件电路 6

3.1.1单片机STC89C52的最小系统的连接电路 7

3.1.2键盘控制电路 8

3.1.3数码显示电路 10

3.1.4执行部分电路 10

第四章自动存包柜的软件设计 13

4.1自动存包柜软件设计 13

4.1.1自动存包柜主程序 13

4.1.2键扫描程序 17

4.1.374LS165数据检测程序 19

4.1.4执行部分程序 21

4.1.5显示程序 23

第五章 系统调试 25

5.1硬件调试 25

5.1.1最小系统板得调试 25

5.1.2键盘显示电路的调试 25

5.1.38255A电路的调试 25

5.2软件调试 25

5.2.1查键显程序的调试 25

5.2.2随机密码产生及核对程序的调试 26

5.2.3三次容错的调试 26

5.3整机调试 26

第六章 测试结果 28

6.1测试结果 28

第七章系统的改进 29

7.1硬件存在的问题与改进 29

7.2软件存在的问题与改进 29

7.3系统功能扩展分析 30

参考文献 31

致 谢 32

附 录 33

附录一发送接收电路原理图 33

附录二程序清单 34

附录三元器件清单 45

附录四英文资料 46

前言

单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路器件。

单片机有体积小、功能强、价格低、使用灵活等特点。

20世纪80年代以来，国际上单片机的发展迅速，其产品之多令人目不暇接，单片机应用不断深入，新技术层出不穷。

在国内，尽管开发和应用单片机的时间不长，但也得到了迅猛的发展。

目前单片机已成功地运用到智能仪表、机电设备、过程控制、数据处理、自动检测与控制和家用电器等各个方面，为我国的国民经济建设作出了重要贡献[1]。

我们在各大超市可以看到的自动存包柜就是应用单片机技术控制的方便顾客存取包的设备。

由于它的方便性和安全性，目前，自动存包柜在超市和其它场合得到了广泛的应用，并且根据用途和场合，其种类不断增多，功能也不断完善，大大的方便了人们的日常生活[2]。

就其使用方式而言，自动存包柜主要有两种：

其一为投币式，即需要付费的，是通过从投币口投入硬币或纸币来控制存取包；

其二是密码式，即通过一组系统产生的随机密码或顾客自己设定的密码来控制柜门的开关，从而达到存取包的目的[3]。

这次我们设计的就是利用系统产生一组6位随机密码来控制柜门开关的自动存包柜系统。

它是利用单片机STC89C52实现的，具有14个按键和6个数码管显示6位随机密码。

客户通过键盘输入随机密码可以进行存取包操作。

此系统可以对20个柜子进行控制，每组密码使用一次有效。

整个系统稳定可靠，且有容错功能，使用和安装都十分方便。

第57页共56页

第一章设计任务

1.1设计的内容

设计一个可以同时管理20个存包柜的管理系统。

当顾客需要存包的时候，可以自行到存包柜前按“开门”键，单片机接收到一脉冲信号，并通过系统I/O口发出相应的信号，将一空箱打开，顾客即可存包，并将柜门关上。

当顾客需要取包时，通过键盘输入随机码传给单片机，系统比较密码一致后，发出开箱信号将柜门打开，顾客即可将包取出。

要求本系统以STC89C52单片机为核心，自动控制柜门的打开，并且产生此时的随机码。

取包时，通过随机码的输入开门取包；

当顾客发生密码丢失的情况，管理员输入最高密码101010可将全部柜门打开，即可取包；

具有三次容错功能。

20个存包柜可以用20个发光二极管替代。

1.2技术指标与功能

（1）工作电压：

5V

（2）总共可存包20个，顾客只需按“存包”即可打开柜门，并且产生随机密码。

（3）取包时，通过产生的随机密码输入之后按“确定”按钮即可取包，当输入错误之后，按“取消”按钮重新输入密码。

（4）当顾客发现密码丢失或忘记时，管理员输入最高密码“101010”即可将全部柜门打开。

（5）具有三次容错功能，当顾客输入三次密码都错误，第四次输入密码，无法将柜

门打开，必须由管理员输入最高密码“101010”才可将柜门打开。

第二章总体设计方案

2.1设计方案的论证

2.1.1单片机的选择

本设计所用的单片机可以用C－31,STC89C－52单片机等多种单片机来实现。

考虑本设计的要求，需要编写程序，但是C－31没有内部存储器，那么就要用外

部扩展，比较麻烦。

本设计所编写的程序比较简单，功能也比较少，如果用羚羊单片机就过于麻烦，大材小用，本设计所用到的输入输出端口也不是很多，所以我们决定用STC89C52单片机来完成本设计，既方便也很实用。

2.1.2键盘/显示部分的选择

方案一：

利用8155并行扩展口控制芯片（8122芯片可以用作单片机片外256B数据存储器，也可以用作扩展I/O口使用以及用作定时器扩展使用，此处用作扩展I/

89C52

8155

8个数码管

7407

O口使用，分别为PA、PB、PC口）来管理键盘和显示部分。

硬件框图如图2-1所示：

14个键盘

75452

图2-1 8155接口电路框图

89C52外扩一片8155H，8155H的RAM地址为7E00H-7EFFH，I/O口地址为7F00H-

7F05H，8155H的PA口为输出口，控制键盘的列线Y0-Y7的电位，PA口作为键盘扫描口，同时又是8位LED的扫描口，PB口作为显示器的段数据口，8155H的PC口作为输入口，PC0-3接行线Y0-Y3，称为键输入口。

用反相驱动器75452驱动键盘，用同相驱动器7407驱动数码管。

此方案原理较简单，但外围芯片数较多（四片75452、两片7407），成本高，而且

当我们对其硬件调试时，如果出现问题，会对检查线路造成困扰。

方案二：

利用两片8位并入串出的移位寄存器芯片74LS165来检测键盘信号，利用三极管做数码驱动，驱动6个数码管显示6位随机密码。

硬件框图如图2-2所示。

图2-2 键盘和显示框图

此套方案中，我觉得所用到的器件都是我们学过的，比较好理解，虽然感觉所用到的元器件很多，但相比方法一来，芯片数量减少，价格相对也便宜，所以我选择第二种方法。

2.1.3显示器件选择

在单片机应用系统中,使用的显示器主要有LED（发光二极管）以及LCD（液晶显示器），两种显示器配置灵活，与单片机接口方便。

但是它们也是各有特点的：

LED接口非常简单，不需要专用的驱动程序，在设计程序时也非常的简单，而且价格相对便宜；

LCD显示的字比较丰富，也比较清楚，给人的感觉很好，但是它接口复杂，且要自己造字库，难度不小。

故没必要采用LCD，用LED发光二极管就够了。

2.2自动存包柜电路的原理框图以及各部分作用

图2-3 自动存包柜电路的原理框图

各部分作用：

（1）单片机控制部分：

它是系统的核心部分。

由89C52单片机、时钟、复位电路等组成。

（2）键盘控制部分：

这是用户对自动存包柜进行操作的控制面板。

由两片8位并入串出的移位寄存器芯片74LS165和4*4键盘组成。

通过它可以实现所有的控制功能。

键盘功能定义如下表2-1所示：

表2-1 键盘功能定义表

键符

功 能

0-9

用来对随机密码的输入

存包

客户需要存包所按的键

取包

客户需要取包所按的键

确认

对输入的数据进行确认

清除

对输入的数据进行清除以便重新输入

（3）数码显示部分：

这是用户对自