单片机控制自动售货机大学毕设论文.docx

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单片机控制自动售货机大学毕设论文

科技学院2010届本科毕业论文

——自动售货机控制器设计

学科专业：

指导教师：

学生姓名：

学生学号：

2010年5月

目录

摘要VIII

AbstractIX

绪论1

第一章，自动售货机的系统结构3

1.1自动售货机的系统概述3

1．1．1自动售货过程的控制子系统简述4

1．1．2自动售货过程的通讯子系统简述5

１．２自动售货机的功能简介6

１．２．1此次设计的自动售货机的功能简介6

１．２．２实现自动售货机的功能的设计思路6

１．２．３论文的内容及拟解决的问题7

第二章．自动售货机的系统硬件电路设计8

2.1自动售货机中央控制元件8751的介绍8

2.2货币识别系统9

2.3货物选择系统11

2.4出货及显示花钱数系统11

2.5找钱及显示找钱数系统14

2．6出错报警系统简述14

第三章．自动售货机的系统软件程序设计15

３．１自动售货机货币识别系统程序流程图15

３．２自动售货机货物选择系统的程序流程图16

３．３自动售货机出货，显示花钱数系统流程图19

３．4自动售货机找钱，显示找钱数系统流程图20

3．5出错报警系统流程图21

第四章．系统软、硬件设计实现23

４．1驱动程序23

4.1.1实现有效投币定时30秒以及累加计数程序：

23

4.1.2货物选择系统的驱动程序23

4.1.3报警系统的驱动程序29

第五章结束语30

参考文献31

致谢32

附录33

自动售货机控制器设计

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INTEL公司的8751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设计、硬件选择、软件规划和编写，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8751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4×4矩阵式键盘按键作为货物选择端，采用了2个可编程并行接口8255A实现并行接口的扩展，解决了单片机8751芯片输入/输出口引脚紧张的问题，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，8751单片机；系统程序

ThenewbusinesstaxundertheOrdinanceAnalysisofTaxPlanning

Abstract

ThesystemthatIdesignisanautomatbasingonmicrocontroller8751tocontrolthesellgoodssystem.Inthefollowingpaperintroducethesystemdesignandhandwaresellectionsoftwaredesignandwrite.andemphasesdescribetheautomatsystemworkeprinciplesystemdesignandsofewareprogramingtechniqueThemastermcu8751isINTELCompany.Thesystemhassomeprominentexcellencesbyconcentratecontrol.Itisverysteadyandcredible，mysystemuse4*4keyboardtosellectinggoodsuseingtwoprogramingparallelinterface8255toresolvei/otensionalproblemmakegoodsdorpandcoindisplayfunction

.Iprogramthesystembysoftwarenamedkeilc51,Thewholeofprogrammeriswritedbyasembelinglanguage.keilc51softwaremakesmyprogrammereasierandcheckworkmoreconvenient.

Keywords:

vendingmachine；MCU8751；8255Akeyboard/display

绪论

从自动售货机的发展趋势来看，它的出现是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。

大量生产、大量消费以及消费模式和销售环境的变化，要求出现新的流通渠道；而相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，人工费用也不断上升；再加上场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了。

　　从广义来讲投入硬币、纸币、信用卡等后便可以销售商品的机械，从狭义来讲就是自动销售商品的机械。

从供给的条件看，自动售货机可以充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，24小时无人售货的系统可以更省力，运营时需要的资本少、面积小，有吸引人们购买好奇心的自身性能，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。

自动售货机是以单片机为核心的自动化控制装置，它集按键选择技术、单片机技术和显示技术于一体，具有功能强大、可靠性高、使用方便、维护简单等特点。

因此，在商业、生活中得到了广泛的应用。

有些自动售货机不仅能够自动识别1元、5角硬币，而且能够自动识别20元、10元、5元纸币，还会自动找零，人机对话的应用性提高使自动售货机在国内大面积普及成为可能。

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。

自动售货机在城市商业区、写字楼大厅、风景区、车站、码头、繁华街道等公共场所的布设能够美化亮化城市环境，方便群众生活，已经成为城市各角落的一道亮丽风景线。

自动售货机必将在国内普及，并成为城市现代文明程度的一种象征性标志。

本文详细介绍了如何控制、要求进行自动售货机系统的方案设计、硬件选择、软件规划和编写，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。

本文共分为五章。

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。

第一章简单介绍了自动售货机的

系统结构，第二章介绍了自动售货机的系统硬件电路设计，第三章介绍了自动售货机的系统软件程序设计及分析，第四章主要介绍了自动售货机的系统软件驱动程序实现

第一章，自动售货机的系统结构

1.1自动售货机的系统概述

自动售货机是集光、机、电一体化的独立机构，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1.1

顾客投入货币

机器自动计数

顾客按动按钮

机器送出选定商品

顾客取出商品

机器将余币送出

顾客取出余币

图1.1自动售货机工作时序图

售货机的工作原理是：

（1）从投币口送入货币，然后通过传感器采集数据、识别器判断货币的真伪并判别面值。

（2）识别器把信息数据传给通信模块。

（3）通信模块与售货机的主控系统通信，主控系统显示面值，启动售货机的面板键，显示出哪个货道有货，哪个货道已经售完，并等待顾客按键选择商品。

（4）顾客选择商品后，售货机自动把商品送出，等待顾客取走。

（5）显示余额，如果金额足够多，顾客可以选择找币或者继续买商品；如果款

额不够，售货机经过延时予以退币。

退币分为两种情况：

一种是由货币识别器完成退纸币，另一种是由硬币的通信模块完成退硬币。

（6）系统复零，完成售货。

自动售货机的硬件原理构成如下图2.2所示

购货状态显示

金额显示

继电器&电磁铁

串行输出接口扩展

并行输出接口扩展

CPU&ROM&RAM

自动复位线路

并行输入接口扩展

无货检测

识币器

按钮

图1.2自动售货机硬件结构图

综合所述，售货机系统可以分为三部分组成，即自动售货机的控制子系统、通讯子系统、硬币器子系统以及纸币器子系统。

其中控制子系统是本设计研究重点。

这些内容在下文中进一步介绍。

1．1．1自动售货过程的控制子系统简述

控制子系统由以下四个部分组成，分别是预设自动售货机系统、金额累计、可售指示和退币系统、售完检测系统、售出累计及自测功能系统。

1、预设自动售货机系统。

自动售货机售出的同类商品可分为若干品种，其售前设定价格须预先寄存在控制系统内。

售货机的价格设置由按键和存储器组成。

通过按键选择被设价商品的种类及价格，并将价格写入存储器中，该存储器本身具有掉电保护功能，属于软件设置方式。

此外，在简易售货机中，由于出售商品的种类少，价格变化下，使用币种单一，也可以用硬件设置价格，才用拨码开关对应方式，结构简单，操作方便。

2、金额累计、可售指示和退币系统。

控制系统的核心CPU对识币、退币、无货检验及购货信号进行循环检查，当有识币信号后，将金额数值送入金额累计存储器中进行累计，并通过串行接口使可售指示灯亮，提示购货。

此时可以按下购货

按钮，由于CPU检测到有购货信号后，如金额累计器中的数值与预设价格相等，则通过并行扩展接口驱动电磁阀或者微电机驱动出商品，并将金额累计存储器清零，完成一次售货过程，如累计金额大于预设价格时，驱动商品后，相减差额由信号驱动退币，实现退币和找钱功能。

3、售完检测系统。

在自动售货机商品存储存道下方按照有接触行程开关，当存储存道有商品时，压下行程开关，自动售货机正常工作；当商品出售完毕时，行程开关被释放，向CPU发出无货信号，经过检测通过串行扩展接口向相应的售完指示灯发出信号，使机身“售完”指示灯亮，此种商品自动停售，即使投币金额达到该道商品预设价格数值，可售按钮仍然无法启动信号，金额累计存储器也不清零。

4、自动售货机售出累计及自测功能系统。

该机CPU在每次售出商品后，向售出累计存储器中累计售出数据，通过自动售货机内部的按键可在金额显示窗口中读到累计结果。

此外，在按下自测功能键后，出现自测功能信号，由外部按键操作，可检测各商品存储道的驱动商品功能。

1．1．2自动售货过程的通讯子系统简述

自动售卖系统的外围设备较为复杂，导致对主控制器的要求越来越高。

为了简化设计，采用简单、稳定的内部通讯总线协议非常必要。

有些公司采用欧洲售货机制造协会（EVMMA）制定的MDB/ICP总线协议。

该协议简洁明了，功能强大，可扩展性强并且对外挂设备数目没有限制，是理想的自动售卖系统内部总线协议。

MDB/ICP协议是欧洲售货机制造协会制定的一套用于协调自动售货机的主控制器（MMC）与多个设外之间通讯的协议。

MDB接口实际上是工作于波特率9600的主从型串行总线接口，所以外围设备（例如硬币器、纸币器等）均为主控制器（传统上称为售货机控制器——VMP）的从机。

所有外围设备与主控制器之间的通讯方式都一致。

MDB协议的串行位格式为：

1个起始位，8个数据位，1个方式位和1个停止位，共11位。

其中方式位根据传递的方式的不同置0或置1。

在MDB总线上，VMC通过广播方式向外发送命令。

第一字节为地址字节（实际上只有高5位寻址信息，低3位为对外设的指令），该字节被所有的外设读取，但只有符号地址