单片机的自动售货机控制系统设计
摘 要本论文主要设计了一款自动售货机控制系统，实现在无人看管下24小时不间断运行，顾客只需投进钱币，可以对三种商品进行任意选择购买，售货机即可自动完成商品选择、购买、出货等动作，全程无人干预。使用了最为经典的STC89C51单片机来对自动售货机系统内部的软件代码进行执行，这种系统以一个特别低廉的价格而完成，然而含有较高的效果，这是由于STC89C51单片机的MCS-51内核的强大数据处理作用，搭配上LCD1602、DS1302实时时钟芯片、ULN2003电机驱动芯片和直流电机等器件模块的应用，使主控芯片和各电路模块进行了良好的功能对接。本论文还对这款系统进行了较长时间的环境试验测试，通过变化幅度较大的温度和湿度参数加载到该系统上，经过了长时间的测试，这种型号的自动售货机系统仍然保持正常工作状态。
目录
一、 引言
（一） 自动售货机控制系统的发展背景
（二） 自动售货机控制系统的发展现状
（三） 主要内容
二、 自动售货机控制系统的方案设计
三、 系统硬件设计
（一） 自动售货机控制系统的主控电路设计
1. STC89C51单片机简介
2. 最小系统电路设计
（二） 商品参数显示电路设计
1. LCD1602液晶屏简介
2. 商品参数显示电路设计
（三） 计时电路设计
1. DS1302实时时钟芯片简介
2. 计时电路设计
（四） 商品推动电路设计
1. 直流电机简介
2. 商品推动电路设计
（五） 商品指示灯电路
（六） 按键电路设计
1. 模拟投币按键电路设计
2. 时间设置按键电路设计
3. 商品购买按键电路设计
4. 退币按键电路设计
四、 系统软件设计
（一） 自动售货机控制系统的主程序流程设计
（二） LCD1602流程设计
（三） DS1302实时时钟芯片流程设计
五、 仿真系统设计 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
总结与展望
参考文献
致 谢
附录一 原理图
附录二 程序
一 引言
（一）自动售货机控制系统的发展背景
本课题将设计一款自动售货机控制系统，通过控制器并结合其它多种功能各异的传感器是实现嵌入式系统的必经之路，参照程序员的设计水平，各种层次不齐的智能特性都能够被优良的嵌入到自动售货机控制系统中，该以微小型处理器作为内部核心架构的自动售货机系统才算得上根本上的控制系统，因此它可驱动的IO管脚太多了，随便把任何一个传感器或者模块电路设计到它的硬件系统中，都可以实现优良的控制，当然这也对微处理器的效果具有相关要求，从最初的8位机到今日完善的32位机，控制芯片控制系统一步一个脚印的走过来，到目前为止已经被大幅度的应用到各种控制系统中去了，它强大的控制作用是配置自动售货机系统的首选，因此当前市面上非常多性能突出的系统也全是通过高性能主控芯片来实现的。考虑到当前售货机的发展现状，本课题拟决定结合大学期间所学的各学科专业知识对售货机控制系统进行一次优化设计，通过单片机作为主控核心并结合其他传感器，能够实现一款性能高于市面上大多数的售货机系统，并且能够使得平均成本得到大幅度下降，这款系统的设计将是对大学期间所学专业知识的一次综合运用。
（二）自动售货机控制系统的发展现状
国际上的众多相关企业和高校研究小组都正在投入丰富精力对自动售货机控制系统进行设计，通过他们的大力研究以及对自动售货机系统的持续推广，目前高性价比的自动售货机控制系统已完成了普及与此同时价格完成了大幅度下降，当今几乎所有系统都在使用微处理器芯片等微处理器芯片来当作主控核心。
（三）主要内容
系统采用了模块化电路设计方法，构建了一款能够完成高清显示参数、北京时间计时、币值识别、LED指示灯性能的控制系统，通过由上而下的研究方法，将系统整体的性能划分到每一个子电路进行设计，通过这种方法极大缩短了系统的设计周期和实现难度，接下来为这款系统所包括的设计内容。
1、配置液晶显示电路，实现参数的显示功能；
2、配置实时时钟电路，通过该电路的工作为自动售货机系统提供准确无误的计时信息；
3、设计驱动电路，通过ULN2003芯片内部的高性能达灵顿管对电机电脉冲信号进行功率放大，实现对电机的驱动；
4、设计直流电机控制电路，能够通过实现对商品的推出，推动商品自动掉落；
5、能够对顾客投入的钱币进行币值识别，并且能够根据当前已投金额自动点亮可以购买的商品指示灯；
6、用户按下相应的商品购买按键后，只有剩余金额满足购买价格后，才可以购买，购买成功时单片机将驱动电机将商品推下；
二 自动售货机控制系统的方案设计
本章主要对自动售货机系统的实现方案进行构建，在进行系统硬件和软件程序的构建之前，通过结构框图中的相连关系和信号流动箭头来表述软硬件系统的主要结构和工作关系。
这其中STC89C51单片机作为整个系统的控制器，无论是在硬件结构框架还是软件程序上，都在核心角色，接着对框图中的各部分的目标进行简要的介绍：其中STC89C51单片机芯片、复位电路和时钟电路三个部分组成了最小系统电路，完成了对LCD1602、DS1302实时时钟芯片、ULN2003电机驱动芯片和直流电机的驱动。电机模块采用小型直流电机，通过单片机的驱动实现对商品的推动，由于本自动售货机可以实现3种不同商品的自动售卖，因此共需要使用3个直流电机首先对3种不同商品的推动；按键电路主要用于实现时间设置、投币以及商品选择三个功能。显示模块采用LCD1602液晶屏，实现对商品名称、价格以及投币金额的显示。
图1 自动售货机系统框图设计
三 系统硬件设计
（一）自动售货机控制系统的主控电路设计
STC89C51单片机简介
目录
一、 引言
（一） 自动售货机控制系统的发展背景
（二） 自动售货机控制系统的发展现状
（三） 主要内容
二、 自动售货机控制系统的方案设计
三、 系统硬件设计
（一） 自动售货机控制系统的主控电路设计
1. STC89C51单片机简介
2. 最小系统电路设计
（二） 商品参数显示电路设计
1. LCD1602液晶屏简介
2. 商品参数显示电路设计
（三） 计时电路设计
1. DS1302实时时钟芯片简介
2. 计时电路设计
（四） 商品推动电路设计
1. 直流电机简介
2. 商品推动电路设计
（五） 商品指示灯电路
（六） 按键电路设计
1. 模拟投币按键电路设计
2. 时间设置按键电路设计
3. 商品购买按键电路设计
4. 退币按键电路设计
四、 系统软件设计
（一） 自动售货机控制系统的主程序流程设计
（二） LCD1602流程设计
（三） DS1302实时时钟芯片流程设计
五、 仿真系统设计 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
总结与展望
参考文献
致 谢
附录一 原理图
附录二 程序
一 引言
（一）自动售货机控制系统的发展背景
本课题将设计一款自动售货机控制系统，通过控制器并结合其它多种功能各异的传感器是实现嵌入式系统的必经之路，参照程序员的设计水平，各种层次不齐的智能特性都能够被优良的嵌入到自动售货机控制系统中，该以微小型处理器作为内部核心架构的自动售货机系统才算得上根本上的控制系统，因此它可驱动的IO管脚太多了，随便把任何一个传感器或者模块电路设计到它的硬件系统中，都可以实现优良的控制，当然这也对微处理器的效果具有相关要求，从最初的8位机到今日完善的32位机，控制芯片控制系统一步一个脚印的走过来，到目前为止已经被大幅度的应用到各种控制系统中去了，它强大的控制作用是配置自动售货机系统的首选，因此当前市面上非常多性能突出的系统也全是通过高性能主控芯片来实现的。考虑到当前售货机的发展现状，本课题拟决定结合大学期间所学的各学科专业知识对售货机控制系统进行一次优化设计，通过单片机作为主控核心并结合其他传感器，能够实现一款性能高于市面上大多数的售货机系统，并且能够使得平均成本得到大幅度下降，这款系统的设计将是对大学期间所学专业知识的一次综合运用。
（二）自动售货机控制系统的发展现状
国际上的众多相关企业和高校研究小组都正在投入丰富精力对自动售货机控制系统进行设计，通过他们的大力研究以及对自动售货机系统的持续推广，目前高性价比的自动售货机控制系统已完成了普及与此同时价格完成了大幅度下降，当今几乎所有系统都在使用微处理器芯片等微处理器芯片来当作主控核心。
（三）主要内容
系统采用了模块化电路设计方法，构建了一款能够完成高清显示参数、北京时间计时、币值识别、LED指示灯性能的控制系统，通过由上而下的研究方法，将系统整体的性能划分到每一个子电路进行设计，通过这种方法极大缩短了系统的设计周期和实现难度，接下来为这款系统所包括的设计内容。
1、配置液晶显示电路，实现参数的显示功能；
2、配置实时时钟电路，通过该电路的工作为自动售货机系统提供准确无误的计时信息；
3、设计驱动电路，通过ULN2003芯片内部的高性能达灵顿管对电机电脉冲信号进行功率放大，实现对电机的驱动；
4、设计直流电机控制电路，能够通过实现对商品的推出，推动商品自动掉落；
5、能够对顾客投入的钱币进行币值识别，并且能够根据当前已投金额自动点亮可以购买的商品指示灯；
6、用户按下相应的商品购买按键后，只有剩余金额满足购买价格后，才可以购买，购买成功时单片机将驱动电机将商品推下；
二 自动售货机控制系统的方案设计
本章主要对自动售货机系统的实现方案进行构建，在进行系统硬件和软件程序的构建之前，通过结构框图中的相连关系和信号流动箭头来表述软硬件系统的主要结构和工作关系。
这其中STC89C51单片机作为整个系统的控制器，无论是在硬件结构框架还是软件程序上，都在核心角色，接着对框图中的各部分的目标进行简要的介绍：其中STC89C51单片机芯片、复位电路和时钟电路三个部分组成了最小系统电路，完成了对LCD1602、DS1302实时时钟芯片、ULN2003电机驱动芯片和直流电机的驱动。电机模块采用小型直流电机，通过单片机的驱动实现对商品的推动，由于本自动售货机可以实现3种不同商品的自动售卖，因此共需要使用3个直流电机首先对3种不同商品的推动；按键电路主要用于实现时间设置、投币以及商品选择三个功能。显示模块采用LCD1602液晶屏，实现对商品名称、价格以及投币金额的显示。
图1 自动售货机系统框图设计
三 系统硬件设计
（一）自动售货机控制系统的主控电路设计
STC89C51单片机简介
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