单片机超市自助寄存柜锁设计
单片机超市自助寄存柜锁设计[20200128185757]
摘 要
本系统采用单片机AT89C51做控制器，可同时管理10个存包柜，结合键盘输入部分、液晶显示部分、和开锁部分而成，通过密码的核对完成自动存包取包的过程。柜锁由电磁阀控制，当顾客需要的时候可以直接到柜前按一下“存”键，单片机接受到一脉冲信号后，通过I/O口线发出相应的信号，控制柜门锁的电磁阀将空柜打开，顾客即可存包，并将柜门关上，系统显示一个四位数密码即顾客的开柜密码。当顾客需要取包时，在键盘上输入密码即可，采集到输入的高低电平信号传给单片机，系统比较密码一致后发出开箱信号至电磁阀，柜门自动开柜顾客即可将包取出。
这种自动存包柜具有很高的安全性并且能方便快捷的为广大顾客提供更好的服务。顾客可以根据简明清晰的操作说明自行的完成取放物品的工作。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:单片机AT89C51、自动存包取包、开柜密码
引 言 1
（一）课题背景及来源 1
（二）课题设计总体思路 1
（三）课题关键问题 1
一、系统总体设计方案 1
（一）课题设计要求 1
（二）系统方案论证与选择 2
（三）最终方案 2
二、硬件部分设计 3
（一）单片机AT89C51 3
1.主要特性 3
2.管脚说明 3
3.AT89C51最小系统 4
（二）存储模块 5
1.概述 5
2.功能描述 6
3.管脚功能和描述 6
4.存储模块电路 6
（三）输入模块 7
1.矩阵键盘 7
2.中断式键盘扫描 7
（四）电源模块 8
（五）空箱检测 8
（六）显示模块 9
（七）报警电路 10
三、系统软件设计 10
结束语 14
致 谢 14
参考文献 15
附 录 16
（一）原理图 16
（二）PCB板图 17
（三）元件清单 18
（四）系统程序 19
引 言
（一）课题背景及来源
随着社会时代的发展，人们的文化生活水平都提高了，在很多消费场所自助式服务越来越多。就拿自助寄存柜来说，可以在购物消费前存放物品。简单的操作流程备受顾客青睐。而且自助寄存既实用，又安全。相较于开放式存包，自助式寄存可以节省人力财力，也为顾客带来了更多便利。一次超市购物时寄存柜的小小故障给我带来了这次毕业设计的灵感。
（二）课题设计总体思路
本系统采用AT89C51单片机做控制器，可以同时管理10个存包柜(在仿真中用按钮的开关代替)。当顾客需要存包的时候，可以到存包柜前按“存”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。控制锁柜门的漫反射式光电开关将一空箱打开，并在LCD12864液晶显示器上显示密码，顾客即可存包，并将柜门关上。当顾客需要取包时，只要通过键盘按“取”键并输入密码，相应的高低电平信号传给单片机，系统比较密码一致后，发出开箱信号柜门打开，顾客即可将包取出。若连续输入三次错误密码，系统报警。
（三）课题关键问题
1.CPU核心控制部分，由单片机AT89C51、复位电路、开关电路、液晶显示器等构成，是整个系统的核心。
2.键盘显示控制部分，对LCD12864液晶显示和12个按键进行管理，通过液晶显示提示操作内容，按键进行操作选择，密码输入从而协助顾客进行存物或取物。
3.执行机构部分，它是通过单片机AT89C51的并行口控制LCD12864液晶显示器来模拟柜子的存包取包的过程。
4.软件部分主要采用自己设定的一种与柜号相关联的算法来产生一组4位的随机密码，而密码的产生、核对过程就对应存包、取包的过程。
一、系统总体设计方案
（一）课题设计要求
1.检测柜中有无物品
利用漫反射式光电开关检测存包柜内是否已有物品寄存，以免给顾客造成困扰。
2、键盘操作功能
采用3*4矩阵键盘，其中两个是功能键，十个是数字键，用来实现存、取以及密码输入功能。
3.液晶显示
利用LCD12864实现显示“满柜”、密码等。
4.随机密码产生、存储
当顾客按“存”键时，系统将随机给出一个密码并通过AT24C02将密码存储，以便顾客取物品时系统核对密码。
5.密码输入错误柜自锁
顾客取物品时需要输入密码，当密码输入错误时寄存柜自锁，直到密码正确柜门才打开。（二）系统方案论证与选择
1.方案一：采用数字电路控制
用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制，共设了12个输入键，其中只有10个是有效的密码按键，一个“存”键和一个“取”键；如果用户输入密码的错误，电路将锁定键盘，防止他人继续非法操作。采用数字密码锁电路的好处就是设计简单但其准确性和灵活性差。
2.方案二：采用单片机为核心控制
采用一种是用以AT89C51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，实现基本的密码锁功能。在单片机的外围电路外接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制，外接芯片用于密码的存储，外接液晶显示器用于显示作用。当用户需要开锁时，先按键盘“存”键之后按键盘的数字键0－9输入密码。如果密码输入正确则开锁，不正确显示密码错误重新输入密码，连续输入三次错误密码，系统自锁并报警。
可以看出方案二灵活度高准确性好且保密性强还具有扩展功能，根据现实生活的需要此次设计采用此方案。
（三）最终方案
本课题主要由单片机AT89C51、3*4矩阵键盘、LCD12864液晶显示器和AT24C02密码存储等部分组成。用户通过连接单片机的矩阵键盘输入密码，经过单片机对用户输入
密码与存储密码进行对比，从而判断密码正误，然后控制开锁电路进行开锁或自锁。
图1-1 系统总框
系统由两部分组成即硬件与软件部分。其中硬件部分由电源输入、键盘输入、密码存储、复位电路、晶振电路、显示电路、开锁部分组成，软件部分由各部分程序组成。系统总框图见图1-1。
二、硬件部分设计
（一）单片机AT89C51
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。封装及引脚排列见图2-1。
图2-1 单片机AT89C51封装、引脚图
1.主要特性
与MCS-51兼容
4K字节可编程闪烁存储器
寿命：1000写/擦循环
数据保留时间：10年
全静态工作：0Hz-24Hz
三级程序存储器锁定
128*8位内部RAM
32可编程I/O线
两个16位定时器/计数器
6个中断源
可编程串行通道
低功耗的闲置和掉电模式
片内振荡器和时钟电路
2.管脚说明
VCC：供电电压。GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
摘 要
本系统采用单片机AT89C51做控制器，可同时管理10个存包柜，结合键盘输入部分、液晶显示部分、和开锁部分而成，通过密码的核对完成自动存包取包的过程。柜锁由电磁阀控制，当顾客需要的时候可以直接到柜前按一下“存”键，单片机接受到一脉冲信号后，通过I/O口线发出相应的信号，控制柜门锁的电磁阀将空柜打开，顾客即可存包，并将柜门关上，系统显示一个四位数密码即顾客的开柜密码。当顾客需要取包时，在键盘上输入密码即可，采集到输入的高低电平信号传给单片机，系统比较密码一致后发出开箱信号至电磁阀，柜门自动开柜顾客即可将包取出。
这种自动存包柜具有很高的安全性并且能方便快捷的为广大顾客提供更好的服务。顾客可以根据简明清晰的操作说明自行的完成取放物品的工作。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:单片机AT89C51、自动存包取包、开柜密码
引 言 1
（一）课题背景及来源 1
（二）课题设计总体思路 1
（三）课题关键问题 1
一、系统总体设计方案 1
（一）课题设计要求 1
（二）系统方案论证与选择 2
（三）最终方案 2
二、硬件部分设计 3
（一）单片机AT89C51 3
1.主要特性 3
2.管脚说明 3
3.AT89C51最小系统 4
（二）存储模块 5
1.概述 5
2.功能描述 6
3.管脚功能和描述 6
4.存储模块电路 6
（三）输入模块 7
1.矩阵键盘 7
2.中断式键盘扫描 7
（四）电源模块 8
（五）空箱检测 8
（六）显示模块 9
（七）报警电路 10
三、系统软件设计 10
结束语 14
致 谢 14
参考文献 15
附 录 16
（一）原理图 16
（二）PCB板图 17
（三）元件清单 18
（四）系统程序 19
引 言
（一）课题背景及来源
随着社会时代的发展，人们的文化生活水平都提高了，在很多消费场所自助式服务越来越多。就拿自助寄存柜来说，可以在购物消费前存放物品。简单的操作流程备受顾客青睐。而且自助寄存既实用，又安全。相较于开放式存包，自助式寄存可以节省人力财力，也为顾客带来了更多便利。一次超市购物时寄存柜的小小故障给我带来了这次毕业设计的灵感。
（二）课题设计总体思路
本系统采用AT89C51单片机做控制器，可以同时管理10个存包柜(在仿真中用按钮的开关代替)。当顾客需要存包的时候，可以到存包柜前按“存”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。控制锁柜门的漫反射式光电开关将一空箱打开，并在LCD12864液晶显示器上显示密码，顾客即可存包，并将柜门关上。当顾客需要取包时，只要通过键盘按“取”键并输入密码，相应的高低电平信号传给单片机，系统比较密码一致后，发出开箱信号柜门打开，顾客即可将包取出。若连续输入三次错误密码，系统报警。
（三）课题关键问题
1.CPU核心控制部分，由单片机AT89C51、复位电路、开关电路、液晶显示器等构成，是整个系统的核心。
2.键盘显示控制部分，对LCD12864液晶显示和12个按键进行管理，通过液晶显示提示操作内容，按键进行操作选择，密码输入从而协助顾客进行存物或取物。
3.执行机构部分，它是通过单片机AT89C51的并行口控制LCD12864液晶显示器来模拟柜子的存包取包的过程。
4.软件部分主要采用自己设定的一种与柜号相关联的算法来产生一组4位的随机密码，而密码的产生、核对过程就对应存包、取包的过程。
一、系统总体设计方案
（一）课题设计要求
1.检测柜中有无物品
利用漫反射式光电开关检测存包柜内是否已有物品寄存，以免给顾客造成困扰。
2、键盘操作功能
采用3*4矩阵键盘，其中两个是功能键，十个是数字键，用来实现存、取以及密码输入功能。
3.液晶显示
利用LCD12864实现显示“满柜”、密码等。
4.随机密码产生、存储
当顾客按“存”键时，系统将随机给出一个密码并通过AT24C02将密码存储，以便顾客取物品时系统核对密码。
5.密码输入错误柜自锁
顾客取物品时需要输入密码，当密码输入错误时寄存柜自锁，直到密码正确柜门才打开。（二）系统方案论证与选择
1.方案一：采用数字电路控制
用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制，共设了12个输入键，其中只有10个是有效的密码按键，一个“存”键和一个“取”键；如果用户输入密码的错误，电路将锁定键盘，防止他人继续非法操作。采用数字密码锁电路的好处就是设计简单但其准确性和灵活性差。
2.方案二：采用单片机为核心控制
采用一种是用以AT89C51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，实现基本的密码锁功能。在单片机的外围电路外接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制，外接芯片用于密码的存储，外接液晶显示器用于显示作用。当用户需要开锁时，先按键盘“存”键之后按键盘的数字键0－9输入密码。如果密码输入正确则开锁，不正确显示密码错误重新输入密码，连续输入三次错误密码，系统自锁并报警。
可以看出方案二灵活度高准确性好且保密性强还具有扩展功能，根据现实生活的需要此次设计采用此方案。
（三）最终方案
本课题主要由单片机AT89C51、3*4矩阵键盘、LCD12864液晶显示器和AT24C02密码存储等部分组成。用户通过连接单片机的矩阵键盘输入密码，经过单片机对用户输入
密码与存储密码进行对比，从而判断密码正误，然后控制开锁电路进行开锁或自锁。
图1-1 系统总框
系统由两部分组成即硬件与软件部分。其中硬件部分由电源输入、键盘输入、密码存储、复位电路、晶振电路、显示电路、开锁部分组成，软件部分由各部分程序组成。系统总框图见图1-1。
二、硬件部分设计
（一）单片机AT89C51
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。封装及引脚排列见图2-1。
图2-1 单片机AT89C51封装、引脚图
1.主要特性
与MCS-51兼容
4K字节可编程闪烁存储器
寿命：1000写/擦循环
数据保留时间：10年
全静态工作：0Hz-24Hz
三级程序存储器锁定
128*8位内部RAM
32可编程I/O线
两个16位定时器/计数器
6个中断源
可编程串行通道
低功耗的闲置和掉电模式
片内振荡器和时钟电路
2.管脚说明
VCC：供电电压。GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
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