单片机的自动售货机设计
单片机的自动售货机设计[20200128194436]
摘 要
本文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。本系统选择独立式键盘按键作为货物选择端，实现了投币总数的显示功能。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。
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关键字:自动售货机；AT89C51；LCD显示
一 引言 4
二 自动售货机的系统结构 5
（一） 自动售货机的总体系统结构 5
（二） 自动售货过程的控制子系统简述 6
三 自动售货机的功能介绍 7
（一） 此次设计的自动售货机的功能简介 7
（二） 实现自动售货机的功能的设计思路 8
四 硬件接口电路 8
（一） 中央控制元件简介 9
（二） 投币及投币总数LCD显示系统 11
1 投币系统 11
2 货币累加的实现 11
3 LCD显示 11
（三） 货物选择系统 12
1 独立式键盘按键的识别 12
2 键盘的编码 13
（四） 出货系统 13
1 出货功能的描叙 13
2 出货程序流程图 14
（五） 找钱系统 14
1 找钱系统的描述 14
2 程序流程图 14
五 设计仿真 15
（一） Proteus简介 15
（二） 仿真电路 15
六 结束语 19
参考文献 19
致谢 19
附录 19
一 引言
随着社会产业结构由劳动密集型向技术密集型升级，传统的固定地点人工售货模式暴露出了诸多弊端。例如，人工劳动力成本的增加；营业销售时间短，不能满足消费者的需求；以及销售地点受到环境条件的限制等。而自动售货机的推广和普及很好地解决了这些问题，满足了消费者在当今现代社会追求高品质生活的需要。同时，自动售货机凭借其“使用方便、功能强大、维护简单”等自身优点，在零售业继百货商店、超市之后掀起了第三次销售模式的革命。目前，在自动售货机的相关研究领域，全球的技术发展趋势集中在以下几个方面：（1）机械储货方式的研究；（2）机械出货动作实现方式的研究；（3）资金支付方式的研究；（4）销售信息统计和管理的研究；（5）节能环保模式的研究。较国外先进成熟的自动售货机技术而言，国内自动售货机的设计水平还相对落后。例如，国内自动售货机大多功能简单，智能化程度低，而且支付方式单一。我国急需借鉴国外成熟的先进技术，根据国内自动售货机市场的本地化需求，抓住国内市场快速发展的时机，来迅速提高自主研发设计能力，提升品质，以特色化产品抢占国内市场份额。 投币式自动饮料售货机，是一种完全独立的自动化售货设备。适用于各种公共场所，无需专人看守，只需管理人员补货取钱，省人工省成本。从长期经营看，能够降低经营成本，提高经营商的效益。然而，此类售货机在国内市场却得不到推广和普及，究其原因，是经营商前期一次性投入成本过大，不能够适应中国市场的当前需求。因此，研究规格小、成本低的投币自动饮料售货机才能满足国内市场的需求。本文依据国内市场的需求，以“低成本，高效率”作为设计主题，采用“模块化设计”的方法，设计了一款小型投币式自动饮料售货机的控制系统。
二 自动售货机的系统结构
（一） 自动售货机的总体系统结构
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以及退找零钱，其工作程序如下图2.1
图2.1自动售货机工作时序图
售货机的工作原理是：
（1） 用户将货币投入投币口，货币识别器对所投货币进行识别。
（2）控制器根据金额将商品可售卖信息通过选货按键指示灯提供给用户，由用户自主选择欲购买的商品。
（3）按下用户选择商品所对应的按键，控制器接收到按键所传递过来的信息，驱动相应部件，售出用户选择的商品到达取物口。
（4）如果还有足够的余额，则可继续购买。在15秒之内，自动售货机将自动找出零币或用户旋转退币旋钮，退出零币。
（5）从退币口取出零币完成此次交易。
自动售货机的硬件原理构成如下图2.2所示
图2.2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。
（二） 自动售货过程的控制子系统简述
控制子系统由四个部分组成，分别是预设自动售货机系统、累计金额、适销对路的指示和退币系统、已售检测系统、售出累计和自测功能系统。
1、预设自动售货机系统。自动售货机出售的同类产品可以分为几个品种，在控制系统中，其预先设定的价格应进行预注册。价格定的自动售货机的按钮和记忆体元件。选择价格定为主要产品的种类和价格，并写入到内存的价格，内存本身有掉电保护，软件设置模式。此外，简单的机器，由于出售商品的种类少，价格的变化，使用单一货币，你还可以设置硬件的价格，使用相应的DIP开关模式，结构简单，操作方便。
2、累计金额、适销对路的指示和退币系统。控制系统的核心CPU对知识的硬币，硬币，没有货物的查验和采购信号回路检查，当有信号后，将达到内存量累计值积累，所以可以通过串行接口灯出售，建议购买。在这一点上，你可以按下购买按钮，因为CPU检测的购买信号，如默认价格等于累加器中的值与量，然后延长到并行接口驱动电磁阀或微型电机驱动货物，被清除内存总量，完成销售过程的累计金额大于预先设定价格，如货物后，驱动器，减去从信号驱动硬币，硬币的差异，和找零功能实现。
3、已售检测系统。自动售货机按下行程开关时，自动售货机的工作，完成销售货品时，行程开关被释放，没有货物发送到商品存储存道接触底部的限位开关，当有产品存储存到CPU的信号，检测通过串行扩展接口到相应的左指示信号，从而使“售完”指示灯亮，自动销售这类物品的，即使硬币为跟踪商品价格后预先设定的值可以是销售按钮仍然没有启动信号，累计金额不清除内存。
4、自动售货机售出累计及自测功能系统。通过自动售货机出售的机器的CPU，一前一后已售出的商品销售数据在内存中积累可以读取里面的按钮，在显示窗口累积量的结果。此外，自检功能键被按下时，自检功能信号的出现来自外部的按钮操作，可检测各种商品存储渠道驱动的商品功能。
自动售货机的功能介绍
此次设计的自动售货机的功能简介
基本原理：货币识别器对所投货币进行识别，根据金额将商品选择权提供用户，用户选择后，控制芯片发出指令将所选择商品从储备料道中送达取物口。
其功能描述：
货物种类一共设有3种，这3种物品分别对应着3个不同的按键选择，其中2元，3元，4元价格不等的物品各1种；自动售货机能够投币总数LCD显示功能。
如果累计投入的货币数目超过物品的预设价格，机器能够实现找钱功能；如果投入的货币没有达到所选择物品的预设价格时，投入的钱将全部退还；在投入一次累加货币后选择物品，如果投入的累加货币数目大大超过所选择物品的预设单个价格时，那么能够实现选择同一个物品购买多个，在本设计中设为可以同时购买2个或3个物品。
本设计中有一共有7个按键选择，其中3个是货物选择键，有2个是多选键（一次购买2个或3个货物），还有1个确定键和1个取消键。如果没有按照预先设计的流程顺序进行按键选择，自动售货机将会自动返回操作前的状态，等待再次正确的按键选择。
自动售货机的原理框图如图3.1所示
图3.1自动售货机系统原理图
摘 要
本文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。本系统选择独立式键盘按键作为货物选择端，实现了投币总数的显示功能。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。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:自动售货机；AT89C51；LCD显示
一 引言 4
二 自动售货机的系统结构 5
（一） 自动售货机的总体系统结构 5
（二） 自动售货过程的控制子系统简述 6
三 自动售货机的功能介绍 7
（一） 此次设计的自动售货机的功能简介 7
（二） 实现自动售货机的功能的设计思路 8
四 硬件接口电路 8
（一） 中央控制元件简介 9
（二） 投币及投币总数LCD显示系统 11
1 投币系统 11
2 货币累加的实现 11
3 LCD显示 11
（三） 货物选择系统 12
1 独立式键盘按键的识别 12
2 键盘的编码 13
（四） 出货系统 13
1 出货功能的描叙 13
2 出货程序流程图 14
（五） 找钱系统 14
1 找钱系统的描述 14
2 程序流程图 14
五 设计仿真 15
（一） Proteus简介 15
（二） 仿真电路 15
六 结束语 19
参考文献 19
致谢 19
附录 19
一 引言
随着社会产业结构由劳动密集型向技术密集型升级，传统的固定地点人工售货模式暴露出了诸多弊端。例如，人工劳动力成本的增加；营业销售时间短，不能满足消费者的需求；以及销售地点受到环境条件的限制等。而自动售货机的推广和普及很好地解决了这些问题，满足了消费者在当今现代社会追求高品质生活的需要。同时，自动售货机凭借其“使用方便、功能强大、维护简单”等自身优点，在零售业继百货商店、超市之后掀起了第三次销售模式的革命。目前，在自动售货机的相关研究领域，全球的技术发展趋势集中在以下几个方面：（1）机械储货方式的研究；（2）机械出货动作实现方式的研究；（3）资金支付方式的研究；（4）销售信息统计和管理的研究；（5）节能环保模式的研究。较国外先进成熟的自动售货机技术而言，国内自动售货机的设计水平还相对落后。例如，国内自动售货机大多功能简单，智能化程度低，而且支付方式单一。我国急需借鉴国外成熟的先进技术，根据国内自动售货机市场的本地化需求，抓住国内市场快速发展的时机，来迅速提高自主研发设计能力，提升品质，以特色化产品抢占国内市场份额。 投币式自动饮料售货机，是一种完全独立的自动化售货设备。适用于各种公共场所，无需专人看守，只需管理人员补货取钱，省人工省成本。从长期经营看，能够降低经营成本，提高经营商的效益。然而，此类售货机在国内市场却得不到推广和普及，究其原因，是经营商前期一次性投入成本过大，不能够适应中国市场的当前需求。因此，研究规格小、成本低的投币自动饮料售货机才能满足国内市场的需求。本文依据国内市场的需求，以“低成本，高效率”作为设计主题，采用“模块化设计”的方法，设计了一款小型投币式自动饮料售货机的控制系统。
二 自动售货机的系统结构
（一） 自动售货机的总体系统结构
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以及退找零钱，其工作程序如下图2.1
图2.1自动售货机工作时序图
售货机的工作原理是：
（1） 用户将货币投入投币口，货币识别器对所投货币进行识别。
（2）控制器根据金额将商品可售卖信息通过选货按键指示灯提供给用户，由用户自主选择欲购买的商品。
（3）按下用户选择商品所对应的按键，控制器接收到按键所传递过来的信息，驱动相应部件，售出用户选择的商品到达取物口。
（4）如果还有足够的余额，则可继续购买。在15秒之内，自动售货机将自动找出零币或用户旋转退币旋钮，退出零币。
（5）从退币口取出零币完成此次交易。
自动售货机的硬件原理构成如下图2.2所示
图2.2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。
（二） 自动售货过程的控制子系统简述
控制子系统由四个部分组成，分别是预设自动售货机系统、累计金额、适销对路的指示和退币系统、已售检测系统、售出累计和自测功能系统。
1、预设自动售货机系统。自动售货机出售的同类产品可以分为几个品种，在控制系统中，其预先设定的价格应进行预注册。价格定的自动售货机的按钮和记忆体元件。选择价格定为主要产品的种类和价格，并写入到内存的价格，内存本身有掉电保护，软件设置模式。此外，简单的机器，由于出售商品的种类少，价格的变化，使用单一货币，你还可以设置硬件的价格，使用相应的DIP开关模式，结构简单，操作方便。
2、累计金额、适销对路的指示和退币系统。控制系统的核心CPU对知识的硬币，硬币，没有货物的查验和采购信号回路检查，当有信号后，将达到内存量累计值积累，所以可以通过串行接口灯出售，建议购买。在这一点上，你可以按下购买按钮，因为CPU检测的购买信号，如默认价格等于累加器中的值与量，然后延长到并行接口驱动电磁阀或微型电机驱动货物，被清除内存总量，完成销售过程的累计金额大于预先设定价格，如货物后，驱动器，减去从信号驱动硬币，硬币的差异，和找零功能实现。
3、已售检测系统。自动售货机按下行程开关时，自动售货机的工作，完成销售货品时，行程开关被释放，没有货物发送到商品存储存道接触底部的限位开关，当有产品存储存到CPU的信号，检测通过串行扩展接口到相应的左指示信号，从而使“售完”指示灯亮，自动销售这类物品的，即使硬币为跟踪商品价格后预先设定的值可以是销售按钮仍然没有启动信号，累计金额不清除内存。
4、自动售货机售出累计及自测功能系统。通过自动售货机出售的机器的CPU，一前一后已售出的商品销售数据在内存中积累可以读取里面的按钮，在显示窗口累积量的结果。此外，自检功能键被按下时，自检功能信号的出现来自外部的按钮操作，可检测各种商品存储渠道驱动的商品功能。
自动售货机的功能介绍
此次设计的自动售货机的功能简介
基本原理：货币识别器对所投货币进行识别，根据金额将商品选择权提供用户，用户选择后，控制芯片发出指令将所选择商品从储备料道中送达取物口。
其功能描述：
货物种类一共设有3种，这3种物品分别对应着3个不同的按键选择，其中2元，3元，4元价格不等的物品各1种；自动售货机能够投币总数LCD显示功能。
如果累计投入的货币数目超过物品的预设价格，机器能够实现找钱功能；如果投入的货币没有达到所选择物品的预设价格时，投入的钱将全部退还；在投入一次累加货币后选择物品，如果投入的累加货币数目大大超过所选择物品的预设单个价格时，那么能够实现选择同一个物品购买多个，在本设计中设为可以同时购买2个或3个物品。
本设计中有一共有7个按键选择，其中3个是货物选择键，有2个是多选键（一次购买2个或3个货物），还有1个确定键和1个取消键。如果没有按照预先设计的流程顺序进行按键选择，自动售货机将会自动返回操作前的状态，等待再次正确的按键选择。
自动售货机的原理框图如图3.1所示
图3.1自动售货机系统原理图
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