【電氣設計自動化論文】自動售貨機的論文設計,電氣設計,自動化,論文,自動,售貨,設計 I本科畢業(yè)論文（設計）(2015 屆)自動售貨機的設計院 系 電子信息工程學院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 姓 名 指導教師副教授 年 1 月學號：2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）I摘 要概括介紹了自動售貨機的現(xiàn)狀，針對電子創(chuàng)新實驗室電子元件管理難題提出了一種能夠自動管理與售賣電子元件的自動售貨機的設計思路!給出了電子元件自動售貨機設計方案。首先研究了電子元件自動售貨機的總體設計方案，分析了設計要求，接著設計了售貨機的功能模塊，最后給出了控制程序的設計方法。經(jīng)過測試，該程序運行穩(wěn)定符合設計要求。本文介紹了以 AT89C51單片機為核心的自動售貨機的設備控制系統(tǒng)的設計。詳細介紹了自動售貨機系統(tǒng)的方案設計，硬件選型，軟件的工作原理，并著重介紹了原理和技巧，自動售貨機的系統(tǒng)設計，軟件編程。該系統(tǒng)以 AT89C51 單片機為核心，采用集中控制方式實現(xiàn)自動售貨機的全過程自動控制。使用匯編語言編寫系統(tǒng)程序和 C 語言軟件編程和編譯，該軟件具有編程簡單的特點，方便檢查錯誤，易于閱讀，所以。匯編語言是一種基本的語言程序，簡單易懂，便于記憶和使用等。關鍵詞：自動售貨機；單片機；控制器； 顯示屏； AT89C51 2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）IIAbstractSummarizes the status of vending machine, for the electronic element management problem of the electronic innovation lab! Presents a vending machine capable of automatic management and sale of electronic components design idea! Give electronic components vending machine design scheme. Firstly studies the general design scheme of the electronic components of the vending machine, analyses the design requirements, and then design the function module of vending machines, finally the design method of the control program are given. After the test, the program runs stably meet the design requirements. This paper introduces the design of vending machine control system using AT89C51 microcontroller as the core of the equipment. This paper explains in detail the design, automatic vending machine scheme of system hardware selection, software works, and emphatically introduces the principles and techniques of automatic vending machine, system design, software programming. The system uses the AT89C51 microcontroller as the core, adopts the centralized control method to realize the whole process of automatic vending machine automatic control. System program is written in assembly language and C language software programming and debugging, the software has the characteristics of simple programming, convenient to check for errors, easy to read, so. Assembly language is a basic language program, easy to understand, easy to remember and use etc.Keywords: Vending machine Single chip microcomputer Display scree Controller;2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）III目 錄摘 要 IABSTRACT.II目 錄 III1 緒論 11.1 研究背景 11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.3 研究目的與意義 11.4 本章小結(jié) 12 系統(tǒng)總體設計 12.1 設計要求 12.2 系統(tǒng)設計方案 12.2.1 硬件設計 .12.2.2 軟件設計 .12.3 本章小結(jié) 13 系統(tǒng)硬件設計 13.1 最小系統(tǒng)設計 .13.1.1 自動售貨機外圍電路.13.1.2 自動售貨機控制電路流程圖.13.2 自動售貨機系統(tǒng)流程圖3.2.1 自動售貨機貨幣識別系統(tǒng)程序流程圖.13.2.2 自動售貨機貨物選擇系統(tǒng)的程序流程圖.13.2.3 自動售貨機找錢，顯示找錢數(shù)系統(tǒng)流程圖.13.2.4 自動售貨機出錯報警系統(tǒng)流程圖.13.3 總原理圖 13.4 本章小結(jié) 14 系統(tǒng)軟件設計 24.1 主程序 .24.2 子程序 .24.3 本章小結(jié) .25 聯(lián)調(diào)與測試 35.1 硬件調(diào)試 .35.2 軟件調(diào)試 .32015 屆本科畢業(yè)論文（設計）IV5.3 系統(tǒng) PCB 圖 .35.4 本章小結(jié) .3結(jié)論與展望 3致謝 4參考文獻 5附錄 A：系統(tǒng)原理圖 6附錄 B：系統(tǒng) PCB 圖 7附錄 C：系統(tǒng)源程序 82015 屆本科畢業(yè)論文（設計）11 緒論1.1 研究背景 隨著經(jīng)濟的發(fā)展,傳統(tǒng)的固定地點人員銷售模式暴露了許多缺點:人力資源需求; 所需的服務位置,地理條件;而不是服務時間的最大服務給消費者。自動售貨機解決了問題。各種生活、覆蓋面廣的自動售貨,效率高,可以 24 小時不間斷運行,容易和方便的位置,改變網(wǎng)站;全職運作,也可以是兼職(副業(yè)業(yè)務;)作為廣告載體, 可以使高外塊。投資風險低,高收入。把錢商品添加員工只需要做。如此多的優(yōu)勢,自動售貨機在世界上被廣泛使用。智能自動售貨機自動控制裝置通過單片機為核心,它設置鍵選擇技術,單片機技術和顯示技術于一體,具有強大的特點功能,可靠性高,使用方便,維護簡單等。因此,已廣泛應用于商業(yè)和生活中。一些智能自動售貨機不僅可以自動識別 1 元,5 毛錢,還可以自動識別 20 元,10 元,5 元指出,將自動變化,應用人機對話來提高自動售貨機在國內(nèi)大面積推廣成為可能。智能自動售貨機越來越多的人性化設計將很快占領中國市場1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀（1）發(fā)達國家現(xiàn)狀 日本：各種自動售貨機保有量超過 600 萬臺，平均 20 人一臺，世界普及率第一。1990 年通過自動售貨機實現(xiàn)的銷售額即已達到 5 兆日元（約 3000 億人民幣）。 美國：總的機器保有量大致和日本相當，2000 年通過自動售貨機實現(xiàn)的銷售額達到250 億美元，其中 OCS(Office Coffee Service）的銷售額排第六位。 韓國：自動售貨機的使用歷史要遠短于其它發(fā)達國家，僅有 25 年，但據(jù) 2001 年的統(tǒng) 計，總保有量已超過 80 萬臺。在 2001 年韓國生產(chǎn)的自動售貨機中 OCS 占 32.7%，排第一位，咖啡自動售貨機占 18.1% ，排第三位，僅次于 18.6% 的充電自動售貨機。瓶罐飲料自動售貨機和復合型自動售貨機（同機銷售瓶罐飲料和熱咖啡）都僅占 8.6%，并列第四位。 （2）國內(nèi)現(xiàn)狀 保有量約 2 萬臺，且品種單一，主要以瓶飲料售貨機為主，技術質(zhì)量還未完全過關，生產(chǎn)和運營成本較高，收益也不高。導致此現(xiàn)狀的主要原因是中國有關的自動售貨機企業(yè)未能有效解決成本，質(zhì)量，運營等諸多問題。但由于隨中國經(jīng)濟的快速發(fā)展和社會的巨大進步，自動售貨機的實際需求已相當大。1.3 研究目的與意義2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）21.3 研究目的與意義在自動售貨機的產(chǎn)生和發(fā)展的過程中，自動售貨機的出現(xiàn)是隨著科學技術的發(fā)展以及人們對生活勞動的感悟的結(jié)果。隨著生產(chǎn)方式的改變，消費模式的轉(zhuǎn)變，需要一種全新的消費模式來適應人們快節(jié)奏的生活方式。超市和百貨中心的大量密集造成了人工費用不斷上升，場地也受到制約。自動售貨機作為一種便利快捷的機器便應運而生了。投入硬幣、紙幣、信用卡等后便可以銷售商品，大大的節(jié)約了消費者的時間并且方便了消費者購物滿足消費者的好奇新，自動售貨機可以充分補充人力資源的不足，適應消費環(huán)境和消費模式的變化，更省力，資本少、面積小。 1.4 本章小結(jié)本科畢業(yè)設計是我對大學所學基礎知識以及專業(yè)知識的一次綜合運用和實踐的過程。在電路的設計中，用理論結(jié)合實物，發(fā)揮自己的動手能力，解決實物制作中的問題，同時也提高我查閱文獻資料、電腦繪圖例如 CAD 繪圖的鞏固提高以及 protues 設計仿真電路圖，還包括我們的基礎課程《自動控制原理》，《電力電子》，《單片機應用基礎》等。通過這次的設計我學會了通過查閱圖書館的文獻資料來彌補自己專業(yè)知識以外的不足。2 系統(tǒng)總體設計2.1 設計要求自動售貨機的設計。自 動 售 貨 機 是 集 光 、 機 、 電 一 體 化 的 獨 立 機 構(gòu) ， 它 只 需 要 顧 客 投 幣 和 按 購 物 鍵 選擇 即 可 自 動 售 貨 及 退 找 零 錢 ， 其 工 作 程 序 如 下 圖 所 示機器自動計數(shù)顧客投入貨幣顧客按動按鈕顧客取出余幣機器將余幣送出顧客取出商品機器送出選定商品2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）32.2 系統(tǒng)設計方案方案一：安裝接觸行程開關 售完檢測系統(tǒng)，在自動售貨機商品存儲存道下方安裝有接觸行程開關，當存儲存道有商品時，壓下行程開關，自動售貨機正常工作；當商品出售完畢時，行程開關被釋放，向 CPU 發(fā)出無貨信號，經(jīng)過檢測通過串行擴展接口向相應的售完指示燈發(fā)出信號，使機身“售完”指示燈亮，此種商品自動停售，即使投幣金額達到該道商品預設價格數(shù)值，可售按鈕仍然無法啟動信號，金額累計存儲器也不清零。2.2.1 方案二：紅外線對射 在自動售貨機內(nèi)最后一個商品的兩側(cè)，放置紅外線。當有商品時，商品擋住紅外線使其無法對射，自動售貨機正常工作；當商品出售完畢時，紅外線對射，向 CPU 發(fā)出無貨信號，經(jīng)過檢測通過串行擴展接口向相應的售完指示燈發(fā)出信號，使機身“售完”指示燈亮，此種商品自動停售，即使投幣金額達到該道商品預設價格數(shù)值，可售按鈕仍然無法啟動信號，金額累計存儲器也不清零。1.1 設計要求 設計一臺銷售袋裝小零食的自動售貨機，具有硬幣識別、幣值累加、自動售貨等功能。基本要求： ①可識別 5 角、1 元的硬幣。并進行累加。 ② ②有貨物選擇按鍵，根據(jù)選擇自動出售對應貨物。 ③具有防盜報警功能。 2.2.2 推進設計方案一：步進電機推進 采用步進電動機控制，步進電動機的精度很高，可實現(xiàn)精確的步距角運動，由其組成的位置控制系統(tǒng)定位準確，穩(wěn)定時間短，采用單片機控制步進電動機，控制信號為熟悉信號，不再需要數(shù)/摸轉(zhuǎn)換，具有快速起停功能，延時短、定位準確、精度高和可操作性強。與驅(qū)動控制器匹配使用時，控制起來也十分方便，很容易構(gòu)成數(shù)字位置控制系統(tǒng)。但步進電動機的控制系統(tǒng)相對復雜，價格比直流電動機高。制步進電機作相應的轉(zhuǎn)動。很明顯脈沖的總數(shù)決定了移動量，指令的頻率決定了移動的速度。因此，指令脈沖可否被可靠的執(zhí)行，基本上取決于步進電機的性能。三相步2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）4進電機結(jié)構(gòu)圖，如圖 3 所示步進電機又叫脈沖電機，它是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)化為角位移的機電數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換器。在開環(huán)數(shù)字程序控制系統(tǒng)中，輸出控制部分常用步進電機作為驅(qū)動元器件。步進電機的控制電路接受計算機發(fā)來的指令脈沖。圖 3 三相步進電機結(jié)構(gòu)示意圖本設計是由單片機直接控制，步進電機可以直接接受的數(shù)字信號不需要數(shù)/模轉(zhuǎn)換，具有快速起停功能，延時短、定位準確、精度高和可操作性強。與驅(qū)動控制器匹配使用時控制起來方便，在銷售移動距離較小的商品的時候不會產(chǎn)生誤差。 步進電機又叫脈沖電機，它是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)化為角位移的機電數(shù)模（D/A ）轉(zhuǎn)換器。在開環(huán)數(shù)字程序控制系統(tǒng)中，輸出控制部分常用步進電機作為驅(qū)動元器件。步進電機的控制電路接受計算機發(fā)來的指令脈沖，控制步進電機作相應的轉(zhuǎn)動。很明顯脈沖的總數(shù)決定了移動量，指令的頻率決定了移動的指令脈沖可否被可靠的執(zhí)行，基本上取決于步進電機的性能。8051PA0 PA1 PA2 PA0 PB2PB0 PB1驅(qū)動電路驅(qū)動電路X 軸步進電機Y 軸步進電機圖 4 步進電機與單片機機接口2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）5售完檢測系統(tǒng)，在自動售貨機商品存儲存道下方安裝有接觸行程開關，當存儲存道有商品時，壓下行程開關，自動售貨機正常工作；當商品出售完畢時，行程開關被釋放，向 CPU 發(fā)出無貨信號，經(jīng)過檢測通過串行擴展接口向相應的售完指示燈發(fā)出信號，使機身“售完”指示燈亮，此種商品自動停售，即使投幣金額達到該道商品預設價格數(shù)值，可售按鈕仍然無法啟動信號，金額累計存儲器也不清零。 2.3 本章小結(jié)(1) 計幣系統(tǒng)：顧客在買飲料時，可以直接投入 1 元或者 5 元等面值不等的紙幣。投入的錢幣會經(jīng)過識別機構(gòu)，記錄個數(shù)然后累加數(shù)值，并將數(shù)據(jù)存放在 D9（數(shù)據(jù)寄存器）中。 (2) 比較系統(tǒng)：投入錢幣完畢后，系統(tǒng)會把 D9 內(nèi)的錢幣數(shù)據(jù)和可以購買飲料的價格進行比較，當投入的錢幣是三元時，可樂指示燈亮；當投入的錢幣 2.5 元時，綠茶指示燈亮；當投入的錢幣 4 元時，芬達指示燈都亮。(3) 選擇系統(tǒng)：比較電路完成后選擇電路指示燈亮，當按下西瓜汁或綠茶選擇按鈕時，相應的指示燈轉(zhuǎn)為 1 秒為周期的閃爍。當相應的飲料供應完畢后，閃爍同時停止。此時可以按繼續(xù)購買按鈕，繼續(xù)購買飲料，實現(xiàn)循環(huán)購買。 (4) 飲料供應系統(tǒng)：當按下選擇按鈕時，相應的電機 Y3—Y7 啟動。在飲料輸出的同時，減去相應的購買錢幣數(shù)，當飲料輸出達到 10 秒時，電機停機。 (5) 退幣系統(tǒng)：當顧客購完飲料后，多余的錢幣只要按下退幣按鈕，系統(tǒng)就會把數(shù)據(jù)寄存器 D9 中的錢幣退回。3 系統(tǒng)硬件設計3.1 最小系統(tǒng)設計在本次設計中，中央控制元件采用 MCS-51 系列單片機中的 89C52。89C52 單片機是 Intel 公司生產(chǎn)的 MCS-51 系列單片機中的一種，其特性與 MCS-51單片機基本一樣。89C52 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu):89 c52 MCS - 51 系列單片機是英特爾公司的基本產(chǎn)品,它使用 ATMEL 公司可靠的CMOS 工藝技術生產(chǎn)的高性能 8 位單片機,屬于標準的 MCS - 51 HCMOS 產(chǎn)品。它結(jié)合了高速、高密度的 CMOS 技術和低功耗 CMOS 的特點,它是基于 MCS - 51 單片機系統(tǒng)的標準結(jié)構(gòu)和指揮系統(tǒng),屬于 89 c51 單片機增強版本,集成時鐘輸出和向上/向下計數(shù)器更多特性,適用于電機控制等應用程序。89 c52 內(nèi)部八中央處理單元,內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器 RAM 256 字節(jié),8 k 程序內(nèi)存(ROM)在 32 雙向輸入/輸出(I / O),3 個 16 位定時器/計數(shù)器和 5 級兩個中2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）6斷結(jié)構(gòu),一個全雙工串行通信端口,芯片時鐘振蕩電路。此外,89 c52 也可以在低功耗模式下工作,可以選擇通過兩種軟件自由和權(quán)力模式。在空閑模式下凍結(jié) CPU 和 RAM 計時器,串口中斷系統(tǒng)保持其功能。掉電模式,節(jié)省內(nèi)存數(shù)據(jù),時鐘振蕩停止,停止芯片在同一時間內(nèi)其他功能。89 c52 PDIP(40 銷)和 PLCC(44 銷)兩種包裝形式。MCS-51 的引腳圖3.1.1 外圍電路設計89C51 系列單片機功能特點 1.主要特性 ①與 MCS-51 兼容 ②4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 ③壽命：1000 寫/擦循環(huán) ④數(shù)據(jù)保留時間：10 年 ⑤2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）7全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz ⑥ 三級程序存儲器鎖定 ⑦ 128*8 位內(nèi)部 RAM ⑧32 可編程 I/O 線 ⑨兩個 16 位定時器/計數(shù)器、片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 ⑩5 個中斷源、可編程串行通道、低功耗的閑置和掉電模式。3．管腳說明 —VCC：供電電壓。 —GND：接地。 —P0 口：P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每個管腳可吸收 8TTL 門電流。當P1 口的管腳寫 “1”時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在 FLASH 編程時，P0 口作為原碼輸入口，當 FLASH 進行校驗時，P0 輸出原碼，此時 P0 外部電位必須被拉高。 —P1 口：P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。P1 口管腳寫入“1”后，電位被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時，P1 口作為第八位地址接收。3.1.2 調(diào)速驅(qū)動電路設計電機調(diào)速控制模塊(1)采用電阻網(wǎng)絡或數(shù)字電位器調(diào)整電動機的分壓，從而達到調(diào)速的目的。(2)采用繼電器對電動機的開或關進行控制，通過開關的切換對小車的速度進行調(diào)整。(3)采用由達林頓管組成的 H 型 PWM 電路。用單片機控制達林頓管使之工作在占空調(diào) 的開關狀態(tài)，精確調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速。調(diào)速驅(qū)動電路，如圖 11 所示。圖 11 調(diào)速驅(qū)動電路2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）83.1.3 檢測電路設計檢測電路原理圖，如圖 12 所示3.1.4 報警電路設計設計一種利用振動傳感器檢測環(huán)境變化，進而完成報警功能的系統(tǒng)，該系統(tǒng)方便、穩(wěn)定。振動報警框圖，如圖 14 所示。遭到破壞振動聲音報警手動復位 圖 14 振動報警框圖系統(tǒng)由人為啟動，接通電源后，進入警戒狀態(tài)，檢測到有破壞時，立即發(fā)出報警聲，聲響延遲一段時間后，再次進入警戒狀態(tài)。為達到良好的實際使用效果，系統(tǒng)還應具備開機延時功能：用來防止主人在接通電源后，由于操作過程中的某些振動引起誤報。振動系統(tǒng)原理圖，如圖 15 所示2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）9該電路由電阻、PNP 三極管和一個揚聲器組成。把 Xi 端和單片機的輸出端 P0.7 相連。單片機工作時低電平有效，利用 PNP 三極管作為開關，當三極管處于截止狀態(tài)時，相當于開關斷開狀態(tài)。當三極管處于深飽和狀態(tài)時，相當于開關閉合，高電平變化為低電平，單片機工作，三極管驅(qū)動揚聲器發(fā)出報警聲音，只有人為的復位，才結(jié)束報警。3.2 自動售貨機系統(tǒng)程序流程圖 3.2.1 自動售貨機貨幣識別系統(tǒng)程序流程圖Y NN 檢測 T0 是否有脈沖？是否完成？TH0、TL0、TH1 、TL1 置初值，啟動T0 計數(shù)器、T1 定時器，循環(huán)計數(shù) R0 置初值 601IE、TMOD 置初值，使 T0 為計數(shù)工作方式 0，T1 為定時工作方式 02015 屆本科畢業(yè)論文（設計）10YNY自動售貨機的按鈕裝置，其特征在于備有操作按鈕和基板，操作按鈕設置在面板上，基板設置在操作按鈕側(cè)的相反側(cè)，具有顯示部分和檢測機構(gòu)，顯示部分顯示與操作按鈕對應的信息，檢測機構(gòu)用于檢測操作按鈕的操作，顯示部分設在基板上的與操作按鈕不相向的位置。識別貨幣、累加計數(shù)結(jié)束將 TL0 計的數(shù)值存入 R1、MONEY單元，然后 TL0 清零TH1、TL0 重新設置計數(shù)初值T1 計數(shù)是否溢出？T0、T1 開始計數(shù)2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）113.2.2自動售貨機的貨物選擇系統(tǒng)流程圖2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）123.2.3自動售貨機的出貨和顯示花錢系統(tǒng)流程圖設 計 設 置 了 價 格 分 別 為 1元 、 2元 、 3元 不 等 的 貨 物 ， 一 共 12種 。 在 通 過 按 鍵 選擇 物 品 后 ， 將 會 把 產(chǎn) 生 的 信 號 輸 入 給 8255A的 P1的 引 腳 上 ， 8255接 收 信 號 后 ， 經(jīng) 過處 理 后 ， 將 會 在 貨 物 輸 出 端 產(chǎn) 生 與 其 相 對 應 的 信 號 輸 出 ， 控 制 所 選 貨 物 的 掉 出2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）13液晶顯示器(LCD) 是現(xiàn)在非常普遍的顯示器,廣泛應用于各種電子產(chǎn)品，具有體積小、重量輕、省電、輻射低、易于攜帶等優(yōu)點。液晶顯示器（LCD）的原理與陰極射線管顯示器（CRT ）大不相同，LCD是基于液晶電光效應的顯示器件，包括段顯示方式的字符段顯示器件，矩陣顯示方式的字符、圖形、圖像顯示器件，矩陣顯示方式的大屏幕液晶投影電視液晶屏等。液晶顯示器的工作原理是利用液晶的物理特性，在通電時導通，使液晶排列變得有秩序，使光線容易通過；不通電時，排列則變得混亂，阻止光線通過。3.2.4出 錯 報 警 系 統(tǒng) 流 程 圖2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）14由 找 錢 系 統(tǒng) 1圖 （ 圖 見 附 錄 ） 我 們 可 以 看 到 該 芯 片 8255A的 CS與 8751的 P2.6相連 ， A0、 A1分 別 與 74LS373的 3Q、 4Q相 連 。 這 個 已 經(jīng) 在 上 一 章 中 已 經(jīng) 說 過 了 ， 在 這里 就 不 再 畫 了 。當 的 3Q、 4Q輸 出 不 同 組 合 時 ， 則 控 制 選 擇 了 8255A的 PA、 PB、 PC口 ， 當 取 10時 對 應 PC口 輸 入 輸 出 ； 由 于 也 受 到 P2.6的 控 制 ， 只 有 當 P2.6輸 出 為 0時 ， 才 能 片 選到 該 芯 片 8255A。最 后 我 們 可 以 計 算 得 出 PA、 PB、 PC及 控 制 口 對 應 的 地 址 分 別 為BFF3H、BFF7H、BFFBH、和BFFFH 。2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）154 系統(tǒng)軟件設計4.1 主程序4.1.1 I/O 分配表，如表 1 所示表 1 I/O 分配表輸入 輸出P1.0~P1.7P00~P06二極管P2.0~P2.7LCD控制T0鍵盤P0.7 揚聲器4.2 顯示子程序 控制子系統(tǒng)由以下四個部分組成: 1）售貨價格系統(tǒng) 自動售貨機的商品價格提前存儲在程序中，可樂，芬達，綠茶分別對應不同的價格。消費者可以通過按鍵的方式選擇商品和商品的價格，并將價格存儲在寄存器中。此外，在簡易型售貨機中，由于出售商品種類少，價格變化小，使用幣種單一，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。（2）累計、可售指示系統(tǒng) 當有紙幣或者硬幣投入時，控制系統(tǒng)對識幣檢測及購貨信號檢查，當有識幣信號后，將金額數(shù)值進行累計，并通過串行擴展口進行顯示，通過串行接口使可售指示燈亮，提示購貨。此時可按下購貨按鈕，由 CPU 檢測到購貨信號后，并將金額累計存儲器清零，完成一次售貨過程。3）檢測系統(tǒng) 在自動售貨機的商品存儲方式與下面接觸形成開關。按下開關，自動售貨機正常工作，當商品出售，開關釋放，信號不是可用 CPU，通過串行接口擴展到相應的光信號，機身外部顯示“售貨”指示。（4）累計及自測功能系統(tǒng) 自動售貨機 CPU 在每次售出商品后，向售出累計存儲器中累計售出數(shù)2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）16據(jù)，通過售貨機內(nèi)部的按鍵可在金額顯示窗中讀到累計結(jié)果。此外，在按下自測功能鍵后，出現(xiàn)自測功能信號，由外部按鍵操作，可檢測各商品貯存道的驅(qū)動商品功能。。4.3 報警子程序紅外探測報警器的優(yōu)點: 本身不發(fā)任何類型輻射，器件功耗很小，隱蔽性較好，價格低廉 。但也有一定的局限性：容易受各種熱源、陽光源干擾； 紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探測器接收；易受射頻輻射的干擾； 環(huán)境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度明顯下降，有時造成短時失靈。報警系統(tǒng)流程圖，如圖所示2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）17c=p0^7D=0?YNf=0 f=1c=1 c=0蜂鳴器工作蜂鳴器不工作結(jié)束d=p3^2開始4.4 本章小結(jié)主要是對指令要準確地理解，正確地使用。各種單片機指令多有類似之處，但還有些差異。對于有單片機使用經(jīng)驗的人，當選用另一種不太熟悉的型號進行編程設計時，一定要對新型號單片機的指令重新理解一遍，否則容易出錯。簡短的程序可以節(jié)省內(nèi)存，簡化調(diào)試，而且還可節(jié)省執(zhí)行指令的時間，提高對輸入的響應速度。要使所編的程序簡短，就要注意編程方法，用好指令，用巧指令，還要能優(yōu)化結(jié)構(gòu)。要實現(xiàn)某種功能，一般而言，在達到目的的相同時，用功能強的指令比用功能單一的指令，程序步數(shù)可能會少些。這樣既便于程序的調(diào)試、修改或補充，也便于別人了解和讀懂程序。要想使程序清晰，就要注意程序的層次，講究模塊化、標準化。特別是在編制復雜的程序時，更要注2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）18意程序的層次，可積累自己的與吸收別人的經(jīng)驗，整理出一些標準的具有典型功能的程序，并盡可能使程序單元化，像計算機中的常用的一些子程序一樣，移來移去都能用，這樣，設計起來簡單，別人也易了解。單片機的工作特點是循環(huán)反復、不間斷地運行同一程序。它的運行從初始化后的狀態(tài)開始，待控制對象完成了工作循環(huán)（完整程序執(zhí)行一次），則又返回初始化狀態(tài)繼續(xù)運行。因為只有這樣才能使控制對象在新的工作周期中也得到相同的控制5 聯(lián)調(diào)與測試5.1 硬件調(diào)試在整個程序的調(diào)試過程中，我們一步步發(fā)現(xiàn)了好多問題，因為最初的自動售貨機設計比較簡單，只是考慮了投幣和購買的過程，而沒有將購買之后自動機械手送貨的過程加進設計的方案中。而且在設計，程序剛開始時的投幣累加也有沒有做到準確相加，有錢投入，并且投幣金額超過了所需購買商品的價格，但是找錢指示燈卻不亮。最在實驗老師不厭其煩的指導下，我們終于解決了遇到的所有問題，完成了自動售貨機的設計。5.2 軟件調(diào)試單片機的控制程序的編寫，是運用專門的編程軟件 keil，程序通過步進梯形圖方式（ladder ）編寫，由于步進梯形圖程序的直觀性，在設計中，用此編寫程序。在 keil 軟件中，可以方便地對 PLC 程序進行剪切、復制、粘貼、插入等。編寫好的程序下載到單片機，單片機上電后掃描執(zhí)行程序。調(diào)試單片機程序時，可以通過模擬的撥動開關、復位按鈕和指示燈來測試程序的正確性,由于本設計的 I/O 點數(shù)很多，不可能對各個 I/O 點都設置相應的撥動開關，所以對實現(xiàn)類似功能的程序只需對一部分進行調(diào)試: 首先，對一個典型的輸入硬幣進行調(diào)試，給復位按鈕信號來表示硬幣的輸入及飲料的選擇，用發(fā)光二極管來顯示飲料選擇提示、飲料送出、送出時間和退幣提示，然后，對制冷部分進行調(diào)試，只需給相應的輸入端口信號，然后相應的指示燈變亮即可。 在程序調(diào)試過程中，往往會碰到許多小問題，需不斷地進行修改和測試。最后達到設計要求。5.3 系統(tǒng) PCB 圖2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）19PCB 板又稱印刷電路板，是電子元器件電氣連接的提供者。它的發(fā)展已有 100多年的歷史了；它的設計主要是版圖設計；采用電路板的主要優(yōu)點是大大減少布線和裝配的差錯，提高了自動化水平和生產(chǎn)勞動率。PCB 板的設計目的在于規(guī)范設計作業(yè)，提高生產(chǎn)效率和改善產(chǎn)品的質(zhì)量。采用印制板的主要優(yōu)點是：1.由于圖形具有重復性（再現(xiàn)性）和一致性，減少了布線和裝配的差錯節(jié)省了設備的維修、調(diào)試和檢查時間。2．設計上可以標準化，利于互換。3．布線密度高、體積小、重量輕，利于電子設備的小型化。4．利于機械化、自動化生產(chǎn)，提高了勞動生產(chǎn)率并降低了電子設備的造價5.4 本章小結(jié)1. 編制的依據(jù) ①工藝規(guī)程編制的技術依據(jù)是全套設計文件、樣機及各種工藝標準； ②工藝規(guī)程編制的工作量依據(jù)是計劃日（月）產(chǎn)量及標準工時定額； ③工藝規(guī)程編制的適用性依據(jù)是現(xiàn)有的生產(chǎn)條件及經(jīng)過努力可能達到的條件。 2. 編制應掌握的原則: ①既要具有經(jīng)濟上的合理性技術上的先進性，又要考慮企業(yè)的實際情況，具有適用性。 ②必須嚴格與設計文件的內(nèi)容相符合，應盡量體現(xiàn)設計的意圖，最大限度的保證設計質(zhì)量的實現(xiàn)。 ③要嚴肅認真，一絲不茍，力求文件內(nèi)容完整正確，表達簡潔明了，條理清楚，用詞規(guī)范嚴謹。并盡量采用視圖加以表達。要做到不用口頭解釋，根據(jù)工藝規(guī)程，就可正常的進行一切工藝活動。 ④要體現(xiàn)質(zhì)量第一的思想，對質(zhì)量的關鍵部位及薄弱環(huán)節(jié)應重點加以說明。技術指標應前緊后松，有定量要求，無法定量要以封樣為準結(jié)論與展望現(xiàn)在，自動售貨機產(chǎn)業(yè)正在一步步走向成熟。例如通過電話系統(tǒng)將自動售貨機內(nèi)的庫存信息及時地傳送各營業(yè)點的電腦中，從而確保了商品的及時補充以及商品出售的順利進行。并且，自動售貨機的開發(fā)朝著致能源的節(jié)省方向，能型清涼飲料自動售貨機成為該行業(yè)的主流。在夏季電力消費高峰時，這種機型的自動售貨機即使在關掉冷卻器的狀況下也能保持低溫。在我國的安放和使用也已有10多年的時間，但一直沒有全面普及。2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）20目前的國內(nèi)市場僅僅屬于市場導入期，中國的自動售貨機擁有量約為4萬臺相對于13億人口，這是個微不足道的數(shù)字。即使是按現(xiàn)在中國城市的人口3.9億人計算，平均每10000城市人口中才有一臺自動售貨機。在日本是每25人一臺，美國是40人一臺，歐洲則是50到120人一臺。在中國一些中大型城市自動售貨機的速度也在以每年10%的速度遞增。在國內(nèi)市場已經(jīng)吸引了生產(chǎn)商10余家，市場運營商40余家。因經(jīng)濟日益發(fā)達，社會對擴大就業(yè)與工作場所提供的方便、快捷的自動事業(yè)更為關注。自動售貨機不僅保障了愜意的工休時間，也是最廉價、提高職工工作效率最有效的手段。特別是在24小時無休工作狀態(tài)中的辦公場所，使用獨具魅力的迷你型自動售貨機，可以包含冷熱飲料、食品、以及一些日常用品，給人們帶來很大的方便，這種服務正好符合現(xiàn)代人快節(jié)奏生活的標志，也是自動化信息時代的一種標志。順利如期的完成本次畢業(yè)設計給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。。2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）21致謝首先，我要感謝我的導師陳曉婷老師在畢業(yè)設計中對我給予的悉心指導和嚴格要求。在我畢業(yè)論文寫作期間，陳老師給我提供了種種專業(yè)知識上的指導和日常生活上的關懷，沒有老師的幫助和關懷，我不會這么順利的完成畢業(yè)設計，借此機會，向您表示由衷的感激。然后我要感謝在我大學三年中教過我的老師，正因為他們的傾囊相授，我才能掌握基礎專業(yè)知識，如期并且保質(zhì)量的完成此次畢業(yè)設計，感謝每一位老師！接著，我要感謝和我一起做畢業(yè)設計的同學。正是在這些同學的幫助和督促下，在畢業(yè)設計的過程中給了我許多中肯的建議。我正是在這樣一個互幫互助，相互促進的環(huán)境中，不斷激勵著自己，才有我今天順利完成畢業(yè)設計。最后要感謝我的母校合肥師范學院，愿母校萬年長青！作者：呂猛2015 年 1 月 10 日2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）22參考文獻【1】康萬新 畢業(yè)設計指導及案例剖析（應用電子技術方向）[M].清華大學出版社.2007.5 【2】臧春華、邵杰、魏小龍 綜合電子系統(tǒng)設計與實踐[M].北京航空航天大學出版社.2009.11 【3】馬建國 電子系統(tǒng)設計[M].高等教育出版社.2004.1 【4】付家才 應用電子工程實踐技術[M].化學工業(yè)出版社.2005.1 【5】陳光明、施金鴻、桂金蓮 電子技術課程設計與綜合實訓[J].北京航空航天大學出版社.2007.5 【6】楊路明 C 語言程序設計教程[M].北京郵電大學出版社.2005.1 【7】王振營、李滿、楊君 ProtelDXP2004 電路設計與制版實用教程[M].中國鐵道出版社.2006.6 【8】胡漢才 單片機原理及其接口技術[M].清華大學出版社.2006.3 【9】吳金戌 8051 單片機實踐與應用研究[M].清華大學出版社.2002.9 【10】劉小春、首珩 無刷直流電動機的單片機控制[J].自動化技術與應2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）23附錄 A：系統(tǒng)原理圖2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）24附錄 B：系統(tǒng) PCB 圖2015 屆本科畢業(yè)論文（設計）25附錄 C：系統(tǒng)源程序#include#include#include “l(fā)cd1602.h“sbit RS=P2^7;sbit RW=P2^6;sbit LCDE=P2^5;sbit BF=P0^7; //忙標志位void delay1ms(uint8 ms) //誤差 0us{uint8 a,b,c;for(b=222;b0;b--)for(a=12;a0;a--)for(c=ms;c0;c--);}/*************1602 讀忙函數(shù)*******************/void read_busy(){RS=0;RW=1;LCDE=1;BF=1;while(BF==1);LCDE=0;_nop_();_nop_();_nop_();