自动售货机控制器的设计.doc

兰州理工大学 信号检测与处理课程设计 设计题目 自动售货机控制器的设计 学院 电气工程与信息工程学院 专业班级 10级自动化5班 学号 姓名 指导教师 刘仲明 时间 2013 年 春 学期 目录 第一章 绪论…………………………………………………………………………2 1.1设计任务和要求…………………………………………………………………2 1.1.1设计任务…………………………………………………………………2 1.1.2设计要求…………………………………………………………………2 1.2工作原理…………………………………………………………………………2 1.3设计思路和功能…………………………………………………………………2 第二章 方案论证……………………………………………………………………4 2.1 方案设计………………………………………………………………………4 2.2.1方案1……………………………………………………………………4 2.1.2方案劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物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。自动售货机已经成为城市各角落的一道亮丽风景线必将在国内普及，并成为城市现代文明程度的一种象征性标志。2）识别器把信息数据传给单片机。 3）单片机通过八位动态数码管显示投入金额，投入金额等于或超过定 时，相应的营业灯亮。 4）按相应按钮，售货机自动把商品送出，等待顾客取走。 5）显示余额，顾客可以选择找币或者继续买商品亦可继续投币如果选 择找币，系统会自动延时将硬币退出。 6）系统复零，完成售货。 1.3设计思路和功能 1）采用单片机MSC-51系列作为中央控制元件； 2）用P3.4和P3.5作为识别货币输入端； 3）P1作为货物选择选择端； 4）P2.7和P2.6分别作为8255A的片选输入端。 方案论证 根据设计要求，该系统由以下四个部分组成，分别是预设硬币投入、金额累计、可售指示和退币系统。经我们小组多次讨论，总结，从多个方案选择最佳的方案进行设计。 2.1 方案设计 2.1.1方案1 此方案中，自动售货机系统以FPGA器件作为处理和控制核心，能完成货物的信息存储，进程控制，硬币处理，余额计算，显示等功能。系统根据用户输入的货币，判断钱币是否足够，足够则售货，不够则提示并退出。系统自动的计算出应找钱币余额、库存数量并显示。系统按功能分为：分频模块、控制模块、译码模块、译码显示模块。 方案1的系统组成方框图： 2.1.2方案自动售货机控制系统设计有个功能模块，一个为售货机模块该模块能完成货物信息的存储，硬币处理，余额计算。一个为模块：功能主要是硬件实验板上让两路信号同时在两个7段数码管上显示出来。 方案2的系统组成框图 2.1.3 方案3: 基于单片机的自动售货机设计，选择AT89C51单片机在一块芯片中集成了CPU、RAM、 ROM、定时器/计数器和I/O口等基本功能部件。各功能部件由内部总线连接在一起。89C51基本结构见图3-6所示。 图3-6 89C51单片机基本结构图 CPU是单片机的核心部件，由运算器和控制器等部件组成。运算器的功能主要是进行算术运算和逻辑运算。由8位ALU单元，两个8位的暂存器，8位的累加器ACC、B寄存器，程序状态寄存器PSWPC，指令寄存器、译码器及定时控制逻辑和数据指针DPTR组成。 2.2 方案比较 方案1功能模块较多，且每个功能模块下还包括几个程序模块，设计起来，程序输入必然很多很繁琐，当然涉及到的问题就较多，较复杂，而且对clk的分频也有多次，这不太利于功能和时序仿真，也不太利于最后在硬件实验板上进行模拟实验。功能模块较少，但是功能实现都一样，这就减少了程序的繁冗，最后电路图显得就更加简短明了，越少的中间环节，实际操作起来肯定相对要容易一些所以最后选择方案 图3-1 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 面值。 2）识别器把信息数据传给单片机。 3）单片机通过八位动态数码管显示投入金额，投入金额等于或超过定 时，相应的营