自動售貨機系統設計

【摘要】介紹了基于單片機的自動售貨機系統設計，該系統以采用光電傳感器GK一31012瓔光電管識別投入的硬幣結合按鍵操作，在單片機的控制下顯示待售量以及用電機轉動推出貨物。該設計結構簡單，方便操作，適用于要求不高的小型零售場合。

【關鍵詞】單片機；GK一31012瓔光電管；自動售貨機

1.引言

自動售貨機（Vending Machine）是一種全新的商業零售系統，20世紀70年代自日本和歐美發展而來，1999年開始進入中國市場。如今，在機場、地鐵、商場等客流大的場所，隨處可見自動售貨機的身影。

現市面上銷售的自動售貨機在功能和性能方面都很優良，而且還在不斷發展中，但其結構比較復雜，價位也相對較高。對于環境變化快、要求比較低的一般場合，使用這樣的自動售貨機就顯得不夠經濟合算。針對這一現狀，采用單片機設計出了一款自動售貨機控制系統，它不僅可以達到自動售貨機的一般功能，也可實現待售物品數量顯示，投幣錯誤時的報警等。該設計結構簡單，能滿足大多數小型零售要求，成本較低，便于推廣。

2.系統原理設計

該系統主要由硬幣識別、控制單元、轉動電機和鍵盤顯示單元組成，其原理圖如圖l所示。

圖l 系統原理框圖

在硬幣識別部分，采用光電傳感器GK一310C型光電管的光通斷原理來識別硬幣有無，當有硬幣投入時，光電傳感器的紅外發光二極管所發紅外光被硬幣阻斷，使得接收機中的三極管截止，從而在輸出端產生一個低電平的脈沖。在鍵盤顯示部分，采用獨立式按鍵和七段數碼管顯示。在控制單元中，先讓顧客投入硬幣，再掃描鍵盤按鍵值，當鍵盤掃描到有鍵按下時，只要計算硬幣識別端（光電傳感器）所輸入的脈沖數.就可以得出顧客投入的貨幣總量，從而控制轉動電機推出相應貨物，達到控制的目的。

3.系統硬件設計

3.1 鍵盤電路

由于ATMEL公司生產的AT89C52芯片的I/O口有32個，對該設計而言，引腳會綽綽有余。并且選用獨試式按鍵，既硅得直觀，又能給軟件編程帶來方便。電路如圖2所示。

圖2 按鍵部分電路

3.2 數碼管（LED）顯示

當鍵盤中斷程序掃描到有按鍵按下時，顯示單元（LED）開始工作。設計當中選擇靜態顯示，由74L5245驅動8155芯片，通過47譯碼器將要顯示的待售數量BCD碼送到七段數碼管。

3.3 步進電機控制電路

在連接硬件電路時，采用單片機的P2.5、P2.6、P2.7這3個I/O口輸出控制電機的時序，由于5個電機的時序都由此3個引腳輸出，在電路中加入1個74L5138譯5這3個I，0口置高低電平控制74LSl38的輸出，再接人反相器使74LSl38輸出的低電平轉換為高電平，接到ULN2003A的使能端使驅動芯片工作，從而達到控制電機轉動的目的。步進電機原理圖如圖3所示。

圖3 步進電機原理圖

4.軟件系統設計

軟件編程是實現多功能、智能化和操作方便的關鍵。在設計中，采用模塊化的分層次設計方法，將軟件系統功能由多個實現單一功能的子程序實現。通過調用不同的子程序，實現了復雜功能控制。這樣不僅便于調試、連接，還便于修改和移植。主程序流程圖如圖4所示。

圖4 主程序流程圖

5.結語

設計采用GK一310C光電傳感器識別硬幣，在軟件中以寄存器實現硬幣計數，通過掃描鍵盤按鍵值來控制LED顯示物品存量，再根據寄存器的值和鍵盤按鍵值來控制相應電機工作，并改變物晶存量值，從而實現自動售貨的控制。本系統充分利用匯編語青編程，以實現電路結構簡單、響應速度快、實用和提高性價比。

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