基于單片機的公交車自動找零系統設計

洪堯燁

摘要：自動收費系統集機械制造、計算機技術以及信息收集處理技術于一體，共同組成了一個自動售、檢票系統，其智能化功能較強。本文詳細的介紹了公交車自動找零系統方案設計的思路，闡述了公交車自動找零系統的組成及其工作原理，提出了公交車自動找零系統主程序和子程序的設計方案，以供參考。

關鍵詞：單片機;公交車;自動找零

1.公交車自動找零系統的組成及其工作原理

公交車自動找零系統主要由四大部分構成，也即是紙幣子系統、硬幣子系統、控制子系統以及信息傳遞與執行系統。 其中本設計重點研究的就是公交車自動找零系統的控制子系統。

1.1公交車自動找零系統的組成部分

公交車自動找零系統主要由主控單元、接收紙幣模塊、紙幣找零模塊、 處理識別紙幣模塊、 處理零錢箱信息模塊、硬幣模塊以及不間斷電源組成。該自動找零系統的主要功能是能夠貯備公交車自身的零錢，確定和控制不同路線公交車票的價格、識別紙幣與硬幣的面額、計算投入錢幣與車票之間的差額并進行找零，以及辨別乘客投入錢幣的真偽等。

1.2 公交車找零系統工作的原理

1.2.1投幣找零的原理

公交車自動找零系統的基本工作原理是乘客從投幣口投下紙幣或者是硬幣，然后通過系統內的傳感器對紙幣的數據進行采集，感應紙幣的圖像，或者是判斷硬幣的重量;識別器進行判別投入貨幣的面值和真偽; 按照識別器對投幣信息判定的情況，將該判定信息數據傳輸到通信模塊。通信模塊和售票價格確定系統共同來控制通信，在操作面板系統上顯示出投入貨幣的面值，做差便可以得出應該找零的金額。

1.2.2退款的原理

在系統正常運行過程中，可能會發生兩種退款的情況。一種是從硬幣通信模塊中退出硬幣。另外一種是從貨幣識別器中退出紙幣。若是自動找零系統發現找車身自備零錢的金額不足，無法完成找零的任務，就將會發出預警，提醒乘客，這時就能夠將乘客投入的貨幣及時退還給乘客。當乘客取走自動投幣機的找零之后，這樣一個投幣過程就結束了，這時自動找零系統就會復零，準備接收一位乘客的投幣并完成找零工作。

2.公交車找零系統主程序的分析

本文設計的公交車自動找零系統是使 AT89C51 單片機作為核心，當乘客上車時，將紙幣投入紙幣進鈔口 ，硬幣投入硬幣進鈔口，這樣公交車上自動投幣的機器就會自動運轉，單片機則按照事先輸入進去的程序來執行與之相對應的工作。該自動找零系統的大致框架如下圖圖一。該系統主程序主要由單片機、紙幣找零模塊、報警系統、紙幣識別處理模塊以及硬幣模塊等共同進行信息的處理與連接。

圖一

3.公交車自動找零系統子程序的設計

當投入的鈔票到達進鈔口之后，系統首先將會對紙幣的面額進行識別，然后識別投入紙幣的真偽，當系統識別出投入紙幣中有假幣的情況下就會發出報警信號， 并且把投入的假幣退回;如果投入的貨幣被系統認定為真幣后就將進入接下來的程序。在辨別紙幣面額與真偽的設計中，只有認為無意中按鍵選錯，造成該子系統沒有辦法對乘客投入的貨幣進行正常處理時，才會發出報警。 一旦出現錯誤，該自動找零系統內的輸出信號就會通過光電耦合，然后驅動系統內揚聲器的工作，從而達到報警的目的，其工作的原理如下圖二。

圖二

3.1零錢箱信息處理模塊子程序

3.1.1找零方案的確定

如果每名乘客乘坐公交車的票價2元，如果一上車一名乘客投入錢幣的面值是 100 元，那么公交車自動找零系統將會優先選擇的找零方案是三張1元、一張五元、兩張二十元、一張五十元。如果出現零錢箱內缺少某一種面值的紙幣時，該系統就會選擇另外一種模式進行找零，該找零系統將會智能地使用零錢箱最多面值的紙幣進行找零。

3.1.2零錢箱報警系統

由于自動找零系統尚存不足，在零錢箱處理的模塊還有未完善的地方，要進一步的調查零錢箱的各個線路，從而確保零錢箱有內儲備油足夠的零錢儲。自動找零系統內的零錢箱也設置有報警系統， 如果零錢箱內零錢不夠時，將會立即自動反饋給處理器，這時候報警系統的燈就會自動亮起，發出報警信號，提醒公交車司機如果這時再上車的乘客就需要自己帶上零錢。

3.2公交車找零系統子程序

設計公交車找零系統的時候主要就是針對貨幣中紙幣的找零功能。乘客上車時，會向自動投幣箱進鈔內投入鈔票，就拿100 元紙幣為例，乘客將100元人民幣投入進鈔口，這時公交車找零系統就會開始運行， 首先是識別處理紙幣的模塊將該紙幣識別為 100元， 如果確定該公交車的票價為2元的話，找零模塊就會立即將零錢箱內98元零錢轉進待機狀態，在這一程序進行的同時，乘客投入的100 元人民幣就會在自動找零系統的識別真偽子系統中進行識別， 若判定投入的100元為真幣，自動找零系統中的識別處理模塊就會對處理中心發出確認信號，之前處于待機狀態的 98 元零錢將會立即從出鈔口出來找給投幣的乘客; 若果乘客投入的是假幣，這時該系統就會自動報警，乘客投入的100元將會重新返回到投鈔口處，進入待機狀態下的98 元零錢將會自動的進入廢鈔箱。

參考文獻：

[1]張國伍.北京市公共交通智能化調度管理系統的建設與開發[J].北方交通大學學報，2011年05期

[2]周興華.手把手教你學PIC單片機C語言設計（一）[J].電子世界，2010年07期