基于STC89C52單片機(jī)的硬幣統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真

張朝陽(yáng)++劉明慧++楊帆++王美玉

摘要：硬幣在我們生活中無處不在，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)硬幣統(tǒng)計(jì)成為硬幣使用過程中的一個(gè)重要問題。本系統(tǒng)使用STC89C52單片機(jī)對(duì)識(shí)幣器給出的信號(hào)進(jìn)行處理并將識(shí)別結(jié)果顯示在該LED屏幕上。通過proteus軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模擬仿真，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)硬幣進(jìn)行智能統(tǒng)計(jì)。本系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用、性能穩(wěn)定，靈敏度較高。

關(guān)鍵詞：識(shí)幣器；模擬仿真；智能統(tǒng)計(jì)；STC89C52

中圖分類號(hào)：TP368 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）10-0003-02

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，小面額紙幣逐漸退出市場(chǎng)，取而代之的是使用方便快捷的硬幣[1]。與此同時(shí)，智能統(tǒng)計(jì)硬幣尤其是識(shí)別硬幣面值成為硬幣使用中最重要的一個(gè)問題。本系統(tǒng)利用現(xiàn)有的硬幣檢測(cè)識(shí)別技術(shù)，通過投幣器供電電路、H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路給硬幣識(shí)別器供電來檢測(cè)識(shí)別硬幣，由單片機(jī)計(jì)算處理，將處理結(jié)果顯示在LCD1602上面，顯示出本次投入的金額以及投入的總金額。

1 硬件電路設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用功耗低，高性價(jià)比的STC89C52單片機(jī)。系統(tǒng)電路主要由單片機(jī)控制單元、電源模塊、硬幣識(shí)別模塊、報(bào)警及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊構(gòu)成。

1.1 硬幣識(shí)別電路

系統(tǒng)采用LSS6復(fù)合型硬幣識(shí)別器，當(dāng)投入硬幣時(shí)，硬幣通過一個(gè)由電容電感組成的高頻振蕩電路產(chǎn)生的磁場(chǎng)，由于投入的硬幣的體積和材質(zhì)的不同，電感量會(huì)出現(xiàn)微弱的差異，進(jìn)而改變震蕩頻率。通過比較檢測(cè)震蕩頻率與出廠時(shí)設(shè)定頻率比較來檢測(cè)投入的硬幣的幣種。確定幣種后，經(jīng)過電路處理將頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，完成對(duì)金屬硬幣的識(shí)別。LSS6認(rèn)幣器中包含聲敏傳感器、電磁感應(yīng)傳感器和紅外傳感器，分別檢測(cè)出硬幣的種類、硬幣的材質(zhì)與厚度和硬幣的直徑[2-3]。

硬幣識(shí)別電路主要由高頻脈沖電路，倍壓檢測(cè)電路，電壓檢測(cè)電路等三部分組成。硬幣識(shí)別電路圖如圖1所示。

在硬幣識(shí)別電路中，選擇使用NPN8050和PNP8550三極管來構(gòu)成高頻識(shí)別電路。在電壓檢測(cè)電路中，使用TLC549模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。電路中的Line1線與單片機(jī)的P3.5引腳相連接，當(dāng)投入硬幣以后，硬幣識(shí)別器會(huì)檢測(cè)硬幣的直徑、厚度、材質(zhì)等指標(biāo)，與初始值對(duì)比后，經(jīng)過單片機(jī)P3.5引腳輸出一個(gè)高頻率的脈沖信號(hào)。

三極管NPN基極端和單片機(jī)發(fā)送的高頻率脈沖信號(hào)相連通，發(fā)射極分別和基極、集電極導(dǎo)通。三極管PNP8550和8050在獲得了單片機(jī)發(fā)送的高頻脈沖信號(hào)以后變?yōu)?，三極管的發(fā)射極與集電極導(dǎo)通以后會(huì)給硬幣識(shí)別器的驅(qū)動(dòng)電路以及系統(tǒng)電路中的電磁感應(yīng)線圈提供一個(gè)由可調(diào)電阻W13給出的穩(wěn)定電壓，當(dāng)三極管PNP8550基極獲得的是一個(gè)低電平的時(shí)候，則不給硬幣識(shí)別器電路供電。三極管NPN8550處于高頻率開關(guān)狀態(tài)的時(shí)則說明單片機(jī)發(fā)出了一個(gè)高頻率脈沖信號(hào)。投入硬幣以后硬幣識(shí)別器中的電容電感以及線圈中間多了一個(gè)金屬物體，所以會(huì)產(chǎn)生于正常狀態(tài)不同的磁場(chǎng)，產(chǎn)生不同的磁感量與出廠時(shí)設(shè)定的初始值對(duì)比進(jìn)行硬幣識(shí)別[4]。

1.2 投幣器報(bào)警電路及電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

報(bào)警電路：當(dāng)投入硬幣通過識(shí)別器發(fā)現(xiàn)為假幣的時(shí)候，通過通道2返還假幣，并進(jìn)行報(bào)警提示。當(dāng)識(shí)幣器判斷是投入硬幣是假幣的時(shí)候，單片機(jī)的P3.2引腳為1，三極管NPN8050基極也為1并且導(dǎo)通，蜂鳴器通電工作發(fā)出聲音提示客戶。

H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路：通過對(duì)角線上的三極管的導(dǎo)通來分別判斷電機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)來控制認(rèn)幣器的控制門的開關(guān)和是否進(jìn)入存儲(chǔ)裝置。當(dāng)三極管導(dǎo)通以后單片機(jī)就可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)了，根據(jù)不同的三極管組合來實(shí)現(xiàn)不同的系統(tǒng)功能[5]，如圖2所示。

2 系統(tǒng)仿真

系統(tǒng)調(diào)試仿真使用英國(guó)Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件Proteus。圖3為仿真電路初始化狀態(tài)。當(dāng)LCD1602為復(fù)位初始化時(shí)，LCD上有兩行數(shù)據(jù)。第一行Totalmoney是總金額。第二行Currentmoney是本次投入的金額。右面共有四個(gè)開關(guān)，分別是一元，五角，小一角硬幣，大一角硬幣。初始值為總金額0元，本次投入金額0元。右側(cè)由上至下分別對(duì)應(yīng)投入1元、5角、小1角和大1角仿真時(shí)LCD屏幕上的顯示信息。通過以上4次仿真可以看出，系統(tǒng)仿真準(zhǔn)確無誤，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，仿真精度高。

3 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用現(xiàn)有的硬幣檢測(cè)識(shí)別技術(shù)，通過投幣器供電電路、H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路給硬幣識(shí)別器供電來檢測(cè)識(shí)別硬幣，通過單片機(jī)等信息處理來達(dá)到智能統(tǒng)計(jì)硬幣的功能。本系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用、性能穩(wěn)定，靈敏度較高，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)硬幣進(jìn)行智能統(tǒng)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

[1]宋玉山，趙連發(fā).吉林省人民幣硬幣自循環(huán)現(xiàn)狀及對(duì)策[J].吉林金融研究，2016，（07）：72-75.

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