電子超市自動存儲柜設計與制作＊

呂曉穎

電子超市自動存儲柜設計與制作＊

呂曉穎

（大連科技學院電氣工程學院，遼寧 大連 116052）

所設計的電子自動存儲柜系統采用STC89C52單片機作為主控單元，模擬4個存放物品的存儲箱。存放物品時，會產生4位隨機密碼，把存儲的東西放置好后，液晶顯示屏上顯示FULL，表示已使用該存儲柜，相應的指示燈亮。如果要取出物品，輸入存儲包裹時提供的4位隨機密碼。如果輸入的密碼正確，則打開相應存儲柜，對應指示燈將熄滅，并在液晶顯示屏上顯示NULL，表示此存儲柜為空。此裝置具有存取功能，能顯示存儲柜狀態，并可以異常報警，具有常規的存儲柜所具備的存儲功能。

自動存?。浑S機密碼；液晶顯示；顯示模塊

近年來，隨著社會服務水平的提高和機械化的發展，電子自動存儲柜也在逐漸地更新換代。本文設計了一種可以通過自動產生隨機密碼的方式來存取物品的儲物裝置。

1 自動存儲柜硬件結構

電子自動儲物柜系統由STC89C52單片機最小系統、LCD1602液晶模塊、蜂鳴器報警模塊、按鍵模塊、電源電路和儲物柜指示燈構成。鍵盤按鈕用于存取物品時輸入密碼，完成存取操作，而報警裝置則是提示存取物品操作的正確性，并判斷密碼是否輸入正確。系統結構如圖1所示。

圖1 系統結構設計框圖

2 自動存儲柜硬件設計

2.1 LCD1602顯示模塊設計

本設計使用LCD1602液晶顯示屏作為顯示模塊，它的主要功能是顯示所需內容，共有兩行，每一行都能顯示數字和英文字符；由16個引腳和一個2 kΩ的電阻組成，每個引腳都起著不同的作用，而第3引腳連接著一個2 kΩ電阻，起著液晶顯示器的對比度調節作用，其連接接地電源對比度相對較高，如果連接電源正極，則對比度較低。LCD1602電路原理如圖2所示。

2.2 報警模塊設計

BUZZER1即蜂鳴器，工作原理是利用電磁線圈通電后產生磁場，迫使震動膜震動由此發聲，由于單片機驅動能力有限，所以需要連接一個三極管進行電路放大來驅動運行，本系統采用的三極管為PNP型。報警部分由蜂鳴器發聲裝置、2個2 kΩ電阻、S8550三極管和發光二極管及外圍電路組成。將蜂鳴器的接口接在單片機P1.0引腳，當P1.0端口為低電平時，通過數值為2 kΩ的R2電阻控制三極管S8550的基極，使三極管呈現開放的狀態，這時蜂鳴器就會運行，發聲報警；當P1.0端口為高電平時，三極管呈現出閉合截止的狀態，這時蜂鳴器不運行，即不報警。而LED發光二極管則是判斷用戶輸入密碼正確性的一種方法，如果密碼錯誤，伴隨著蜂鳴器報警3 s并且LED燈長亮3 s。報警模塊電路原理如圖3所示。

圖2 LCD1602電路圖

2.3 按鍵模塊設計

按鍵電路模塊即是由鍵盤操控的模塊，可以通過按鍵來輸入隨機密碼。本設計采用的是矩陣式鍵盤結構，由于密碼是由0~9這10個數字組成的，因此有10個數字按鍵、1個確認鍵，兩個存取按鍵，共有13個按鍵。

數字0～9共10個數字鍵盤按鈕和一個確認按鈕用于取物品時輸入隨機密碼。另外還有兩個功能按鍵，用于存放物品時的操作。存物品操作時，先按下存鍵，系統會給出4位隨機密碼，記住密碼后，然后按下確定鍵即完成存包裹操作。取物品操縱時，按下取鍵，再輸入4位隨機密碼，按下確認鍵即存包裹操作完成。按鍵模塊電路圖如圖4所示。

圖3 報警模塊電路原理圖

圖4 按鍵電路設計圖

2.4 電源電路設計

電源模塊主要由3節干電池（共4.5 V供電）、SW電源開關、2個電容（C4和C5）、電源指示燈LED6和1個2 kΩ電阻組成。4.5 V干電池為電路提供能量，電源開關則控制整個電路的通斷，電容C4和C5兩個電容在此電路中起著濾波作用，將整流以后的鋸齒波變為平滑的脈動波。電源LED指示燈一端連接在電源正極，另一端連接著一個阻值為2 KΩ的電阻，指示燈亮代表電源電路正常，如果指示燈熄滅，則表示電路出現異常，并且接在接地電源端的2 kΩ電阻起限流作用，避免流過指示燈的電流過大而損壞。電源電路設計如圖5所示。

圖5 電源電路設計圖

3 自動存儲柜主程序流程

首先，系統接入電源后，程序開始運行，系統初始化然后再對按鍵進行檢測。檢測存鍵是否摁下，如果有存鍵，則直接執行調用存物件程序；如果沒有檢測到存鍵，則執行下一條指令。檢測取鍵是否摁下，如果有取鍵，則直接執行調用取物件程序；如果沒有檢測到取鍵，則返回第一步繼續執行指令。主程序流程如圖6所示。

圖6 自動存儲柜主程序流程圖

4 系統仿真

在滿足硬件和軟件設計要求的情況下，利用Keil編寫運行程序，在Proteus上進行原理圖的繪制，然后對自動存儲柜系統電路進行仿真。存儲物品時，先按一下存鍵，液晶顯示屏上出現一組4位隨機密碼，如圖7所示。

圖7 4位隨機密碼

［1］張曉潔，鄭鑫，韋雨梅，等.基于單片機的密碼鎖儲物罐設計［J］.智能計算機與應用，2017，7（3）：191-193.

［2］曾素瓊，曾靜玲，羅建成，等.基于52單片機電子密碼鎖的設計［J］.電腦與電信，2016（Suppl 1）：44-47.

［3］譚菊華，章小寶，黃燦英.基于STC89C52數字密碼鎖的設計［J］.時代農機，2017，44（11）：118-119.

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TP391.44

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.14.061

2095－6835（2019）14－0134－02

2018年遼寧省普通高等教育本科教學改革研究立項項目（編號：省教改2018007）；2019年大連科技學院橫向科研項目“基于藍牙和APP控制的家庭醫療助手設計”（編號：KYH1924）

呂曉穎（1986—），女，遼寧普蘭店人，碩士研究生，講師，研究方向為無線通信與數據傳輸。

〔編輯：王霞〕