自動售貨機的單片機電路設計

（日照市技師學院，山東 日照 276800）

隨著中國經濟的發展、行業運作的變革和入世的到來，自動售貨機在中國的普及和應用已是必然趨勢。

由89S51單片機的P3口的接出5個按鍵，其中有四個作為金錢的表示，分別為0.5元、1元、5元、10元,另外一個作為退幣口。然后，由P1口接4*4鍵盤電路，通過鍵盤掃描來控制鍵盤來選擇物品，然后再通過單片機的P3.1和P3.0口的的串口通信接上74LS164來實現靜態顯示。從而顯示物品的錢數和買完物品后應退的金錢。89S51目前已經成為了實際應用市場上新的寵兒，89SXX可以像下兼容89CXX等51系列芯片。

AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令系統及80C51引腳結構，芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案。

一、系統設計

1.硬件設計

硬件電路組成主要有：控制器、鍵盤電路、復位電路、保護電路、Money鍵盤、輸入電路、串行口靜態、顯示電路、發光二極管、顯示電路。

1.1 電源電路的設計

電源電壓的設計比較簡單，因為在自動售貨機的系統中，所用的芯片所需的電壓基本上采用5V電壓，所以只需要一片7805作為5V的電壓即可。

1.2 鍵盤電路的設計

鍵盤是按鍵或開關的有序組合。根據對鍵盤的了解，本次設計所采用的是第二種——4*4的矩陣式鍵盤與89S51的P1口相連，通過掃描鍵盤來的選擇自己要購買的物品。

1.3 顯示電路的設計

在單片機系統中，通常用LED數碼顯示器來顯示各種數字或符號。由于它具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長的特點，因此使用非常廣泛。

1.4 復位電路的設計

單片機的外部復位電路有上電自動復位和按鍵手動復位兩種。上電復位利用電容器充電來實現。上電瞬間，RC電路充電，RST引腳端出現正脈沖。只要RST引腳端保持l0ms以上高電平，就能使單片機有效地復位。按鍵手動復位又分為：按鍵電平復位和按鍵脈沖復位。按鍵電平復位相當于按復位鍵后復位端通過電阻與Vu電源接通.它是有一個按鍵、一個22uf的電解電容電容、一個200歐的電阻、一個1k的電阻以及一個發光二極管組成。

1.5 晶振電路的設計

有一個12MHz的晶振和兩個30PF的電容組成。

1.6 保護電路的設計

有一個反向相接的二極管和一個反向相接的發光二極管以及一個1K的電阻組成。

2.軟件設計

2.1 系統設計原理

①自動售貨機允許投入0.5元、1元、5元、10元硬幣（分別用四個按鍵來代替）：

當總幣值等于顧客需要的商品單價時，機器送出需要的商品；

若總幣值大于顧客需要的商品單價時，機器除提供所需商品外，并將余幣退出；

若總幣值小于顧客需要的商品單價時，機器退出顧客投入的硬幣。

設機器內1元和2元的找零硬幣無限。

②如果投入的硬幣達到或大于所要購買商品的價格，就不必再投入硬幣了，自動售貨機會發出一個指示信號使接受硬幣的裝置不再接收新的硬幣。

③每次投幣時間有限制，設定每次投幣時間不超過一分鐘，在時間到時，總幣值不足顧客購買的商品單價時，自動售貨機按不足錢數處理，退還全部硬幣?；蛘咴谠O定時間內，總投幣值不足顧客購買的商品單價時，若需要取消交易則可按取消鍵，售貨機按不足錢數處理，退還全部硬幣。

④當顧客完成一次購買后或按錯按鈕后，需要設置一個重新開始按鈕，使整個系統恢復到初始狀態。

⑤顧客一次只能購買一種商品的一個，若需要更多商品，需要重復操作。

⑥另外，本系統還為客戶提供了一個退幣口，以供客戶在還未選擇物品或有特殊情況改變主意時，可按此鍵，迅速推還硬幣。

二、整機主要性能指標

整機是通過鍵盤掃描電路和money鍵電路給單片機多個輸入信號，通過單片機內部算術處理，顯示出最后的所剩余的錢數以及物品的輸出顯示。

[1]薛棟梁.單片機原理與應用（二）[M].北京：中國水利水電出版社，2003.

[2]何立民.單片機應用技術選編[M].北京：北京航空航天大學出版社，2002.

[3]吳國經.丁輝.楊文新.單片機應用技術[M].北京：中國電力出版社，2003.

[4]李軍.51系列單片機高級實例開發指南[M].北京：北京航空航天大學出版社2003.

[5]于永權.ATMEL系列Flash單片機原理及應用[M].北京：電子工業出版社，2004.