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单片机原理及接口技术
课程设计报告
设计题目: 基于单片机的自动售货机设计
学 号: 130260122
姓 名: 韦东旭
指导教师: 孙玉德
信息与电气工程学院
二零一六年六月基于单片机的自动售货机设计
自动售货机是一种全新的商业零售形式,它的出现是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。大量生产、大量消费以及消费模式和销售环境的变化,要求出现新的流通渠道;而相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生,人工费用也不断上升;再加上场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约,无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了。自动售货机可以充分补充人力资源的不足,适应消费环境和消费模式的变化,24小时无人售货的系统可以更省力,运营时需要的资本少、面积小,有吸引人们购买好奇心的自身性能,可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。
此次自动售货机的设计是以单片机为核心的自动化控制装置,并用C语言进行编程,它集开关选择技术、单片机技术和显示技术于一体。因此,该设计可以在商业、生活中广泛的应用。该自动售货机实现了3种饮料商品的自动售货,允许1元、5元和10元三种人民币进行投币,会自动找零。并且可以实现附加功能:投币不够提示继续投币并累计、投完币取消购买后退币以及在选择时可取消已经选择过的商品再重新选择。
1. 设计任务
结合实际情况,基于AT89C51单片机设计一个自动售货机。该系统应满足的功能要求为:
(1) 选择商品同时显示需要的花费以及选择的商品种类和数量;
(2) 通过购买确认来启动投币,避免选择不正确时不可更改;
(3) 确认购买后会提示投币,并且对投币钱数进行累计;
(4) 确认投币完毕后判断投币是否足够并计算找零;
(5) 提示出货以及显示找零钱数;
(6) 允许消费者取消购买和更改选择的商品种类;
(7) 购买完成后可以返回初始状态,等待下次购买。
主要硬件设备:AT89C52单片机、单片机实验开发系统、PC级一台、开关量输入模块、数码管(LED)显示器。LED输出模块。
其中开关用了8个,数码管用了3个,LED灯用了6个。
2. 整体方案设计
自动售货机以AT89C52单片机作为整个系统的控制核心,应用其强大的接口功能构成整个自动售货机的硬件系统。该系统用开关量输入模块的开关作为投币、商品选择、确认、取消的输入,送入单片机的一个输入输出接口,进行数据处理。经单片机处理后,控制其他的接口输出对应显示字符、数字的段码及对应五位LED动态显示的位选码还有LED输出模块的亮灯输出。控制自动售货机系统的原理图如图2-1所示。
图2-1基于单片机的自动售货机系统原理图
本系统硬件主要由A/D转换器、D/A转换器、显示系统……等几部分组成。各模块的主要功能如下:
(1) A/D转换器的功能是把水管的压力信号经传感器转换成0~5V的模拟电压信号转换为数字信号,然后送入单片机。
(2) D/A转换器的功能……
(3) ……
系统的整体设计方案设计图如图2-2所示。
图2-2 系统的整体方案设计图
注:文中出现的所有框图、流程图都要用VISIO画,不允许从文档中裁剪然后粘贴。要注意图的格式,图中的文字大小不要大于正文,图题用五号宋体,居中。
3. 系统硬件电路设计
3.1 时钟电路
……
3.2 复位电路
……
3.3 模数转换电路
本设计所用A/D转换电路采用通用的ADC0809模数转换芯片,它是一种8位数字输出的逐次逼近式A/D转换器件,转换时间为100us。…… 其主要特性有……
ADC0809的工作原理为……
使用ADC0809应该注意……
其与单片机的接口电路如图3-1所示。
图3-1 ADC0809与单片机的接口电路
3.4 压力传感器与ADC之间运算放大电路
(1) 压力传感器的选定
……
(2) 运算放大电路
……
CYG115和OP07的连接如图3-2所示。
图3-2 CYG115和OP07的连接图
3.5 ……
……
注:以上各部分按照电路功能模块化介绍器件选型、器件特性、电路设计思路、电路功能等,要注意与第2小节中的整体方案设计图相对应。文中出现的电路原理图同样不能从资料中裁剪,可从自己设计的Proteus图中拷贝。
4. 系统程序设计
4.1 主程序流程图
……
对系统运行工作流程进行说明后,给出系统主程序流程。
……
系统主程序流程图如图4-1所示。
4.2 PID调节子程序流程图
对变频器频率的调节采用PID调节方法……。PID控制器是一种线性控制器,它根据给定值与实际输出值……,……,其基本数字算法有位置式和增量式两种,PID基本控制系统原理如图4
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