基于单片机的自动售货机的设计机械制造专业.docx

摘 要 自动售货机是近些年来兴起的一种通过FPGA或者单片机等硬件支持的智能设备。它广泛的应用于商场，公寓，火车汽车站等人流较密集且购物需求大的地方。自动售货机通过硬件支持，通过以编写好的程序自动出货自动找零，但货物一旦售罄就需人为去补充。人们生活水平不断提高，对自动售货机的需求量就越大，所以对它的研究和完善具有重要的商业价值。传统的售货机只能用现金支付，随着近些年的发展移动终端支付方式越来越受欢迎。一些售货机也开始拓展移动支付的功能，极大地满足了人们的需要，给他们提供了许许多多的便利。同时，移动支付功能也克服了现金支付找零会存在的一些问题。本课题主要是研究一款基于89C51单片机的自动售货机，并实现自由选货、出货、收钱、找零等功能。本文介绍了单片机的选型、总的设计框架、软件仿真、硬件电路的实现等各个模块。 关键词：自动售货机； 单片机； 编译仿真 Abstract Vending machines are the kind of intelligent devices that have been supported by hardware such as FPGAs or microcontrollers in recent years. It is widely used in shopping malls, apartments, bus stations and other crowded and shopping needs of large places. Automatic vending machine through hardware support, through the preparation of a good program automatically sent to automatically change the zero, but the goods once sold out to be added to the people. People's living standards continue to improve, the demand for vending machines is greater, so its research and improvement has important commercial value. Traditional vending machines can only be paid in cash, with the development of mobile terminals in recent years, more and more popular way to pay. Some vending machines have begun to expand the function of mobile payment, greatly to meet the needs of people, to provide them with a lot of convenience. At the same time, the mobile payment function also overcomes some of the problems that cash payments will have. This topic is mainly to study a 89C51 single-chip vending machines, and to achieve free selection of goods, shipping, money, change and other functions. This article describes the single-chip selection, the overall design framework, software simulation, hardware circuit implementation and other modules. Keywords：automatic vending machine； 80C51 MCU； compiled simulation 目 录 1. 引言 1 1.1 历史及研究意义 1 1.2 现状及发展趋势 2 1.3 研究的主要内容 3 2 自动售货机的系统结构 3 2.1 系统概述 3 2.1.1 工作原理 4 2.1.2控制子系统概述 4 2.2 功能简介 4 2.2.1 功能概述 4 2.2.2 设计思路 5 3. 硬件设计 5 3.1 80C51的基本概述 10 3.2 LCD1602的基本概述 13 3.3 矩阵键盘的基本概述 13 3.4 货币识别模块 14 3.4.1 硬币的识别 14 3.4.2 纸币的识别 14 3.5 货物选择模块 16 3.6 出货退币模块 17 4 软件流程图设计 18 4.1 商品选择流程图 20 4.2 投币系统流程图 20 4.3出货找零系统流程图 20 5. 软件仿真 21 5.1 Proteus简介 22 5.2 实验结果 22 6. 总结 23 参考文献： 341 致谢 44 1 引言 1.1 历史及研究意义 据史书记载，公元一世纪，在四大文明古国之一的古希腊，一个名叫希罗的亚历山大港公民，发明了自动售货机，这台机器在接受投币后会给顾客一定数量的圣水，这是历史上最早的自动售货机。到了第17世纪,在英国的某些酒吧里也开始出现了售卖香烟的机器。在自动售货机的漫长历史中,现存最古老的自动售货机是由日本人俵谷高七于1904年发明的“自动邮票、明信片售货机”。这是一台可以出售邮票、明信片并且附带邮筒投递的机器，给人们在邮寄信函方面带来了极大的便利。在第二次世界大战之后，世界归于和平，各行各业急速发展，人们的购物需求大大增加，自动售货机迎来了极大的发展。在19世纪50年代,“水喷雾果汁自动贩卖机”大受欢迎,人们拿着杯子向机器里投币就能得到一杯美味的果汁。后来,随着美国饮料集团的迅速发展，全世界各地都开始流行了可口可乐这一类饮品，饮品类自动售货机成为了最受欢迎的自动售货机之一。 在最近几十年，自动售货机迈步向着信息化、可持续化的方向高速发展。例如,在线上,自动售货机中的库存信息通过电话线及时地发送到每个业务点的计算机,从而保证货物的交付、补货和货物的平稳选择，同时也能非常快捷直观的了解商品售出的情况。为了环境的可持续发展，同时也要考虑到自动售货机的功耗问题，所以现在的自动售货机设计都非常节能。例如，在夏季的售卖冰凉饮料的自动售货机设计了保温功能，即在断电的情况下也能长时间保持低温状态，从而达到比以前的自动售货机有着更加节能的效果。 进入二十一世纪后，科学技术高速发展，各种高科技电子产品走进千家万户，极大地满足了人们对工作、生活以及娱乐上的需求。人们的生活水平显著提高，工作也越来越忙，空余的时间严重碎片化，对购物的需求也大大增加。特别是人们对于小零食或者汽水饮料的商品的高频率消费，去商店购买可能嫌太远或者没时间，一次购买太多，也不太容易存放。此时，自动售货机则可以大大满足人们对于此种必要的需求。人们对于个性化的追求也愈发明显，无论是在穿衣还是吃饭或者住宿亦或是出行，人们总是喜欢有自己的风格来和其他人达到差异化，以达到彰显资格的个性化。自动售货机也随着人们需求的差异化和个性化呈现出不同的形态。例如有售卖饮料的自动售货机，有售卖零食的自动售货机，有售卖感冒药之类的药品自动售货机，有售卖书籍的自动售货机，有售卖玩具的自动售货机......这种个性化的购物方式给人们的日常生活带来了极大的便捷。放在不同地点的自动售货机在销售额上会有很大的差异。所以通常放置在人流量较大的位置。一般情况下，自动售货机放置的位置有：地铁出入口、车站出入口、休息室内、小区楼下、商场门口、教学楼下、宿舍楼下、风景区...... 自动售货机集设计，生产技术，智能自动化等技术于一身，是我国发展技术快速强大的有力体现。随着时间的推移，现在的人工成本越来越高，而自动售货机却恰好不需要专门要人去值守，这就大大地节省了人力资源，解放了大量的人工生产力。况且，自动售货机可以24小时不间断的为顾客提供售货服务，相比于人力需要休息又有了一个明显的优势。自动售货机整体体积小，摆放的时候，可以放置在各种多余的空角处，占地面积小，这又是大大的节约了有限的土地资源，运行起来对能源的消耗也比较小。各项优点综合在一起，自动售货机极大的促进现代化社会的发展，满足人们碎片化的购物需求，解放了人工生产力，解约了土地资源，便捷了人们的日常生活。 1.2 现状及发展趋势 第三次零售业革命后，超市和百货商城的发展逐渐放缓了下来，市场也略显疲态。而自动售货机却在这幅疲态之中逆势而起发展迅猛。无论是外形上的新颖设计，还是或商品品类的内容更新都更加的多样化。自动售货机方便灵活，可以根据不同的摆放区域来对应的提供人们相应预购买的商品，比如，在旅游的风景区售卖饮用水和食品，以满足人们旅途对食物和饮水的需求；在游乐场或者电玩城售卖玩具产品；在地铁的出入口或者公交站售卖报纸等等。这样不仅满足了人们的需求，同时促进了自动售货机的销售额的上升。 与以前自动售货机相比，现在自动售货机更加智能。内部可以统计销售数据，比如每种商品的销量、顾客购买商品的时间等，让自动售货机的运营方能更加方便快捷的知道商品的销售情况，然后进行相关的工作。此外，随着移动通信行业的高速发展，人们都在使用智能手机，所以现在的自动售货机还可以用手机或者信用卡等方式进行在线的电子支付。这种新型的购物方式在国内已经相当普遍。因此，国内的自动售货机制造厂商也大力生产支持在线支付的自动售货机，同时与一些移动支付厂商开展了合作关系，比如支付宝和微信支付等等。在自动售货机的表面位置，还可以当做广告位来出租，供广告商投放广告，又进一步增加了自动售货机运营者的收入，这样同时又一步促进了运营商们投放自动售货机的想法，极大的促进了自动售货机在国内社会的普及。 在国外，自动售货机产业早就经过了相当成熟的发展阶段。无论是从自动售货机的种类数量和售卖的商品类别，还是从自动售货机的运营商来看，都比中国要多的多。例如，日本的城市里拥有2000多种不同类型的自动售货机，24小时不停的向顾客们提供服务，这种生产服务能力是相当可观的，极大的节约了人力资源。现在的世界第一强国美国，更是拥有一万多家自动售货机运营商，与各大商品供应商进行深度合作，拥有了相当丰富的经验，这与美国的发达程度也是分不开的。中国从中学习借鉴一些先进的技术，再加以本土化改进，促进了我国的自动售货机行业的快速发展。自动售货机在国内的普及程度已经非常高了。现在，我们经常能在大街小巷里见到它们的身影。比如：地铁出入口、车站出入口、休息室内、小区楼下、商场门口、教学楼下、宿舍楼下、风景区等地点就有比较多的自动售货机运营商投放自动售货机。自动售货机的外观信新颖、美观，并且给群众生活带来了极大的便利，是城市街道上一道亮丽的风景线，也成为了城市文明现代化的标志之一。 1.3研究的主要内容 在自动售货机内以80C51单片机作为控制核心，通过用keil Uvision3来编译调试C语言程序，使用protues来设计出电路图。最终把单片机与输入、输出模块、显示等模块相连接并进行仿真模拟。模拟自动售货机正常运行时的工作情况。 2 自动售货机的系统结构 2.1 系统概述 2.1.1 工作原理 当顾客看到了自己想要购买的商品时，按下商品所对应的种类按钮和数量按