基于单片机的公交车自动找零系统设计

洪尧烨

摘要：自动收费系统集机械制造、计算机技术以及信息收集处理技术于一体，共同组成了一个自动售、检票系统，其智能化功能较强。本文详细的介绍了公交车自动找零系统方案设计的思路，阐述了公交车自动找零系统的组成及其工作原理，提出了公交车自动找零系统主程序和子程序的设计方案，以供参考。

关键词：单片机;公交车;自动找零

1.公交车自动找零系统的组成及其工作原理

公交车自动找零系统主要由四大部分构成，也即是纸币子系统、硬币子系统、控制子系统以及信息传递与执行系统。 其中本设计重点研究的就是公交车自动找零系统的控制子系统。

1.1公交车自动找零系统的组成部分

公交车自动找零系统主要由主控单元、接收纸币模块、纸币找零模块、 处理识别纸币模块、 处理零钱箱信息模块、硬币模块以及不间断电源组成。该自动找零系统的主要功能是能够贮备公交车自身的零钱，确定和控制不同路线公交车票的价格、识别纸币与硬币的面额、计算投入钱币与车票之间的差额并进行找零，以及辨别乘客投入钱币的真伪等。

1.2 公交车找零系统工作的原理

1.2.1投币找零的原理

公交车自动找零系统的基本工作原理是乘客从投币口投下纸币或者是硬币，然后通过系统内的传感器对纸币的数据进行采集，感应纸币的图像，或者是判断硬币的重量;识别器进行判别投入货币的面值和真伪; 按照识别器对投币信息判定的情况，将该判定信息数据传输到通信模块。通信模块和售票价格确定系统共同来控制通信，在操作面板系统上显示出投入货币的面值，做差便可以得出应该找零的金额。

1.2.2退款的原理

在系统正常运行过程中，可能会发生两种退款的情况。一种是从硬币通信模块中退出硬币。另外一种是从货币识别器中退出纸币。若是自动找零系统发现找车身自备零钱的金额不足，无法完成找零的任务，就将会发出预警，提醒乘客，这时就能够将乘客投入的货币及时退还给乘客。当乘客取走自动投币机的找零之后，这样一个投币过程就结束了，这时自动找零系统就会复零，准备接收一位乘客的投币并完成找零工作。

2.公交车找零系统主程序的分析

本文设计的公交车自动找零系统是使 AT89C51 单片机作为核心，当乘客上车时，将纸币投入纸币进钞口 ，硬币投入硬币进钞口，这样公交车上自动投币的机器就会自动运转，单片机则按照事先输入进去的程序来执行与之相对应的工作。该自动找零系统的大致框架如下图图一。该系统主程序主要由单片机、纸币找零模块、报警系统、纸币识别处理模块以及硬币模块等共同进行信息的处理与连接。

图一

3.公交车自动找零系统子程序的设计

当投入的钞票到达进钞口之后，系统首先将会对纸币的面额进行识别，然后识别投入纸币的真伪，当系统识别出投入纸币中有假币的情况下就会发出报警信号， 并且把投入的假币退回;如果投入的货币被系统认定为真币后就将进入接下来的程序。在辨别纸币面额与真伪的设计中，只有认为无意中按键选错，造成该子系统没有办法对乘客投入的货币进行正常处理时，才会发出报警。 一旦出现错误，该自动找零系统内的输出信号就会通过光电耦合，然后驱动系统内扬声器的工作，从而达到报警的目的，其工作的原理如下图二。

图二

3.1零钱箱信息处理模块子程序

3.1.1找零方案的确定

如果每名乘客乘坐公交车的票价2元，如果一上车一名乘客投入钱币的面值是 100 元，那么公交车自动找零系统将会优先选择的找零方案是三张1元、一张五元、两张二十元、一张五十元。如果出现零钱箱内缺少某一种面值的纸币时，该系统就会选择另外一种模式进行找零，该找零系统将会智能地使用零钱箱最多面值的纸币进行找零。

3.1.2零钱箱报警系统

由于自动找零系统尚存不足，在零钱箱处理的模块还有未完善的地方，要进一步的调查零钱箱的各个线路，从而确保零钱箱有内储备油足够的零钱储。自动找零系统内的零钱箱也设置有报警系统， 如果零钱箱内零钱不够时，将会立即自动反馈给处理器，这时候报警系统的灯就会自动亮起，发出报警信号，提醒公交车司机如果这时再上车的乘客就需要自己带上零钱。

3.2公交车找零系统子程序

设计公交车找零系统的时候主要就是针对货币中纸币的找零功能。乘客上车时，会向自动投币箱进钞内投入钞票，就拿100 元纸币为例，乘客将100元人民币投入进钞口，这时公交车找零系统就会开始运行， 首先是识别处理纸币的模块将该纸币识别为 100元， 如果确定该公交车的票价为2元的话，找零模块就会立即将零钱箱内98元零钱转进待机状态，在这一程序进行的同时，乘客投入的100 元人民币就会在自动找零系统的识别真伪子系统中进行识别， 若判定投入的100元为真币，自动找零系统中的识别处理模块就會对处理中心发出确认信号，之前处于待机状态的 98 元零钱将会立即从出钞口出来找给投币的乘客; 若果乘客投入的是假币，这时该系统就会自动报警，乘客投入的100元将会重新返回到投钞口处，进入待机状态下的98 元零钱将会自动的进入废钞箱。

参考文献：

[1]张国伍.北京市公共交通智能化调度管理系统的建设与开发[J].北方交通大学学报，2011年05期

[2]周兴华.手把手教你学PIC单片机C语言设计（一）[J].电子世界，2010年07期