自动售货机的单片机电路设计

（日照市技师学院，山东 日照 276800）

随着中国经济的发展、行业运作的变革和入世的到来，自动售货机在中国的普及和应用已是必然趋势。

由89S51单片机的P3口的接出5个按键，其中有四个作为金钱的表示，分别为0.5元、1元、5元、10元,另外一个作为退币口。然后，由P1口接4*4键盘电路，通过键盘扫描来控制键盘来选择物品，然后再通过单片机的P3.1和P3.0口的的串口通信接上74LS164来实现静态显示。从而显示物品的钱数和买完物品后应退的金钱。89S51目前已经成为了实际应用市场上新的宠儿，89SXX可以像下兼容89CXX等51系列芯片。

AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

一、系统设计

1.硬件设计

硬件电路组成主要有：控制器、键盘电路、复位电路、保护电路、Money键盘、输入电路、串行口静态、显示电路、发光二极管、显示电路。

1.1 电源电路的设计

电源电压的设计比较简单，因为在自动售货机的系统中，所用的芯片所需的电压基本上采用5V电压，所以只需要一片7805作为5V的电压即可。

1.2 键盘电路的设计

键盘是按键或开关的有序组合。根据对键盘的了解，本次设计所采用的是第二种——4*4的矩阵式键盘与89S51的P1口相连，通过扫描键盘来的选择自己要购买的物品。

1.3 显示电路的设计

在单片机系统中，通常用LED数码显示器来显示各种数字或符号。由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。

1.4 复位电路的设计

单片机的外部复位电路有上电自动复位和按键手动复位两种。上电复位利用电容器充电来实现。上电瞬间，RC电路充电，RST引脚端出现正脉冲。只要RST引脚端保持l0ms以上高电平，就能使单片机有效地复位。按键手动复位又分为：按键电平复位和按键脉冲复位。按键电平复位相当于按复位键后复位端通过电阻与Vu电源接通.它是有一个按键、一个22uf的电解电容电容、一个200欧的电阻、一个1k的电阻以及一个发光二极管组成。

1.5 晶振电路的设计

有一个12MHz的晶振和两个30PF的电容组成。

1.6 保护电路的设计

有一个反向相接的二极管和一个反向相接的发光二极管以及一个1K的电阻组成。

2.软件设计

2.1 系统设计原理

①自动售货机允许投入0.5元、1元、5元、10元硬币（分别用四个按键来代替）：

当总币值等于顾客需要的商品单价时，机器送出需要的商品；

若总币值大于顾客需要的商品单价时，机器除提供所需商品外，并将余币退出；

若总币值小于顾客需要的商品单价时，机器退出顾客投入的硬币。

设机器内1元和2元的找零硬币无限。

②如果投入的硬币达到或大于所要购买商品的价格，就不必再投入硬币了，自动售货机会发出一个指示信号使接受硬币的装置不再接收新的硬币。

③每次投币时间有限制，设定每次投币时间不超过一分钟，在时间到时，总币值不足顾客购买的商品单价时，自动售货机按不足钱数处理，退还全部硬币。或者在设定时间内，总投币值不足顾客购买的商品单价时，若需要取消交易则可按取消键，售货机按不足钱数处理，退还全部硬币。

④当顾客完成一次购买后或按错按钮后，需要设置一个重新开始按钮，使整个系统恢复到初始状态。

⑤顾客一次只能购买一种商品的一个，若需要更多商品，需要重复操作。

⑥另外，本系统还为客户提供了一个退币口，以供客户在还未选择物品或有特殊情况改变主意时，可按此键，迅速推还硬币。

二、整机主要性能指标

整机是通过键盘扫描电路和money键电路给单片机多个输入信号，通过单片机内部算术处理，显示出最后的所剩余的钱数以及物品的输出显示。

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