关于嵌入式单片机软件中的智能控制

赵云飞

摘要：针对售卖小商品的自动售货机设计了智能嵌入式单片机控制系统，给出其硬件和软件结构设计，该系统以16位单片机SPCE0061为控制核心，可实现货币识别找零、商品选择、商品输出、语音提示等功能，具有智能化的人机界面，功能强大，使用方便。

关键词：嵌入式单片机;软件;智能控制

中图分类号：TP368.1

文献标识码：A

文章编号：1672 - 9129（2018）12 - 0131 - 01

引言：嵌入式系统是用来控制或者监视机器、装置、工厂等大规模设备的系统。

1 嵌入式系統

国内普遍认同的嵌入式系统定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。

嵌入式系统的核心是由一个或几个预先编程好以用来执行少数几项任务的微处理器或者单片机组成。与通用计算机能够运行用户选择的软件不同，嵌入式系统上的软件通常是暂时不变的;所以经常称为“固件”。

2 嵌入式单机片应用模式片应用

作为计算机的内含，要求计算机领域人员介入其体系结构、软件技术、工程应用方面的研究。然而，了解对象系统的控制要求，实现系统控制模式必须具备对象领域的专业知识。因此，从嵌入式系统发展的历史过程，以及嵌入式应用的多样性中，可以了解到客观上形成的两种应用模式。

2.1.客观存在的两种应用模式。嵌入式计算机系统起源于微型机时代，在单片机时代，嵌入式系统以器件形态迅速进入到传统电子技术领域中，以电子技术应用工程师为主体，实现传统电子系统的智能化，而计算机专业队伍并没有真正进入单片机应用领域。因此，电子技术应用工程师以自己习惯性的电子技术应用模式，从事单片机的应用开发。这种应用模式最重要的特点是：软、硬件的底层性和随意性;对象系统专业技术的密切相关性;缺少计算机工程设计方法。

虽然在单片机时代，计算机专业淡出了嵌入式系统领域，但随着后PC时代的到来，网络、通信技术得以发展;同时，嵌入式系统软、硬件技术有了很大的发展，为计算机专业人士介入嵌入式系统应用开辟了新天地。计算机专业人士的加入.形成的计算机应用模式带有明显的计算机的工程应用特点，即基于嵌入式系统软、硬件平台，以网络、通信为主的非嵌入式底层应用。

2.2.两种应用模式的并存与互补。由于嵌入式系统最大、最广、最底层的应用是传统电子技术领域的智能化改造，因此，以通晓对象专业的电子技术队伍为主，用最少的嵌入式系统软、硬件开销，以8位机为主，带有浓重的电子系统设计色彩的电子系统应用模式会长期存在下去。

另外，计算机专业人士会愈来愈多地介入嵌入式系统应用，但囿于对象专业知识的隔阂，其应用领域会集中在网络、通信、多媒体、商务电子等方面，不可能替代原来电子工程师在控制、仪器仪表、机械电子等方面的嵌入式应用。因此，客观存在的两种应用模式会长期并存下去，在不同的领域中相互补充。电子系统设计模式应从计算机应用设计模式中，学习计算机工程方法和嵌入式系统软件技术;计算机应用设计模式应从电子系统设计模式中，了解嵌入式系统应用的电路系统特性、基本的外围电路设计方法和对象系统的基本要求等。

3 嵌入式单片机在自动售货机中的应用

自动售货机在我们国家的公共区域很常见，例如机场、火车站、医院、写字楼等，因无需专人看守可以24小时售货，这种方便快捷的服务形式适应现代快节奏的生活需求，从而越来越被需求。根据大量调研，自动售货机各组成结构如下，机体正面外观为上部为商品展示窗，和价格该标签，下部为拿货口。右边上部有本机操说明，中部有纸币和硬币的投人口，在以下有退币口。作者设计了嵌入单片机的智能化自动机售货系统，该系统具有功能强大、操作方便，界面良好等优点。用户将货币投入投币口，系统通过语音播放提示请按使用说明操作本机，同时货币识别器对所投货币进行识别。如是残币、伪币，则将其从退币口退出，反之进行币值的使用。在等待顾客按键选择商品，当系统扫描到“购物键”按下后进行处理操作。当系统检测有商品输出的信号，则根据当前剩余金额决定下一步操作，如果还有剩余，则语音提示“继续购买”。此时，如果顾客继续购买，则重复前面操作，若顾客按下“退币键”，语音播放结束，并退还金额。

为实现上诉操作要求，本控制系统要进行嵌入式微机系统、货币检测识别模块、键盘输入模块、语音提示、货币控制和金额显示模块等设备。其控制模块工作原理通过三个方面，第一，钱币的真伪及其面值识别利用电涡流传感器，检测线圈输出的频率值反应被测钱币的材料大小、外形等多种信息，输出电压峰值经放大、检幅、检波、保持及A/D转换电路转换为对应的数字量输入单片机，与系统内存储的信息比较从而实现钱币的检测、识别。第二，根据投入的钱币的真伪，启动离导向机构中的继电器Tl、T2、T3带动相应分离拨片1、2、3动作。如若是伪币则通过专用通道落人退币口，若是真币则按币值分别进入储币口，同时记录币值的大小。第三，找零食，单片机根据记录从最末开始找零，找零直流店家经过减速后带动硬币拨片转动，从储币口下端拨出一枚硬币，落人退币口内。

4 结束语

采用嵌入式单片机，处理速度快，功能齐全，利用人性化操作，易于维护可广泛运用在各类自动服务设施中。

参考文献：

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