电子超市自动存储柜设计与制作＊

2019-08-12吕晓颖

科技与创新 2019年14期

吕晓颖

电子超市自动存储柜设计与制作＊

吕晓颖

（大连科技学院电气工程学院，辽宁大连 116052）

所设计的电子自动存储柜系统采用STC89C52单片机作为主控单元，模拟4个存放物品的存储箱。存放物品时，会产生4位随机密码，把存储的东西放置好后，液晶显示屏上显示FULL，表示已使用该存储柜，相应的指示灯亮。如果要取出物品，输入存储包裹时提供的4位随机密码。如果输入的密码正确，则打开相应存储柜，对应指示灯将熄灭，并在液晶显示屏上显示NULL，表示此存储柜为空。此装置具有存取功能，能显示存储柜状态，并可以异常报警，具有常规的存储柜所具备的存储功能。

自动存取；随机密码；液晶显示；显示模块

近年来，随着社会服务水平的提高和机械化的发展，电子自动存储柜也在逐渐地更新换代。本文设计了一种可以通过自动产生随机密码的方式来存取物品的储物装置。

1 自动存储柜硬件结构

电子自动储物柜系统由STC89C52单片机最小系统、LCD1602液晶模块、蜂鸣器报警模块、按键模块、电源电路和储物柜指示灯构成。键盘按钮用于存取物品时输入密码，完成存取操作，而报警装置则是提示存取物品操作的正确性，并判断密码是否输入正确。系统结构如图1所示。

图1 系统结构设计框图

2 自动存储柜硬件设计

2.1 LCD1602显示模块设计

本设计使用LCD1602液晶显示屏作为显示模块，它的主要功能是显示所需内容，共有两行，每一行都能显示数字和英文字符；由16个引脚和一个2 kΩ的电阻组成，每个引脚都起着不同的作用，而第3引脚连接着一个2 kΩ电阻，起着液晶显示器的对比度调节作用，其连接接地电源对比度相对较高，如果连接电源正极，则对比度较低。LCD1602电路原理如图2所示。

2.2 报警模块设计

BUZZER1即蜂鸣器，工作原理是利用电磁线圈通电后产生磁场，迫使震动膜震动由此发声，由于单片机驱动能力有限，所以需要连接一个三极管进行电路放大来驱动运行，本系统采用的三极管为PNP型。报警部分由蜂鸣器发声装置、2个2 kΩ电阻、S8550三极管和发光二极管及外围电路组成。将蜂鸣器的接口接在单片机P1.0引脚，当P1.0端口为低电平时，通过数值为2 kΩ的R2电阻控制三极管S8550的基极，使三极管呈现开放的状态，这时蜂鸣器就会运行，发声报警；当P1.0端口为高电平时，三极管呈现出闭合截止的状态，这时蜂鸣器不运行，即不报警。而LED发光二极管则是判断用户输入密码正确性的一种方法，如果密码错误，伴随着蜂鸣器报警3 s并且LED灯长亮3 s。报警模块电路原理如图3所示。

图2 LCD1602电路图

2.3 按键模块设计

按键电路模块即是由键盘操控的模块，可以通过按键来输入随机密码。本设计采用的是矩阵式键盘结构，由于密码是由0~9这10个数字组成的，因此有10个数字按键、1个确认键，两个存取按键，共有13个按键。

数字0～9共10个数字键盘按钮和一个确认按钮用于取物品时输入随机密码。另外还有两个功能按键，用于存放物品时的操作。存物品操作时，先按下存键，系统会给出4位随机密码，记住密码后，然后按下确定键即完成存包裹操作。取物品操纵时，按下取键，再输入4位随机密码，按下确认键即存包裹操作完成。按键模块电路图如图4所示。

图3 报警模块电路原理图

图4 按键电路设计图

2.4 电源电路设计

电源模块主要由3节干电池（共4.5 V供电）、SW电源开关、2个电容（C4和C5）、电源指示灯LED6和1个2 kΩ电阻组成。4.5 V干电池为电路提供能量，电源开关则控制整个电路的通断，电容C4和C5两个电容在此电路中起着滤波作用，将整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波。电源LED指示灯一端连接在电源正极，另一端连接着一个阻值为2 KΩ的电阻，指示灯亮代表电源电路正常，如果指示灯熄灭，则表示电路出现异常，并且接在接地电源端的2 kΩ电阻起限流作用，避免流过指示灯的电流过大而损坏。电源电路设计如图5所示。