单片机仓库管理仿真系统研究

江苏财经职业技术学院 管小卫 丁 琳

随着我国经济的快速发展，人民收入水平不断提高，消费者越来越热衷于便捷的网上购物，电子商务从无到有快速发展。庞大的网购量刺激了电子商务企业和快递企业的发展壮大。然而，越来越多的电子商务业务给快递企业带来了巨大的压力。尤其是节假日，业务量的激增已成为下游快递企业的一大挑战。我国快递业发展太短，整个行业运行机制不完善，导致快递终端效率低下，无法满足庞大的网购量。快递终端的运行机制不完善，表现在快递满员后，

随着物流业的快速发展和人民生活水平的不断提高，仓储配套物流显得尤为重要。目前，仓库管理中存在着效率低下、库存混乱等问题。在高校，这些问题尤为突出。本文设计的仿真系统可以根据需要对仓库进行实时控制。该系统可实现入库、出库数量的统计，并可手动停止盘点。通过仿真实验，发现该方法可以代替人工管理，有效地解决人工成本和人工计算误差问题，从而完成高效控制，提高计算精度。

1 仓库管理系统的背景

随着我国经济的快速发展，人民收入水平不断提高，消费者越来越热衷于便捷的网上购物，电子商务从无到有快速发展。庞大的网购量刺激了电子商务企业和快递企业的发展壮大。然而，越来越多的电子商务业务给快递企业带来了巨大的压力。尤其是节假日，业务量的激增已成为下游快递企业的一大挑战。我国快递业发展太短，整个行业运行机制不完善，导致快递终端效率低下，无法满足庞大的网购量。快递终端的运行机制不完善，表现在快递满员后，

会导致人力资源流失大、仓储时间慢、取货效率低。这些问题在高校尤为突出。

如今，随着系统的不断升级和完善，适合国内低成本企业的仓储管理系统层出不穷。以标领仓储管理系统为例，其价格低廉，操作界面简单，培训时间短，对操作人员的技术和专业要求较低。而且它的管理功能非常强大，适合很多企业。

在整个物流过程中，货物从仓库转移到个人的过程尤为重要。如果采用传统的人工仓库管理方法，不仅耗费人力和时间，而且容易产生差错。将基于MCU的仓库管理应用于货物管理中，可以避免错误，大大提高仓库的工作效率。因此，运用MCU管理是降低成本、实现物流仓库现代化管理的重要手段。单片机是一种微型计算机。其结构的最大特点是将CPU、存储器、定时器和各种输入/输出接口电路集成到一个超大规模的集成电路芯片中。它的成本低、体积小、可控性强、可靠性高，应用遍及各个领域，本文所论述的系统便采用了80C51单片机来模拟实现仓库管理。

图2 仓库管理控制流程

2 系统设计

软件设计：

仓库管理系统总体结构如图1所示，总的来说，该系统设计主要包括四个模块，分别为按钮控制、拨码开关、单片机以及四位LED显示数码管组成。

图1 仓库管理系统总体结构

单片机可以通过编程控制显示的数码管，选用的单片机型号为80C51。80C51是一种具有4K字节的flash可编程可擦除80C51 MCU。单片机可以通过编程实现做算术逻辑指令从而达到控制数码管低电平从而有效控制LED显示模块。按钮控制模块提供四个按钮实现加一、减一、停止等操作模拟货物的入库出库等行为。拨码开关用于置数，模拟货物的总库存量。四位LED显示模块则负责实现对应数码管发光。

系统控制流程可描述为：根据实时监测仓库库存，单片机会通过拨码开关设定库存量；按钮开关start控制，指示灯亮，系统开始工作。每拨动入库出库开关，数码管显示数字加一或减一视作入库或出库一件，直到数码管显示上限停止入库或是数码管显示零时停止出库。

3 硬件设计

系统原理，包含单片机模块、显示模块、按钮模块、电机控制模块、置数模块。

3.1 单片机模块

STC89C51RC/RD系列单片机是STC推出的新型的具有超强抗干扰、高速、低功耗等优异性能的单片机，各种指令以及代码完美兼容传统的51单片机，其内部的时钟、机器周期可以随意选择。内部集成MAX810专用复位电路，当时钟频率在6MHz时，该复位电路是可靠的；当时钟频率在12MHz时，勉强可用。在要求不高的情况下，可在复位脚外接电阻电容复位，其内部结构图如图3所示。

图3 STC89C51RC单片机内部结构图

3.2 显示模块

数码管可以显示从0到9的总共10位数字。如果加上小数点，驱动数码管显示器的段选择信号需要总共8位数据，如图4所示。

图4 显示模块

3.3 置数模块

采用8位薄编码器和5位表盘的组合，形成最高13位的二进制数，即最大设定值8191，很好地利用了4位数码管，如图5所示。

图5 置数模块

3.4 按钮模块

每个按键连接一条输入线，一条输入线的工作状态不影响其他输入线。软件设计同时采用查询方式和外部中断的方法。该键直接与80C51的I/O端口线相连，通过读取I/O端口的电平状态即可识别按键。电路原理如图6所示。

图6 按钮模块

3.5 电机控制模块

二极管用来保护三极管，电容用来减少火花的冲击。如图7所示。

图7 电机控制模块

4 仿真及调试

系统仿真过程如下：当需要设置数字时，8位拨码盘控制二进制数的下8位，5位拨码盘控制上8位。启动后，LED数码管将显示设定的编码。按启动键STAR，电机将开始运行，LED数码管将显示4位数字。按入库键INTO，然后按数码管显示数字加1，这意味着一件货物入库。然后按RST键，数字将被清除，计数将再次开始，此时，我们仍可以按入库键计数。出库同理，按出库键OUT，按数码管显示数字减1，表示货物出库一件。在这个过程中，可以按动STOP键关闭电机，同时停止计数，然后按STAR的开始键，从它刚刚停止时继续计数。

本文介绍了利用80C1单片机代替人工实现对物流仓库的管理。基于单片机的仓库管理系统可以有效解决仓储管理中存在的工作量大、效率低等问题。通过系统仿真证明，这种管理系统能够解放双手，利用单片机自动管理仓库，实现仓库入库、出库数量的统计以及手动停止计数等功能。经仿真实验发现，采用该仓库管理系统可以代替人工管理，有效地解决了人力的成本和人工计算出现差错等问题，从而完成高效控制，提高计算精度，有着良好的利用价值。