基于AT89C52單片機(jī)的自動(dòng)存取柜的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、需求信息：

在大型超市、圖書(shū)館、火車(chē)及汽車(chē)站，人們經(jīng)常需要寄存包裹。采用人工方法存取包裹即費(fèi)人工又費(fèi)時(shí)間，與信息社會(huì)格格不入。故而筆者設(shè)計(jì)一套基于單片機(jī)AT89C52的自動(dòng)存取柜（16柜）的微機(jī)系統(tǒng)，能夠完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。顧客只須按存包鍵，某一柜門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，同時(shí)系統(tǒng)打印密碼和柜號(hào)。當(dāng)顧客取包時(shí)，按取包鍵，同時(shí)輸入密碼（人機(jī)互動(dòng)），系統(tǒng)確認(rèn)密碼正確后其柜門(mén)再次打開(kāi)，顧客取包離開(kāi)。

2、自動(dòng)存取柜的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

自動(dòng)存取柜的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖2.1

2.1 本次設(shè)計(jì)采用TM162 16✕2字符液晶點(diǎn)陣式LCD，數(shù)據(jù)線掛接總數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)或命令端RS接P2.2，讀寫(xiě)端 R/W接P2.3，使能E接P2.4,命令寫(xiě)入地址為E3FFH，數(shù)據(jù)寫(xiě)入地址為E7FFH，讀狀態(tài)地址為EBFFH，不需要生成新的字符，只要使用其內(nèi)部字符庫(kù)的字符即可，使用時(shí)送入需顯示數(shù)據(jù)的ASCII碼值即可。

2.2 本次設(shè)計(jì)采用微型打印機(jī)GP16。如圖所示。片選接P2.5，BUSY端接P1.7，數(shù)據(jù)口接總數(shù)據(jù)線，其地址為DFFFH，打印機(jī)可作為外部RAM對(duì)待，向打印機(jī)發(fā)送命令或數(shù)據(jù)時(shí)，只要向口地址DFFFH寫(xiě)入相應(yīng)數(shù)據(jù)字節(jié)即可，BUSY信號(hào)采用查詢P1.7口方式控制打印機(jī)。

2.3 本次設(shè)計(jì)我們采用專(zhuān)用鍵盤(pán)管理芯片74C922。74C922為CMOS工藝技術(shù)制造，工作電壓為3—15V，“二鍵鎖定”功能，編碼輸出為三芯輸出，可直接與微處理器數(shù)據(jù)線相連，內(nèi)部振蕩器完成4×4矩形鍵盤(pán)掃描，有按鍵時(shí)，DA變高，接到AT89C52的INT0口，并且設(shè)INT0為電平觸發(fā)，當(dāng)DA 變高時(shí)，經(jīng)過(guò)非門(mén)變低產(chǎn)生INT0外部中斷，通知AT89C52從P1口讀鍵值，從而完成相應(yīng)的散轉(zhuǎn)程序功能。根據(jù)接線圖 及真值表，我們知道，10個(gè)數(shù)字鍵0­—9對(duì)應(yīng)ABCD輸出（0000—1001），存包健對(duì)應(yīng)ABCD輸出（1010），取包鍵對(duì)應(yīng)ABCD輸出（1011）。

2.4 本次設(shè)計(jì)采用兩片8255 I/O擴(kuò)展48路I/O口，其地址分別為7FFCHž7FFFH和BFFCHžBFFFH。PA口設(shè)為輸出，通過(guò)驅(qū)動(dòng)芯片7407接16接繼電器開(kāi)柜鎖，當(dāng)PA口某置1時(shí)，產(chǎn)生電磁力吸合鎖舌，使鎖打開(kāi)，當(dāng)PA口某位置0時(shí)，電磁力消失釋放鎖舌。PB口外接16路限位開(kāi)關(guān)，設(shè)為輸入口。在柜門(mén)的啟停位置安裝限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)柜門(mén)被自動(dòng)打開(kāi)時(shí)或人工關(guān)上時(shí)，限位開(kāi)關(guān)發(fā)出高或低的電平信號(hào)。CPU檢測(cè)柜門(mén)關(guān)上與否？PC口外接16路反射紅外傳感器開(kāi)關(guān)，設(shè)為輸入口，紅外傳感器屬于非接觸無(wú)損檢測(cè)電子開(kāi)關(guān)，它利用物體對(duì)紅外線的反射現(xiàn)象來(lái)檢測(cè)物體有無(wú)。它由調(diào)制脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的調(diào)制脈沖經(jīng)發(fā)射管G輻射出910—940mm 的紅外線脈沖，當(dāng)被檢測(cè)到物體進(jìn)入傳感器作用范圍時(shí)，紅外線脈沖被反射回來(lái)進(jìn)入接受管D，由接受管D的光電效應(yīng)和控制器中的解調(diào)放大器，將紅外線脈沖解調(diào)為電脈沖信號(hào)，并經(jīng)選通放大，整流為直流電平，再由抗干擾網(wǎng)絡(luò)濾去干擾后，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器，并輸出一開(kāi)關(guān)信號(hào)。當(dāng)有物為1，無(wú)物為0。此信號(hào)通過(guò)光電隔離及反相器輸入到8255的PC口，圖2.2 為紅外反射式傳感器開(kāi)關(guān)原理圖。

3、自動(dòng)存取柜系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)有主程序和INT0中斷程序及相關(guān)的子程序組成。設(shè)有兩個(gè)標(biāo)志位，其中一個(gè)標(biāo)志位flag1為存滿標(biāo)志位，當(dāng)PC口輸入為FFH時(shí)，紅外反射式傳感器檢測(cè)到所有柜存滿，此時(shí)液晶LCD顯示full！否則顯示welcome！另外一個(gè)標(biāo)志位為flag2,即取包鍵標(biāo)志位。即當(dāng)只有按取包鍵后，flag2置1，液晶LCD顯示Please input code ，當(dāng)取包裹人依次鍵入密碼時(shí)，CPU檢測(cè)到flag2為 1，液晶 LCD才逐位顯示密碼，否則在其他時(shí)刻鍵入數(shù)字鍵無(wú)效。當(dāng)存包時(shí)，flag2被置0。由于篇幅所限，本處給出主程序流程圖圖3.1和外部INT0中斷流程圖3.2。值得注意 的是，本次設(shè)計(jì)為當(dāng)一個(gè)人操作本系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)保證其他柜門(mén)已關(guān)上這一前提，即不允許兩個(gè)人同時(shí)操作本系統(tǒng)。

4、軟硬件抗干擾技術(shù)

復(fù)位看門(mén)狗及電源監(jiān)控采用Maxim公司的MAX813芯片.此處不多述。

軟件方面采用:a:在程序中插入空操作指令實(shí)現(xiàn)指令指針PC的容錯(cuò)。插入原則為：在跳轉(zhuǎn)或多字節(jié)指令前插入來(lái)保證指令的正確執(zhí)行。在比較重要的指令前插入：如中斷，        圖3.2 外部INT0中斷流程圖

堆棧等及在 程序中每隔若干條指令插一次。b重復(fù)設(shè)置各種工作方式控制字這樣，通過(guò)軟硬件雙重監(jiān)控，防止程序跑飛。

5、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上介紹，我們?nèi)坎捎媒?jīng)典的智能芯片如AT89C52,8255芯片，字符點(diǎn)陣式液晶顯示，GP16打印機(jī)，74C922等完成了人機(jī)互動(dòng)能力強(qiáng)，軟件硬件簡(jiǎn)單明了，工作可靠的自動(dòng)存取柜系統(tǒng)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，完全達(dá)到設(shè)計(jì)目的。

參考文獻(xiàn)：
[1] 李昌禧主編。智能儀表原理與設(shè)計(jì)  北京   化學(xué)工業(yè)出版社   2004年                                         
[2] 李華主編    MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)  北京：北京航天航空大學(xué)，2003年
[3] 陳潤(rùn)泰主編  檢測(cè)技術(shù)與智能儀表    中南工業(yè)大學(xué)出版社  1999年
[4]求是科技  靳達(dá) 編著   單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)例導(dǎo)航    人民郵電出版社   2003年
[5]  求是科技   編著   單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航      人民郵電出版社   2003年