基于AT89C52單片機的自動存取柜的設計與實現(xiàn)

1、需求信息：

在大型超市、圖書館、火車及汽車站，人們經(jīng)常需要寄存包裹。采用人工方法存取包裹即費人工又費時間，與信息社會格格不入。故而筆者設計一套基于單片機AT89C52的自動存取柜（16柜）的微機系統(tǒng)，能夠完全實現(xiàn)自動化。顧客只須按存包鍵，某一柜門自動打開，同時系統(tǒng)打印密碼和柜號。當顧客取包時，按取包鍵，同時輸入密碼（人機互動），系統(tǒng)確認密碼正確后其柜門再次打開，顧客取包離開。

2、自動存取柜的硬件系統(tǒng)設計：

自動存取柜的硬件系統(tǒng)設計如圖2.1

2.1 本次設計采用TM162 162字符液晶點陣式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，讀寫端 R/W接P2.3，使能E接P2.4,命令寫入地址為E3FFH，數(shù)據(jù)寫入地址為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)部字符庫的字符即可，使用時送入需顯示數(shù)據(jù)的ASCII碼值即可。

2.2 本次設計采用微型打印機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，打印機可作為外部RAM對待，向打印機發(fā)送命令或數(shù)據(jù)時，只要向口地址DFFFH寫入相應數(shù)據(jù)字節(jié)即可，BUSY信號采用查詢P1.7口方式控制打印機。

2.3 本次設計我們采用專用鍵盤管理芯片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矩形鍵盤掃描，有按鍵時，DA變高，接到AT89C52的INT0口，并且設INT0為電平觸發(fā)，當DA 變高時，經(jīng)過非門變低產(chǎn)生INT0外部中斷，通知AT89C52從P1口讀鍵值，從而完成相應的散轉(zhuǎn)程序功能。根據(jù)接線圖 及真值表，我們知道，10個數(shù)字鍵0­—9對應ABCD輸出（0000—1001），存包健對應ABCD輸出（1010），取包鍵對應ABCD輸出（1011）。

2.4 本次設計采用兩片8255 I/O擴展48路I/O口，其地址分別為7FFCH7FFFH和BFFCHBFFFH。PA口設為輸出，通過驅(qū)動芯片7407接16接繼電器開柜鎖，當PA口某置1時，產(chǎn)生電磁力吸合鎖舌，使鎖打開，當PA口某位置0時，電磁力消失釋放鎖舌。PB口外接16路限位開關(guān)，設為輸入口。在柜門的啟停位置安裝限位開關(guān)，當柜門被自動打開時或人工關(guān)上時，限位開關(guān)發(fā)出高或低的電平信號。CPU檢測柜門關(guān)上與否？PC口外接16路反射紅外傳感器開關(guān)，設為輸入口，紅外傳感器屬于非接觸無損檢測電子開關(guān)，它利用物體對紅外線的反射現(xiàn)象來檢測物體有無。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，當被檢測到物體進入傳感器作用范圍時，紅外線脈沖被反射回來進入接受管D，由接受管D的光電效應和控制器中的解調(diào)放大器，將紅外線脈沖解調(diào)為電脈沖信號，并經(jīng)選通放大，整流為直流電平，再由抗干擾網(wǎng)絡濾去干擾后，觸發(fā)驅(qū)動器，并輸出一開關(guān)信號。當有物為1，無物為0。此信號通過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關(guān)原理圖。

3、自動存取柜系統(tǒng)的軟件設計

本次設計有主程序和INT0中斷程序及相關(guān)的子程序組成。設有兩個標志位，其中一個標志位flag1為存滿標志位，當PC口輸入為FFH時，紅外反射式傳感器檢測到所有柜存滿，此時液晶LCD顯示full！否則顯示welcome！另外一個標志位為flag2,即取包鍵標志位。即當只有按取包鍵后，flag2置1，液晶LCD顯示Please input code ，當取包裹人依次鍵入密碼時，CPU檢測到flag2為 1，液晶 LCD才逐位顯示密碼，否則在其他時刻鍵入數(shù)字鍵無效。當存包時，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，本次設計為當一個人操作本系統(tǒng)時，應保證其他柜門已關(guān)上這一前提，即不允許兩個人同時操作本系統(tǒng)。

4、軟硬件抗干擾技術(shù)

復位看門狗及電源監(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現(xiàn)指令指針PC的容錯。插入原則為：在跳轉(zhuǎn)或多字節(jié)指令前插入來保證指令的正確執(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重復設置各種工作方式控制字這樣，通過軟硬件雙重監(jiān)控，防止程序跑飛。

5、結(jié)束語

通過以上介紹，我們?nèi)坎捎媒?jīng)典的智能芯片如AT89C52,8255芯片，字符點陣式液晶顯示，GP16打印機，74C922等完成了人機互動能力強，軟件硬件簡單明了，工作可靠的自動存取柜系統(tǒng)。經(jīng)實驗證明，完全達到設計目的。

參考文獻：
[1] 李昌禧主編。智能儀表原理與設計 北京 化學工業(yè)出版社 2004年
[2] 李華主編 MCS-51系列單片機實用接口技術(shù) 北京：北京航天航空大學，2003年
[3] 陳潤泰主編 檢測技術(shù)與智能儀表 中南工業(yè)大學出版社 1999年
[4]求是科技 靳達 編著 單片機應用系統(tǒng)開發(fā)實例導航 人民郵電出版社 2003年
[5] 求是科技 編著 單片機典型模塊設計實例導航 人民郵電出版社 2003年