自动售货机的设计论文

自动售货系统

摘要:提出并实现一套基于单片机控制步进电机的自动售货系统。其主要目的是为当前的自动售货机系统提出一种可行的改进方案，扩展其功能，系统主要是由三部分组成：步进电机、51单片机、以及中间的接口电路，可以使自动售货机的功能更加完善，更加有利于自动售货机的多样化发展。

关键词：驱动电路，单片机，步进电机,OCS

Abstract:Put forward and realize a set of auto selling machine system according to the single-chip microcomputer control stepper motors .Its main purpose is to put forward a kind of viable improvement project, expanding its function for current auto selling machine system .the system primarily is composed of three parts: stepper motors ,single-chip microcomputer, and connecting circuit in them which can make the function of auto selling machine more perfect, is benefit to have more diverse uses of auto selling machine.

Keyword: the driving circuit, single-chip microcomputer , Office Coffee Servic e

引言 (1)

第一章设计题目概述 (3)

1.1自动售货机产业的现状 (3)

1.2我国自动售货机技术的现状 (3)

1.3单片机控制步进电机的自动售货机系统 (4)

第二章系统总体方案设计 (5)

2.1系统方案总述 (5)

2.2功能要求 (6)

第三章系统硬件设计 (7)

3.1单片机硬件设计 (7)

3.11 复位电路 (8)

3.12 74LS373 (8)

3.13单片机引脚介绍 (9)

3.2电机选择及介绍 (10)

3.21电机方案比较 (10)

3.22步进电机的工作原理 (10)

3.3步进电机驱动电路设计 (12)

3.4单片机与步进电机的接口电路设计 (15)

第四章系统软件设计 (19)

4.1程序流程图 (19)

4.2程序设计 (20)

致谢 (22)

参考文献 (22)

随着经济发展，传统的固定地点人员售货方式暴露出许多弊端：人力资源需求大；受所需服务地点，地理条件的限制；而且在服务时间上不能最大限度的服务于消费者。自动售货机的出现解决了这些难题。品种繁多，对生活的覆盖面广，自动售货，效率高，可24 小时不间断运营；选址容易，且方便改换场地；适合全职经营，也可兼职（副业）经营；作为广告载体，可赚高额外块。投资风险低，收益高。工作人员唯一所需要做的就是添加商品取走货币。如此多的优点使得自动售货机在世界范围内得到广泛的应用。

本次设计我们小组做的是一种功能增强的自动售货机，同现在通用的自动售货机，它增加了一些找零，显示余额，报警等功能，使之功能更为强大，本文着重介绍的是用单片机控制步进电机，通过各种方案比较得出的一个较优方案。

第一章是设计题目概述关于本产业的介绍以及技术现状，第二章是系统总体方案介绍第三章是硬件设计，包括单片机，驱动电路，接口电路设计，第四章是软件设计．

第一章设计题目概述

1.1自动售货机产业的现状

1. 发达国家现状

日本：各种自动售货机保有量超过600 万台，平均20 人一台，世界普及率第一。1990 年通过自动售货机实现的销售额即已达到5 兆日元（约3000 亿人民币）。

美国：总的机器保有量大致和日本相当，2000 年通过自动售货机实现的销售额达到250 亿美元，其中OCS（Office Coffee Service ）的销售额排第六位。

韩国：自动售货机的使用历史要远短于其它发达国家，仅有25 年，但据2001 年的统计，总保有量已超过80 万台。在2001 年韩国生产的自动售货机中OCS 占32.7% ，排第一位，咖啡自动售货机占18.1% ，排第三位，仅次于18.6% 的充电自动售货机。瓶罐饮料自动售货机和复合型自动售货机（同机销售瓶罐饮料和热咖啡）都仅占8.6% ，并列第四位。

2. 国内现状

保有量约2 万台，且品种单一，主要以瓶饮料售货机为主，技术质量还未完全过关，生产和运营成本较高，收益也不高。导致此现状的主要原因是中国有关的自动售货机企业未能有效解决成本，质量，运营等诸多问题。但由于随中国经济的快速发展和社会的巨大进步，自动售货机的实际需求已相当大。

1.2我国自动售货机技术的现状

过去的步进电机控制系统组成如图一所示：

其工作原理是：时钟脉冲产生电路给环形分配器提供输入脉冲，环形分配器将输入时钟脉冲信号转换A，B，C三相绕组所需的顺序控制信号，经各自的功率放大电路放大后，加

到电机的三相绕组上，驱动电机转动，每输入一个时钟脉冲，步进电机就前进一步，时钟脉冲产生电路一般由多谐振荡器有“自动”和“手动”两种工作状态环形分配器一般选用中规模集成电路CH 250（步进电机专用的环形脉冲分配器），也可以用中，小规模数字集成电路组成，还可以用GAL器件组成。所设计的环形分配器电路具备“自启动”功能，即当环形分配器输出在全“0”或全“1”。

1.3单片机控制步进电机的自动售货机系统

采用单片机控制，主要取代脉冲分配器，而给步进电机提供电源的驱动电路必不可省，同时用单片机可以实现对步进电机的走步数，转向以及速度控制等。步进电机控制，用单片机同时控制x轴和y轴两台三相步进电机，控制接口如图二所示。此接口电路可选用可编程并行接口芯片8255，8255的PA口的PA0，PA1，PA2，控制x轴的三相步进电机，8255的PB0，PB1，PB2控制y轴三相步进电机。只要确定了步进电机的工作方式，就可以控制各相绕组的通电顺序，实现步进电机正转或者反转。

图二，两台步进电机控制接口示意图