自动售货机的结构

自动售货机的系统结构
1.1自动售货机的系统概述
自动售货机是集光、机、电一体化的独立机构，它只需要顾客投币和按购物键选择即可自动售货及退找零钱，其工作程序如下图1.1
图1.1 自动售货机工作时序图
售货机的工作原理是：
（1）从投币口送入货币，然后通过传感器采集数据、识别器判断货币的真伪并判别面值。

（2）识别器把信息数据传给通信模块。

（3）通信模块与售货机的主控系统通信，主控系统显示面值，启动售货机的面板键，显示出哪个货道有货，哪个货道已经售完，并等待顾客按键选择商品。

（4）顾客选择商品后，售货机自动把商品送出，等待顾客取走。

（5）显示余额，如果金额足够多，顾客可以选择找币或者继续买商品；如果款额不够，售货机经过延时予以退币。

退币分为两种情况：一种是
由货币识别器完成退纸币，另一种是由硬币的通信模块完成退硬币。

（6）系统复零，完成售货。

自动售货机的硬件原理构成如下图2.2所示
图1.2 自动售货机硬件结构图
综合所述，售货机系统可以分为三部分组成，即自动售货机的控制子系统、通讯子系统、硬币器子系统以及纸币器子系统。

其中控制子系统是本设计研究重点。

这些内容在下文中进一步介绍。

1．1．1自动售货过程的控制子系统简述
控制子系统由以下四个部分组成，分别是预设自动售货机系统、金额累计、可售指示和退币系统、售完检测系统、售出累计及自测功能系统。

1、预设自动售货机系统。

自动售货机售出的同类商品可分为若干品种，其售前设定价格须预先寄存在控制系统内。

售货机的价格设置由按键和存储器组成。

通过按键选择被设价商品的种类及价格，并将价格写入存储器中，该存储器本身具有掉电保护功能，属于软件设置方式。

此外，在简易售货机中，由于出售商品的种类少，价格变化下，使用币种单一，也可以用硬件设置价格，才用拨码开关对应方式，结构简单，操作方便。

2、金额累计、可售指示和退币系统。

控制系统的核心CPU 对识币、退币、无货检验及购货信号进行循环检查，当有识币信号后，将金额数值送入金额累计存储器中进行累计，并通过串行接口使可售指示灯亮，提示购货。

此时可以按下购货按钮，由于 CPU 检测到有购货信号后，如金额累计器识币器 无货检测 并行输入接口扩展
自动复位线路 CPU&ROM&RAM 并行输出接口扩展 串行输出接口扩展
继电器&电磁铁 金额显示 购货状态显示
按钮
中的数值与预设价格相等，则通过并行扩展接口驱动电磁阀或者微电机驱动出商品，并将金额累计存储器清零，完成一次售货过程，如累计金额大于预设价格时，驱动商品后，相减差额由信号驱动退币，实现退币和找钱功能。

3、售完检测系统。

在自动售货机商品存储存道下方按照有接触行程开关，当存储存道有商品时，压下行程开关，自动售货机正常工作；当商品出售完毕时，行程开关被释放，向CPU发出无货信号，经过检测通过串行扩展接口向相应的售完指示灯发出信号，使机身“售完”指示灯亮，此种商品自动停售，即使投币金额达到该道商品预设价格数值，可售按钮仍然无法启动信号，金额累计存储器也不清零。

4、自动售货机售出累计及自测功能系统。

该机CPU在每次售出商品后，向售出累计存储器中累计售出数据，通过自动售货机内部的按键可在金额显示窗口中读到累计结果。

此外，在按下自测功能键后，出现自测功能信号，由外部按键操作，可检测各商品存储道的驱动商品功能。

1．1．2自动售货过程的通讯子系统简述
自动售卖系统的外围设备较为复杂，导致对主控制器的要求越来越高。

为了简化设计，采用简单、稳定的内部通讯总线协议非常必要。

有些公司采用欧洲售货机制造协会（EVMMA）制定的MDB/ICP总线协议。

该协议简洁明了，功能强大，可扩展性强并且对外挂设备数目没有限制，是理想的自动售卖系统内部总线协议。

MDB/ICP协议是欧洲售货机制造协会制定的一套用于协调自动售货机的主控制器（MMC）与多个设外之间通讯的协议。

MDB接口实际上是工作于波特率9600的主从型串行总线接口，所以外围设备（例如硬币器、纸币器等）均为主控制器（传统上称为售货机控制器——VMP）的从机。

所有外围设备与主控制器之间的通讯方式都一致。

MDB协议的串行位格式为：1个起始位，8个数据位，1个方式位和1个停止位，共11位。

其中方式位根据传递的方式的不同置0或置1。

在MDB总线上，VMC通过广播方式向外发送命令。

第一字节为地址字节（实际上只有高5位寻址信息，低3位为对外设的指令），该字节被所有的外
设读取，但只有符号地址字节所指定的外设才处理其后的数据字节，并做出反应。

在VMC到外设的数据中，地址字节的方式位被置1，数据字节的方式位被置0，外设通过检验接受到的方式位确定是地址指令还是数据。

当数据从外设发送到主机时，最后送出的字节方式位被置1，标志着数据发送完毕。

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VMC向外设发送的指令由一个字节、一些可选的数据字节一个校验和字节构成。

发送指令后，外设应答VMC的通信块可以由一个数据块和一个字节组成，或者一个应答字节，或者一个无应答字节。

如果外设应答数据块的话，VMC将通过一个应答字节、无应答字节或重发字节应答外设传回的数据。

１．２自动售货机的功能简介
１．２．1此次设计的自动售货机的功能简介
基本原理：货币识别器对所投货币进行识别，根据金额将商品选择权提供用户，用户选择后，控制芯片发出指令将所选择商品从储备料道中送达取物口。

其功能描述：货物种类一共设有12种，这12种物品分别对应着12个不同的按键选择，其中1元，2元，3元价格不等的物品各4种；货币识别器能够识别1元，5元的货币，自动售货机能够实现货币累加功能。

在规定的30秒中内，投了几次货币后，货币能够实现累加功能，这样机器就会把投入的货币总额数目输入中央控制元器件，进行处理；超过30秒后投币，投币无效，机器自动把钱全部退出来。

如果累计投入的货币数目超过物品的预设价格，机器能够实现找钱功能；如果投入的货币没有达到所选择物品的预设价格时，投入的钱将全部退还；在投入一次累加货币后选择物品，如果投入的累加货币数目大大超过所选择物品的预设单个价格时，那么能够实现选择同一个物品购买多个，在本设计中设为可以同时购买2个或3个物品。

本设计中有一共有16个按键选择，其中12个是货物选择键，有2个是多选键（一次购买2个或3个货物），还有1个确定键和1个取消键。

如果没有按照预先设计的流程顺序进行按键选择，自动售货机将启动报警系统，等待再次正确的按键选择。

在出货系统中设计了，显示购买货物的共花钱数。

在找零系统中设计了，显示找零的货币数。

１．２．２实现自动售货机的功能的设计思路
采用单片机MSC-51系列中的8751作为中央控制元件；
用P3.4和P3.5作为识别货币输入端；
P1作为货物选择选择端（采用4*4行列式键盘做为选择货物端）；
采用两个8255A扩展并行I/O接口，实现掉出货物功能、显示功能、找钱功能；
P2.7和P2.6分别作为8255A的片选输入端。

１．２．３论文的内容及拟解决的问题
1、从投币口送入货币，然后经过传感器采集数据、识别器判别人民币的真伪并判别面值。

2、识别器把信息数据传给通讯模块。

3、通讯模块与售货机的主控系统通信，启动售货机的面板控制，并等待顾客按键选择商品。

4、顾客选择商品后，售货机自动把商品送出，等待顾客取走。

5、金额足够多，售货机将自动找回钱。

6、系统复零，完成售货。