自动化毕业设计-基于at89c51单片机的智能自动售货机设计

毕业设计报告（论文）2012届题目基于AT89C51单片机的智能自动售货机电路设计所属系自动化技术系班级电子0911学生姓名戴晓琴学号同组成员指导教师摘要本文设计了一种以AT89C51单片机为核心的自动售货机装置的控制系统。本课题涉及了自动售货机系统的方案设计、硬件选择、软件规划和编写，并重点描述了自动售货机系统的工作原理、系统设计、软件编程的原则和技巧。该系统以单片机AT89C51芯片为核心，采用集中控制方式实现了对自动售货机全过程的自动控制。系统程序采用汇编及C语言软件进行程序的编写和编译，该软件具有编程简单、查错方便、阅读容易等特点。汇编语言是程序的基本语言，具有容易理解，便于记忆和使用等特点。关键词智能自动售货机AT89C51单片机LCD液晶显示目录0前言31智能自动售货机的设计要求及分析311现状分析312分析结果413功能框图42智能自动售货机的硬件设计521检测识别硬币模块6211方案论证6212方案选择822硬币累加模块8221方案论证9222方案选择923硬币自动返还模块9231硬件框图9232方案论证9233方案比较103软件设计1031主程序10311主流程图11312主程序代码1132投币口流程图13322找零流程图144方案整合1541硬件电路15411晶体振荡电路15412复位电路16413报警电路1642总原理图17421元器件清单及封装1743PCB设计1844软件整合20441出货系统20442出货程序流程图20443选择系统流程图20444报警电路流程图315外观设计316生产工艺设计3261编制的依据3262编制应掌握的原则3363编制要领3364编制步骤及方法337结论348致谢369参考文献3710附件380前言现在人们追求灵活、方便、快捷以及自助式服务是自动售货机得以如此迅猛发展的主要原因，在商业发达的国家自动售货机已成为零售业不可分割的组成部分。现代都市生活的节奏日趋加快,追求方便、快捷的服务成为人们的一种时尚,以麦当劳、肯德基为代表的的西式快餐在我国的迅速发展就是很好的例子。随着对外开放的不断扩大,传统的零售业发展成百货商店、连锁超市、电视直销、厂家直销等多种方式并存的局面,极大地方便了人们的生活。作为发达国家发育成熟并被广泛采用的通过自动售货机销售食品、饮料和香烟等小商品的零售业,必将以其方便、新颖的特点在中国得到迅速发展。这是市场发展的需要,也是与国际接轨的需要。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。1智能自动售货机的设计要求及分析设计一台销售袋装小零食的自动售货机，具有硬币识别、币值累加、自动售货等功能。基本要求（1）可是别5角、1元的硬币，并进行累加。（2）有货物选择按键，根据选择自动出售对应货物。（3）具有防盗报警功能。11现状分析从自动售货机的发展趋势来看，它的出现是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。大量生产、大量消费以及消费模式和销售环境的变化，要求出现新的流通渠道；而相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，人工费用也不断上升；再加上场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了。从广义来讲投入硬币、纸币、信用卡等后便可以销售商品的机械，从狭义来讲就是自动销售商品的机械。从供给的条件看，自动售货机可以充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，24小时无人售货的系统可以更省力，运营时需要的资本少、面积小，有吸引人们购买好奇心的自身性能，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。（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OCSOFFICECOFFEESERVICE）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327，排第一位，咖啡自动售货机占181，排第三位，仅次于186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86，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。12分析结果智能自动售货机有很多的有点比如人力资源需求小；不受所需服务地点，地理条件的限制；而且在服务时间上能最大限度的服务于消费者。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。这些都是智能自动售货机带来的好处。当然一件事物的出现有利也有弊，智能自动售货机也有一些弊端，智能自动售货机覆盖面比较广，安全系统方面做的不是很完善，有时候会被强行打开。我们设计智能自动售货机需要解决一些问题，以下是我们需要解决的问题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当金额多于购买的商品价格时，售货机将会自动找零。6完成一次自动购买，系统复位，完成售货。13功能框图本课题的设计我们依据设计要求描绘出具体的功能框图，我们根据编制出的功能框体进行设计，如图1所示即为具体的功能框图。图1智能自动售货机功能框图2智能自动售货机的硬件设计我和殷聪聪、孟祥续是一组共同完成项目，我主要负责投币部分其中包括硬币的检测识别、自动累加、自动返还这几个模块。21检测识别硬币模块硬币识别模块功能框图如图2所示储存货物投币出货2储存箱体物品支架推进系统硬币存储箱检测识别硬币自动累加自动返还投入存储硬币找零假币返还选择装置显示装置选择按钮出货口出货箱显示币值显示余额检空装置报警系统外观自主设计广告植入步进装置自动售货控制核心供电系统单片机控制器检测识别硬币模块振荡线圈电路辨别硬币币道结构辨别硬币图案辨别图2硬币识别模块功能框图211方案论证1方案一采用振荡线圈识别我国目前发行的1元、5角和1角硬币的金属原材料是为造币而专门使用的特殊合金，因此在它通过投币入口进入由电感和电容组成的特定高频振荡线路所产生的磁场时，金属材质和体积的差别对电感量的影响大小也出现微弱差异，电感量的变化引起振荡频率的变化，与设定值进行比较，确定某种硬币后，经窄带选频电路将频率信号变为电压信号输出，完成对金属硬币的识别。当硬币投入后经过识别出电信号后，伪币和异物被排出真币按面值由几组分配电磁阀分配到不同存币腔体内备用。当收到退币找零电信号后，通过退币电磁阀或者退币电机拉杆，将存币腔内下部依电信号程序退出，完成自动售货机的退币找零功能。为了分析方便，可将硬币中形成的电涡流等效为一个短路环中的电流，这样线圈与硬币可以等效为相互耦合的线圈，如图3和图31所示。图3传感器原理图31等效电路对空心线圈，为线圈的电阻，为线圈电感，为短路环的电阻，为短路环电感，为线圈与短路环间的互感。与它们之间的距离、硬币运动速度有关，也与硬币的电导率、磁导率、厚度、直径等因素有关。由等效电路及基尔霍夫定律可以求得受硬币的影响后，线圈的等效电感为L（1）当有硬币通过线圈时，可以得到线圈电感的变化L0。因此只要检测出硬币电导率、磁导率、厚度、直径等因素对磁场的综合影响就可以达到鉴别的目的。这里采用谐振法，把线圈作为电感接入电容三点式的振荡电路中。由于本设计采用互补型算法，所以只需测量振荡频率就可以精确鉴别不同币值的硬币，从而识别伪币。可以求得当没有硬币通过时的振荡频率及有硬币影响时的振荡频率F，C为振荡回路中的电容。（3）（4）2方案二不同币道识别厚度是没有东西专门测的，实际上这个指标是和材质一起测。因为即使相同材质的硬币，如果厚薄不同，导致的频率变化差异也较大。直径老式的识别装置用光电管队列来识别直径，排列组合得当的话，识别精度也不低（可答05MM）。新一点的都用偏心或异形线圈来测量，依据是直径小的硬币与线圈的重合部分也少，由此也带来频率变化的不同。本文采用的动态检测法的检测速度快、适应范围广。如图4所示，硬币从币道投入后，经过防震片的缓冲，依次进入二级振荡线圈L1、L2。振荡线圈的轴线上各装有一对光电管D1、D2，用以检测是否有硬币通过，并以中断方式通知单片机测量频率、识别硬币。光电管安装在轴线的下方，保证单片机从开始测量频率到结束测量这段时间内，硬币基本处于振荡线圈的中心，减少动态测量误差。3方案三采用不同硬币图案识别一种硬币鉴别设备包括光源，反射光传感器，发光元件，用来光电地接收从发光元件发射的并由硬币的表面反射的光并产生硬币的一个表面的图像图案数据的传感器，用来储存基准数据的存储器，尝试地判定硬币的面值的第面值鉴别器，最终鉴别硬币的面值的第面值鉴别器，以及接收光量控制器。根据这样构成的硬币鉴别设备，有可能通过光学方法检测硬币的表面图案而高精度地鉴别硬币能否被接受和硬币的面值。一种硬币鉴别设备，该设备包括一个用来向正被输送的硬币的一个表面发射光的光源，用来接收从光源发射的并由硬币反射的光的反射光传感器装置，就硬币的输送方向来说布置在光源的下游的用来向正被输送的硬币的一个表面发射光的发光装置，用来光电地接收从发光装置发射的并由硬币的一个表面反射的光并产生硬币的一个表面的图像图案数据的传感器装置，用来储存每种面值的硬币的基准数据的基准数据存储装置，用来根据由传感器装置产生的硬币的一个表面的图像图案数据来计算硬币直径，把这样计算出的硬币直径与储存在基准数据存储装置中的每种面值的硬币的基准直径数据进行比较并尝试地判定硬币的面值的第1面值判定装置，用来从基准数据存储装置中读取由第1面值判定装置判定的面值的硬币的基准图案数据，把这样读取的基准图案数据与硬币的一个表面的图像图案数据进行比较并最终确定硬币的面值鉴别装置，以及用来根据由硬币反射的并由反射光传感器装置检测的光量而控制由被传感器装置检测的硬币的一个表面所反射的光量的接收光量控制装置。该方案现在还不怎么普及所以实现的成本比较大。212方案选择三个方案相比较我选择方案一，方案三实现的成本比较高。方案二的识别精度没有方案一高，功能的实现也没有方案一的具体，所以我们选择方案一。22硬币累加模块我们在实现硬币累加时首先需要最基本的是运算器，累加器是专门存放算术或逻辑运算的一个操作数和运算结果的寄存器。能进行加、减、读出、移位、循环移位和求补等操作。是运算器的主要部分。硬件框图如图5所示单片机控制器硬币累加模块延时累加计数器累加称重累加图5硬币累加模块框图221方案论证1方案一采用延时累加硬币本次设计的货币累加是对判断单片机上的按键上所按下的次数进行累加来实现的，并将累加的次数送到寄存器B，然后系统根据投币的总数和相应的操作来实现输出。2方案二采用称重法首先设置好两个存币箱将辨别好币值的硬币分类装到各个箱子中，每个箱子底部设置一个电子称重仪，知道五角跟一元硬币还有币箱的质量然后对硬币总的质量计算出硬币总的数值显示在七段显示器上。3方案三采用计数器累加法一种计数器，属于计算机技术应用领域。计数器的主要特征在于“加”、“减”、“计算”三个信号产生传感器，通过与非门和微处理机I/O口相连，并输入到微处理机键盘，进而通过硬件，软件的控制，通过计算机显示器，实现自动识别硬币运动方向，根据硬币运动方向，自动实现“加”或“减”计数显示，并实现对所控设备的计数、程序控制等功能。计数器广泛用于各种长度、数目、脉冲等的自动识别方向计量和程序控制。当然对于硬币累加的实现也是可以的。222方案选择我们从实现的难易程度考虑选择方案一是最合理的。而且三者的功能实现都没什么差异，而且方案三的成本比较高。23硬币自动返还模块231硬件框图如图6所示单片机控制器硬币自动返还模块电磁阀退币软件控制步进指令退币图6硬币自动返还模块框图232方案论证1方案一采用电磁阀退币硬币识别器可以接受2种面额币种五角和一元。硬币找零模块配置2种面额品种的循环找零器，每个循环找零器的容量一般80180枚。硬币找零模块配置2个不同硬币品种的备用找零箱，每个找零箱的容量一般要求大于1000枚。找零时优先从循环找零器找出，当循环找零器中币量不足时，从后备找零器（即后备找零箱）中找取。能自动将乘客投入的硬币优先导入到循环找零器循环找零，多余的硬币又可自动进入硬币回收箱。硬币找零模块一次性能够接收至少两种各20枚硬币。在交易取消时，硬币找零模块具有原币返还顾客所投入的硬币的功能。硬币找零模块中备用找零箱和循环找零器所存储的硬币能通过命令清空。当收到退币找零电信号后包括二个枢接于同一轴心的滑道，另设有二组控制机构，该控制机构包括控制电路和电磁阀，该电磁阀的轴心枢设连杆，退币装置枢设一摆臂，该摆臂枢接于上述的连杆，该摆臂与上述的滑道之间枢设拉杆，控制电路控制电磁阀，该电磁阀与滑道连接，以控制该滑道摆动而开启或关闭。利用电子元件配合简易的机构控制钱币储存或退出，以简化整体的机构而降低制造成本，并避免钱币卡在控制机构。完成自动售货机的退币找零功能。2方案二采用步进指令退币排币动作的实现，可采用步进电机驱动一套偏心轮机构来实现，偏心凸轮机构，将电机的旋转运动转化为直线运动；也可采用螺杆螺母传动机构来实现。将电机的旋转运动通过螺杆转化成直线运动，将识别器排币杠杆压下。实现硬币找零功能。3方案三采用软件编程退币显示余额，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。由硬币的通信模块完成退硬币。233方案比较综合比较我选择方案三，因为方案三的功能实现比较好，方便简单而且成本比较便宜。3软件设计单片机AT89C51的I/O分配表如表一所示表1单片机AT89C51I/O分配表输入输出P10P17P00P06二极管P20P27LCD控制T0键盘P07扬声器31主程序智能自动售货机系统是在系统接收到硬币后，单片机软件系统将所有的接口全部初始化，所有的系统都处于等待状态，硬币检测电路中的光耦传感器未检测到硬币时会处于等待状态，检测到硬币，将脉冲信号传递给单片机，LCD显示器会显示出数额，按下开始按钮后，开始进行货物选择，键盘接受到信号后自动进行推动支架使货物冲出货口掉出来，售货机会自动进行计算找回余额，并从退币口自动返还。当智能自动售货机里面的红外线传感器检测到破坏时，就将该信号传递给单片机，由单片机的软件系统控制，触动蜂鸣器进行报警。311主流程图如图7所示结束检测是否有硬币进行硬币累加调用键盘是否货物选择是否返还硬币否开始是延时调用延时调用图7智能自动售货机主流程图312主程序代码MONEYEQU0040HRSEQUP30RWEQUP31EEQUP32RETINSERTMOVA,P3CPLAJBCACC4,S1LCALLKEYMOVA,R5CJNEA,0FFH,CHECKWAIT1MOVA,P3CPLABCACC4,WAIT1AJMPSTARTKEYMOVA,P1CPLAJNZKEY2MOVR5,0FFHRETBACKE5JMPNEXTE12NEXTE9CJNEA,05H,NEXTE14MOVA,BSUBBA,02HMOVR0,01HMOVR1,ALCALLOUTMONEYLCALLOUTGOODSJMPMAINNEXTE14CJNEA,06H,BACKE6MOVA,BLCALLOUTMONEYJMPMAINBACKE6JMPNEXTE9THREEYUANMOVA,BCJNEA,03H,NEXTF1MOVR0,01HLOOPF1LCALLKEYMOVA,R5CJNEA,0FFH,PRESSB1SJMPLOOPF1DELAYMOVR2,50D1MOVR3,50D2DJNZR3,D2DJNZR2,D1RETD10MSMOVR2,64HDL2MOVR3,18HDL1NOPNOPDJNZR3,DL1DJNZR2,DL2RETDELAY1MOVR7,10DELAY2MOVR2,250D3MOVR3,200D4DJNZR3,D4DJNZR2,D3DJNZR7,DELAY2RETEND32投币口流程图如图8所示，投币系统是自动售货设计当中比较重要的一块，涉及到货币识别系统，对于识别货币器是如何设计、如何工作的。本课题设计主要是要实现自动售货机的投币总数显示、货物选择、出货以及找零功能。在本次设计中用P34上的一个按键来代替投币系统的电平输出。在投币系统中可以通过89C51内部的定时器来控制投币时间，在规定的时间范围内完成投币动作，否则投入的货币全部退出。由于本次设计主要是要体现从投币到操作最后到出货的过程，在设计中没有用到定时设置。开始投币口检测调用键盘货物选择键盘有键按下转CHECK程序延时消抖查询计数是否溢出把P3赋值给AYN图8投币口流程图322找零流程图如图9所示，本次设计中采用P13P16口作为找零输出口,P13P16分别对应1元找零口、2元找零口、3元找零口、5角找零口。这样设计的目的是方便实现不同数额的找零输出。同出货系统一样，找钱系统也用LED指示灯来表示找零，对应的端口上若指示灯亮则表示有零钱掉出。开始找钱数存入A对A重新赋值控制P0口找零结束图9找零流程图4方案整合41硬件电路我和殷聪聪、孟祥续是一组共同完成项目，晶体振荡电路、复位电路、报警电路具体方案如下411晶体振荡电路如图10所示图10晶体振荡电路（1）晶体振荡电路功能介绍此电路能让电路产生振荡频率，直流电经过晶体振荡电路就会产生电路所需的交流电，此电路不需要外信号刺激自身就可以将直流电能转化为交流电能，所以要是电路需要将直流电变成交流电，在这里就需要用一个晶体振荡电路。（2）参数计算这是一个晶体振荡电路用到了两个电容和一个晶振，一般12MHZ30P，6MHZ20P，2MHZ10P，我采用的是12MHZ30P的晶振电路。412复位电路如图11所示图11复位电路（1）复位电路功能介绍为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V5，即475525V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过475V低于525V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作。（2）参数计算这是一个复位电路，她由一个电阻和一个电容组成，一般的复位电路电容都为10UF，电阻都为10K。413报警电路如图12所示图12报警电路（1）报警电路功能介绍当箱体受到强行破坏时，外壳采用红外报警器，扬声器就会作用发出声音，提请工作人员。（2）参数计算在一般电路中用这两个10K的电阻来分压得到1/2的VCC。42总原理图见附件3421元器件清单及封装如表2所示表2元器件清单及封装表元器件清单及封装序号代号名称规格数量封装形式1R1R3电阻10K32R4电阻56013C1、C2电容30P24C3电容10UF15C5、C6电容033UF26S0S7开关87D1D7二极管IN414878C4、C7电容100UF29LCD液晶显示器TC1602110U1单片机AT89C51111Q1三极管8550112X1晶振12MHZ113U2三端稳压电源调整器78L05114RP1上拉电阻115J1电源接口116FM扬声器143PCB设计PCB设计目的在于规范设计作业，提高生产效率和改善产品的质量它的基本要求有以下几个方面（1）避免在PCB边缘安排重要的信号线，如时钟和复位信号等。（2）机壳地线与信号线间隔至少为4毫米；保持机壳地线的长宽比小于51以减少电感效应。（3）已确定位置的器件和线用LOCK功能将其锁定，使之以后不被误动。（4）导线的宽度最小不宜小于02MM（8MIL），在高密度高精度的印制线路中，导线宽度和间距一般可取12MIL。（5）在DIP封装的IC脚间走线，可应用1010与1212原则，即当两脚间通过2根线时，焊盘直径可设为50MIL、线宽与线距都为10MIL，当两脚间只通过1根线时，焊盘直径可设为64MIL、线宽与线距都为12MIL。（6）当焊盘直径为15MM时，为了增加焊盘抗剥强度，可采用长不小于15MM，宽为15MM和长圆形焊盘。（7）设计遇到焊盘连接的走线较细时，要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状，这样焊盘不容易起皮，走线与焊盘不易断开。（8）大面积敷铜设计时敷铜上应有开窗口，加散热孔，并将开窗口设计成网状。（9）尽可能缩短高频元器件之间的连线，减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。PCB形状为长方形，尺寸是长为935MM，宽为130MM。PCB形状为长方形，长为935MM，宽为130MM，如图13和131所示。图13PCB反面走线图图131PCB正面走线图44软件整合我和殷聪聪、孟祥续是一组共同完成项目，我主要负责投币部分其中包括投币口、找零这几个模块。441出货系统本设计中，设置了价格分别为2元、3元、4元不等的货物，一共3种。在通过按键选择物品后，将会把产生的信号输入给89C51的P1的引脚上，89C51接收信号后，经过处理后，将会在货物输出端产生与其相对应的信号输出，控制所选货物的掉出。442出货程序流程图如图14所示图14出货程序流程443选择系统流程图如图15所示硬币检测到后我们可以按下选择键进行货物的选择，所选货物确定后货物掉出，硬币自总进行计算自动返还硬币。图151选择系统流程图图152选择系统流程图图153选择系统流程图图154选择系统流程图图155选择系统流程图图156选择系统流程图图157选择系统流程图图158选择系统流程图图159选择系统流程图图1510选择系统流程图444报警电路流程图如图16所示CP07D0YNF0F1C1C0蜂鸣器工作蜂鸣器不工作结束DP32开始图16报警电路流程图5外观设计根据电路板、所装商品、占地面积等各种因素的综合考虑，设计出智能自动售货的外观如图17所示，此产品高170CM，长95CM，宽85CM。便于安放，节约占地面积的同时又可容纳多种商品，可安放在各种公共场合，表面也可以植入商家多种广告，达到额外盈利的目的。正面橱窗出货箱体投币口显示灯选择键盘退币口图17自动售货机的外观设计在此自动售货机的左面、右面以及后面可以植入一些小广告，这样也能创造一部分的利益，充分利用它的价值。6生产工艺设计是指将组织生产实现工艺过程的程序、方法、手段及标准用文字及图表的形式来表示，用来指导产品制造过程的一切生产活动，使之纳入规范有序的轨道。企业是否具备先进、科学、合理、齐全的工艺文件是企业能否安全、优质、高产低消耗的制造产品的决定条件。凡是工艺部门编制的工艺计划、工艺标准、工艺方案、质量控制规程也属于工艺文件的范畴。工艺文件是带强制性的纪律性文件。不允许用口头的形式来表达，必须采用规范的书面形式，而且任何人不得随意修改，违反工艺文件属违纪行为。编制工艺规程的依据及原则61编制的依据1工艺规程编制的技术依据是全套设计文件、样机及各种工艺标准；2工艺规程编制的工作量依据是计划日（月）产量及标准工时定额；3工艺规程编制的适用性依据是现有的生产条件及经过努力可能达到的条件。62编制应掌握的原则1既要具有经济上的合理性和技术上的先进性，又要考虑企业的实际情况，具有适用性。2必须严格与设计文件的内容相符合，应尽量体现设计的意图，最大限度的保证设计质量的实现。3要严肃认真，一丝不苟，力求文件内容完整正确，表达简洁明了，条理清楚，用词规范严谨。并尽量采用视图加以表达。要做到不用口头解释，根据工艺规程，就可正常的进行一切工艺活动。4要体现质量第一的思想，对质量的关键部位及薄弱环节应重点加以说明。技术指标应前紧后松，有定量要求，无法定量要以封样为准。5尽量提高工艺规程的通用性，对一些通用的工艺要求应上升为通用工艺。6表达形式应具有较大的灵活性及适用性，做到当产量发生变化时，文件需要重新编制的比例压缩到最少程度。编制插件工艺文件是一项细致而繁琐的工作，必须综合考虑合理的次序、难易的搭配、工作量的均衡等诸因素，因为插件工人在流水线作业时，每人每天插入的元器件数量高达800010000只，在这样大数量的重复操作中，若插件工艺编排不合理，会引起差错率的明显上升，所以合理的编排插件工艺是非常重要的，要使工人在思想比较放松的状态下，也能正确高效的完成作业内容。63编制要领A各道插件工位的工作量安排要均衡，工位间工作量（按标准工时定额计算）差别3秒。B电阻器避免集中在某几个工位安装，应尽量平均分配给各道工位。C外型完全相同而型号规格不同的元件器,绝对不能分配给同一工位安装。D型号、规格完全相同的元件应尽量安排给同一工位。E需识别极性的元器件应平均分配给各道工位。F安装难度高的元器件，也要平均分配。G前道工位插入的元器不能造成后工位安装的困难。H插件工位的顺序应掌握先上后下、先左后右，这样可减少前后工位的影响。I在满足上述各项要求的情况下，每个工位的插件区域应相对集中，可有利于插件速度。64编制步骤及方法A计算生产节拍时间每天工作时间8小时上班准备时间15分钟上、下午休息时间各15分钟每天实际作业时间每天工作时间（准备时间休息时间）860（151515）435（MIN）节拍时间实际作业时间/计划日产量（43560）/1000261（S）B计算印制板插件总工时将元器件分类列在表内，按标准工时定额查出单件的定额时间，最后累计出印制板插件所需的总工时为98秒，如表3所示表3计算印制板插件总工时表序号元器件名称数量/只定额时间/S累计时间/S1电阻43122无极性电容43123有极性电容3351054开关83245二极管73216三极管135357芯片354148晶振1339扬声器133合计工时/S103C计算插件工位数插件工位的工作量安排一般应考虑适当的余量，当计算值出现小数时一般总是采取进位的方式，所以根据上式得出，日产1000块印制板的插件工位人数应确定为4人。插件工位数插件总工时/节拍时间103/261394（人）D确定工位工作量时间工位工作量时间插件总工时/人数245（S）工作量允许误差节拍时间102611026（S）E划分插件区域按编制要领将元器件分配到各工位。F对工作量进行统计分析对每个工位的工作量进行统计分析计算插件工位数G对工作量进行统计分析对每个工位的工作量进行统计分析，见表4。表4每个工位的工作量计算表类型工位序号一二三四电阻/只4无极性电容/只4有极性电容/只21开关/只8二极管/只7三极管/只1芯片/只4晶振/只1扬声器/只1工时数/S2552752426具体工艺文件表见附件4。7结论通过本次的课程设计,让我认识了许多平时只能在书本上看到的器件,让我能够更加了解他们的作用以及功能,好让我能够灵活的在设计过程中应用他们。在我看来要做好设计,就必须能够对各个器件的原理有进一层次的理解,只有在理解了的基础上才能作好设计。让我收获最大的是对电路中的芯片的认识,他们各个管脚所具有的功能。在实践过程中，我们发现，许多构想都需要扎实的基础知识做铺垫。很多方面想得到却在实施中遇到一些困难，使其不能顺利完成。这就要求我们在平时的学习中能够活学活用，充分理解所学的内容并将其融会贯通，不能只拘泥于书本知识。这次的设计也使我们意识到自己知识的狭隘，我们可以在以后的学习过程中通过丰富的图书馆资源和网络资源来弥补这一不足。经过几个星期的努力我们终于完成的毕业设计，刚开始时老师要求我们制定了详细的工作计划，我们把计划细化到每天要完成什么样的任务。正因为老师要求我们制定的具体的任务进程我们才能按时保质保量的完成任务。星期一时老师给我们制定这个星期所需完成的任务星期五的时候给老师检查，经过老师细心耐心的知道我们解决我很多困难。在这几个星期里我学到了很多的知识，这些都是我以前所不曾学到的。PROTEL是我们以前实训时学的内容，我们这次的设计中需要用到次内容但是我已经忘得差不多了，因为需求我又把这个内容重新学习了一遍，因为有一定的基础所以学起来不费劲，所谓温故而知么，这次的学习让我又学到了很多的知识。我们是电子专业所以以前学到的高频电子技术，电工电子基础，单片机应用基础等都对我的不也设计起到了很大的帮助。智能自动售货机的发展趋势现在，自动售货机产业正在走向信息化并进一步实现合理化。例如实行联机方式，通过电话线路将自动售货机内的库存信息及时地传送各营业点的电脑中，从而确保了商品的发送、补充以及商品选定的顺利进行。并且，为防止地球暖化，自动售货机的开发致力于能源的节省，节能型清凉饮料自动售货机成为该行业的主流。在夏季电力消费高峰时，这种机型的自动售货机即使在关掉冷却器的状况下也能保持低温，与以往的自动售货机相比，它能够节约1015的电力。进入21世纪时，自动售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。自动售货机在一些发达国家应用非常普遍，在我国的安放和使用也已有10多年的时间，但一直没有全面普及。目前的国内市场仅仅属于市场导入期，中国的自动售货机拥有量约为4万台相对于13亿人口，这是个微不足道的数字。即使是按现在中国城市的人口39亿人计算，平均每10000城市人口中才有一台自动售货机。在日本是每25人一台，美国是40人一台，欧洲则是50到120人一台。在中国一些中大型城市自动售货机的速度也在以每年10的速度递增。在国内市场已经吸引了生产商10余家，市场运营商40余家。此外国外巨头也开始在中国市场排兵布阵。因经济日益发达，社会对扩大就业与工作场所提供的方便、快捷的自动事业更为关注。自动售货机不仅保障了惬意的工休时间，也是最廉价、提高职工工作效率最有效的手段。特别是在24小时无休工作状态中的办公场所，使用独具魅力的迷你型自动售货机，可以包含冷热饮料、食品、以及一些日常用品，给人们带来很大的方便，这种服务正好符合现代人快节奏生活的标志，也是自动化信息时代的一种标志。8致谢经过几个月的奋战，今天终于顺利地完成了毕业设计。论文得以完成，首先要感谢李玮老师，因为毕业设计与论文都是在李玮老师的悉心指导下完成的。李玮老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。本论文从选题到完成，每一步都是倾注了她大量的心血。虽然在此次毕业设计中我遇到了很多困难，但是这些困难都在老师的耐心讲解和共同探讨下迎刃而解。她那种不言放弃的精神一直在鼓励着我。三年的学习让我学到了很多的知识我要谢谢那些曾经指导过我的老师许德志、孙菊妹、裴忠贵、姜淑华、曾文梅、唐咏、陈慧娥、梅笙等老师。同时，论文的顺利完成，离不开其它各位同学和朋友的关心和帮助。在整个的毕业设计和论文写作过程中，各位同学和朋友积极的帮助我查资料和提供有利于论文写作的建议和意见，在他们的帮助下，毕业设计得以不断的完善，最终帮助我完整的完成了整篇论文。我衷心的感谢梅笙老师的审查，指导以及支持。我想再次真心诚意的跟你说一声谢谢谢谢你们的倾囊相授，谢谢你们的照顾，让我大学三年不至于空虚度日浑浑噩噩，让我感到充实。在未来的工作和学习中，我将以更好的成绩来回报各位领导和老师。9参考文献参考书籍1金波电路分析基础西安电子科技大学出版社20082李广弟单片机基础修订本北京航空航天大学出版社20013李朝青单片机原理及接口技术简明修订版北京航空航天大学出版社19984公茂法单片机人机接口实例北京航空航天大学出版社19985冯克MCS51单片机实用子程序及其应用实例黑龙江科学技术出版社19906王福瑞等单片微机测控系统设计大全北京航空航天大学出版社19997徐仁贵等单片微型计算机应用技术机械工业出版社20018杨恢先等单片机原理及应用国防科技大学出版社20039李鸿等单片机原理及应用湖南大学出版社200210徐惠民等单片微型计算机原理、接口与应用北京邮电大学出版社200111杨欣荣等智能仪器原理、设计与发展中南大学出版社200312孙传友等感测技术基础电子工业出版社200113科技期刊单片机与嵌入式系统应用、实用测试技术、自动化仪表、传感器世界、测控技术、电子技术应用等2001年以后各期。14何立民著单片机高级教程应用与设计北京航空航天大学出版社200115周航慈著单片机应用程序设计技术北京航空航天大学出版社200316李光飞等著单片机课程设计实例指导北京航空航天大学出版社200417陈够喜等著微机原理应用实验教程北京人民邮电出版社2006参考网址1HTTP/WENKUBAIDUCOM/VIEW/5051D1C30C22590102029D57HTML2HTTP/ISHAREIASKSINACOMCN/F/18073040HTMLFROMLIKE3HTTP/WENKUBAIDUCOM/VIEW/9711A20AF78A6529647D53E9HTML4HTTP/WWWGOOGLECOMHK/SEARCH5HTTP/ITEMTAOBAOCOM/ITEMHTMID1232501182410附件附件1单片机89C51主机核心是89C51，晶振频率为6MHZ。本次设计我们使用的单片机型号是89C51，它的作用是自动售货机在自动销售过程中,收到识币信号后,自动进行累计、外部金额显示、顾客按键后自动推出商品和发出退币找零等信号的电控系统。同时,该系统还具备预设价格、售出累计、驱动检测和故障自检等功能,是“售货机器人”的“大脑”。它把接受到的电源信号转换成各个模块所需要的信号，使这些功能能正常工作。89C51的引脚与功能简介89C51单片机两种封装形式1双列直插（PDIP）40引脚。2方形（PLCC）封装形式44引脚，有4条引脚是空脚（标为NC）。图34（A）为引脚排列图。图34（B）为逻辑符号图。89C51引脚功能1电源引脚VCC和VSS1VCC电源端，接5V电源。2VSS接地端。2外接晶体引脚XTALL和XTAL21XTAL1片内振荡电路的输入端；2XTAL2片内振荡电路的输出端。3控制信号引脚1RST/VPDRST是复位信号输入端，高电平有效。出现两个机器周期以上的高电平时复位；图3489C51单片机引脚排列及逻辑符号图RST引脚的第二功能备用电源VPD的输入端；当主电源VCC发生故障，降低到规定值时，此引脚可接备用供电，由VPD向内部RAM提供备用供电，以保持片内RAM中的数据。2ALE/PROG地址锁存允许信号访问外部存储器时，ALE信号的输出用于锁存低8位地址的控制信号。信号频率为振荡器的1/6；ALE端可以驱动8个TTL负载；对FLASH存储器编程时，用于输入编程脉冲信号。3/PSEN片外程序存储器读选通信号低电平有效，可驱动8个TTL负载。4/EAVPP片内、外程序存储器选择端编程电压输入端；当/EA端为高电平时，先访问片内EPROM；当/EA端接地时，只访问片外EPROM；在FLASH存储器编程时，提供编程电压。I/O引脚1P0口（P00P07）第一功能通用I/O口，用来输入/输出数据第二功能当CPU访问片外存储器时，分时提供低8位地址和高8位数据的复用总线。2P2口（P20P27）第一功能不扩展片外存储器时，作为通用I/O口。第二功能扩展片外存储器时，输出片外存储器的高8位地址。3P1口（P10P17）第一功能通用I/O口。第二功能片内ROM编程或校验时，输入片内ROM的低8位地址。4P3口（P30P37）第一功能通用的I/O口。第二功能控制功能。III89C51的外部总线外部总线结构图如图35所示。图35外部总线结构图1地址总线AB。16位，寻址范围64KB。高8位A15A8由P2口输出，低8位A7A0由P0口输出。2数据总线DB。8位，由P0口提供。3控制总线CB。由4条控制线和P3口的第二功能状态组成。89C51的内部结构89C51单片机在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和I/O口等基本功能部件。各功能部件由内部总线连接在一起。89C51基本结构见图36所示。图3689C51单片机基本结构图CPU是单片机的核心部件，由运算器和控制器等部件组成。运算器的功能主要是进行算术运算和逻辑运算。由8位ALU单元，两个8位的暂存器，8位的累加器ACC、B寄存器，程序状态寄存器PSW等组成。控制器用于控制单片机各部分的运行，由程序计数器PC，指令寄存器、译码器及定时控制逻辑和数据指针DPTR组成。附件2MONEYEQU0040H/定义投币显示存储单元RSEQUP30RWEQUP31EEQUP32MAINMOVMONEY,01H/赋予MONEY单元初值为1STARTCALLDELAY/调用延时程序MOVP2,01H/写指令01H,清屏LCALLENABLEMOVP2,38H/写指令38H,设定LCD为162显示，57点阵，8位数据接口LCALLENABLEMOVP2,0FH/写指令0FH,显示ON,光标ON,闪烁ONLCALLENABLEMOVP2,06H/写指令06H,光标输入方式增量移位LCALLENABLEMOVP2,80H/第一行起始字符地址LCALLENABLEMOVDPTR,TABLE/显示字符表头地址LCALLDISP/显示第一行数据RET/返回ENABLECLRRS/写指令子程序CLRRWCLRELCALLDELAYSETBERETDISPMOVR4,6/准备显示一行6个字符LOOP1MOVA,00H/投币数送AMOVR1,MONEYL1ADDA,06H/设置偏移量为6DJNZR1,L1MOVCA,ADPTR/查表取得要显示的数据LCALLDISPF/写入一个数据INCDPTR/数据表指针加1,准备取下一个数据DJNZR4,LOOP1/一行没有显示完就继续JMPINSERTDISPFMOVP2,A/写1字节数据到显示端口SETBRS/写数据时序请参照1602LCD使用说明书CLRRWCLRELCALLDELAYSETBERETTABLEDB“0YUAN“DB“0YUAN“DB“1YUAN“DB“2YUAN“DB“3YUAN“DB“4YUAN“DB“5YUAN“DB“6YUAN“DB“7YUAN“DB“8YUAN“DB“9YUAN“DB“10YUAN“DB“11YUAN“DB“12YUAN“DB“13YUAN“DB“14YUAN“DB“15YUAN“/货物选择键盘有键按下转CHECK程序AJMPINSERTS1LCALLD10MS/延时消抖MOVA,P3CPLAJBCACC4,S2S2MOVR1,MONEYINCR1MOVMONEY,R1WAIT1MOVA,P3CPLAJBCACC4,WAIT1/投币开关未松开继续等待，否则返回STARTAJMPSTART/返回KEYMOVA,P1/读P1口CPLAJNZKEY2/A不等零说明有键按下转KEY2MOVR5,0FFHRETKEY2LCALLD10MS/延时消抖MOVA,P1CPLAJNZKEY3MOVR5,0FFHRETKEY3JNBACC0,K1MOVR5,00HLCALLWAITRETK1JNBACC1,K2MOVR5,01HLCALLWAITRETK2JNBACC2,K3MOVR5,02HLCALLWAITRETK3JNBACC3,K4MOVR5,03HLCALLWAITRETK4JNBACC4,K5MOVR5,04HLCALLWAITRETK5JNBACC5,K6MOVR5,05HLCALLWAITRETK6MOVR5,06HLCALLWAITRETWAITMOVA,P1CPLAJNZWAITRETCHECKMOVA,R5MOVR6,AMOVA,MONEYDECA/因为之前给MONEY的初值是1，所以计算投币总数时应该减去1MOVB,A/将投币总数送入BMOVA,R6CJNEA,00H,NEXTB/判断是否按下键0LJMPTWOYUANNEXTBCJNEA,01H,NEXTC/判断是否按下键1LJMPTHREEYUANNEXTCCJNEA,02H,NEXTD1/判断是否按下键2LJMPFOURYUANNEXTD1MOVA,B/按其他键时退币LCALLOUTMONEYJMPMAINTWOYUANMOVA,B/将投入的货币累加数存入寄存器BCJNEA,02H,NEXTE1/判断投入的货币数是否为2元钱MOVR0,01H/选择的货物数为1个LOOPE1LCALLKEY/等待是否有键按下MOVA,R5CJNEA,0FFH,PRESS2SJMPLOOPE1PRESS2CJNEA,05H,NEXTE2/按下确定键,所选货物掉出LCALLOUTGOODSJMPMAIN/返回,等待下一次投币NEXTE2CJNEA,06H,BACKE1/按下取消键MOVA,B/退还全部的钱LCALLOUTMONEYJMPMAIN/返回,等待下一次投币BACKE1JMPLOOPE1/选择其他键时返回，等到有键按下NEXTE1JNCNEXTE3/投入的货币数小于所选择商品的预设价格LCALLOUTMONEY钱全部退还JMPMAIN/返回,等待下一次投币NEXTE3LCALLKEY/等待是否有键按下MOVA,R5CJNEA,0FFH,PRESS3SJMPNEXTE3PRESS3CJNEA,03H,NEXTE4/选择一次性购买2个货物MOVA,BCJNEA,04H,NEXTE5/判断投入的货币数是否为4元MOVR0,02H/将选择的货物数量值存入R0LOOPE2LCALLKEY/等待是否有键按下MOVA,R5CJNEA,0FFH,PRESS4SJMPLOOPE2PRESS4CJNEA,05H,NEXTE6/按下确定键,所选货物掉出LCALLOUTGOODSJMPMAIN/返回,等待下一次投币NEXTE6CJNEA,06H,BACKE2MOVA,B/退还全部的钱LCALLOUTMONEYJMPMAIN/返回,等待下一次投币BACKE2JMPLOOPE2/选择其他键时返回,等到有键按下N