基于PLC的自动扶梯图像识别系统的设计【说明书论文开题报告外文翻译】
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目 录摘 要 .IIIAbstract .IV1 绪论 .11.1 课题背景 .11.2 IC 卡发展现状 .11.3 设计意义 .22 系统总体方案设计及硬件选择 .32.1 系统功能简介 .32.2 系统总体设计方案 .32.3 系统的硬件电路设计 .42.4 IC 卡的选择 .42.5 M1 卡简介 .53 硬件电路设计 .73.1 单片机 STM8S207C8T6 电路部分 .73.1.1 单片机 STM8S207C8T6 简介 .73.1.2 通用输入输出口（GPIO） .73.1.3 定时器部分 .93.1.4 串行外设接口(SPI) .103.1.5 模拟/数字转换器（ADC） .113.2 读卡芯片 FM1702SL 电路部分 .123.2.1 读卡芯片 FM1702SL 简介 .123.2.2 管脚配置 .133.2.3 管脚描述 .133.2.4 认证及数据加密传输 .143.2.5 读卡电路部分 .143.3 Nokia 5510 LCD 液晶显示电路部分 .153.3.1 Nokia 5510 LCD 简介 .153.3.2 Nokia 5510 LCD 液晶显示器的方块图 .16I3.3.3 引脚介绍 .163.3.4 液晶接口部分原理电路图 .173.3.5 初始化 .173.3.6 设置 Vop 值 .183.4 两线式矩阵键盘 .183.5 蜂鸣报警电路 .193.6 电源电路 .204 软件设计 .214.1 主程序流程图 .214.2 子程序流程框图 .224.2.1 扣费子程序流程框图 .224.2.2 充值子程序流程图 .224.2.3 按键处理子程序流程图 .234.2.4 显示子程序流程图 .244.4.5 IC 卡读写子程序流程图 .255 编程与调试 .265.1 开发软件 IAR 介绍 .265.2 将程序烧入单片机 .265.3 调试结果 .275.3.1 通电初始状态 .275.3.2 插卡显示 .285.3.3 扣款模式 .285.3.4 充值模式 .296 总结 .31参考文献 .32附录一：PCB 板图 .33附录二：总电路原理图 .34附录三：程序 .35致谢 .47II基于单片机的食堂售饭系统摘 要饭卡售饭系统最早应用在校园，食堂售饭系统的研究成功以及投入使用开启了食堂的管理革命，作为一种可以用电脑来进行自动结算的系统，不仅替代了传统餐券结算的方式，而且从根本上解决了一些问题，更多的节省物力、人力和财力，此系统为后勤管理的系统工作向自动化、科学化方向的发展开辟了广阔的空间。本次设计的食堂售饭系统使用单片机 STM8S207C8T6 完成了充值、扣费、余额不足报警提示、复位等功能。显示部分使用 Nokia 5510 LCD 液晶显示器，可以支持汉字和数字多种输出功能。键盘采用矩阵键盘模块，输入方便。读卡芯片 FM1702SL 是复旦微电子股份有限公司设计的基于 ISO14443 标准的非接触卡读卡机专用芯片，支持多种加密算法。从设计结果来看，本次设计操作方便快捷，结构简单，价格适中，可以广泛运用于各种食堂中。关键词：单片机;IC 卡；售饭系统；键盘IIICanteen Meal-Selling System Based On MicrocomputerAbstractThe card selling system is first used in the campus, the success of the study on dining system and the management revolution of dining room, As a computer for automatic billing system, not only to replace the traditional meal coupon settlement, and fundamentally solve the problem, save more material resources, human resources and financial resources, the system for logistics management system to the automatic and scientific party to the development of the opened the broad space.The design of the dining service system using STM8S207C8T6 MCU to achieve recharge, deductions, the balance of the alarm and reset functions. The display part uses the Nokia 5510 LCD liquid crystal display, can support the Chinese character and the numeral many kinds of output function. Keyboard using matrix keyboard module, enter the convenience. Card fm1702sl chip is Fu dan Microelectronics Co., Ltd. design based on iso14443 standard non-contact card reading machine special chip to support a variety of encryption algorithm. Results from the design, the design of convenient operation, simple structure, moderate price, can be widely used in the canteen.key words: single chip; IC card; selling meals; keyboard01 绪论1.1 课题背景在以前，像学校、公司、工厂等各种单位食堂，都是使用饭票、钱币一类的，这种付费方式操作繁琐，卫生方面也存在安全隐患。而且这种方式都是需要人力进行的，每次售饭以后多要进行清点、计算，费时费力。如今在这个飞快发展的世界里，计算机技术和大规模集成电路以及智能技术发展最为迅猛。现在有很多新型的电子仪器，这些新型电子仪器的出现使现代电子仪器发生了历史性的变化。 作为其中一种代表性的电子仪器， IC 卡的使用在很多方面，节省了很多人力、物力，减少了很多不必要的麻烦。单片机是其中一种代表性的元件。单片机具有体形很小，节约空间；作为集成模块，它集成度高；它的功能很强大，可靠性很高；使用操作方便，功耗低，价格低廉等优点。现今很多控制系统以及电子产品都用单片机作为核心部件。世界很多企业，都竞相把单片机用于更新电子产品，用于实现智能化、数字化的关键部件。本文设计的食堂售饭系统是一个将单片机作为核心部件的智能系统，在就餐方面和以往不同的是不仅提高了食堂售饭的效率，并且实现智能化的网络管理，因此在市场上得到很大的推广。1.2 IC 卡发展现状现在国际电子信息产业的产品有很多，IC 卡是尤为突出的一种。它在很多行业比如医疗、交通、食堂、门卡、考勤、安全、身份认证等方面有广泛的运用。IC 卡在全球的市场竞争中发展迅速，并且也已经发展的很先进。一项 IC 卡系统功能的开发、研究、以及应用需要涉及到很多，比如计算机、IC 卡的读写、通信、软件编程、等多种科学技术。我国相对于世界先进的其他国家，在 IC 卡的工程上，我国起步较晚。在有关政府的帮助下，于 1995 年底，我国金卡办为了规范全国 IC 卡的应用，就拟定了金卡工程银行卡应用的总体规划这个相关的项目。很多行业都重新拟定了 IC 卡在自己行业的发展规划，在国务院金卡办的支持下，IC 才得以健康发展。银行 IC 卡分为两类：信用卡与储蓄卡。所谓的信用卡，就是人们常说的贷记卡，可以有小额的信用借贷，也就是有一定额度的透支。但是这种信用卡也是有要求的，持卡人的信誉必须很高，透支的钱应在规定时间内存入。储蓄卡，也就是借记卡。这种卡一般用于消费或小数目的提取。这种卡不需要担保，也不用建立档案。现在国内最常用的就是借记卡。IC 卡的收费系统也是相当方便、合理的。以前传统的收费都是由人员亲自上门收费的，这种收费，需要居民提前准备零钱，并且还需有人在家按时等候，很不方便。现在这种 IC 卡收费系统，它包括水费、电费、天然气等各种资源消费，不仅避免了这种麻烦，1而且它通过预先收费，解决了先消费后付费不合理的现象。提高了管理和效率的质量、为居民提供最好的服务。IC 卡在医疗保险中也起着非常大的作用。我们可以用保险公司发放的医疗保障卡去医院就诊，就诊的费用由保险公司承担。这种 IC 卡还可以将病人的病例存放在里面，便于医生查阅。IC 卡也应用于公交系统中。乘客上车之前只要提前准备好 IC 卡，上车后，将卡放在收费机前感应一下，收费机将自动扣除乘车费用。不仅避免了没有零钱的尴尬，而且这种方法还杜绝了假币的现象，加快了车辆的周转速度，提高效率。IC 卡在各单位食堂售饭系统中也起着很大的作用。在就餐之前，只要保证卡内有一定的金额，就不用带着现金，只要将卡对着刷卡机感应一下，就能快速的扣除卡内金额。这种方式方便，快捷，提高了食堂的售饭效率。在其他的应用系统中包括高速公路收费站、工商管理系统、交警管理系统等都有各种应用。 IC 卡的应用领域将不断的扩大，现在的半导体技术。集成电路发展迅速，IC 卡的应用技术肯定会随之发展的更广阔。IC 的作用比不局限于此,IC 卡只会向更高的层次发展。比如 IC 卡从低容量向高存储发展，从接触式向非接触式转变，从单工能向多功能转化，从单系统向多系统转移，从民用发展为军用等。IC 卡越来越强大，品种越来越多，很多东西将会被 IC 卡一步步取代。1.3 设计意义单片机已经渗入到我们生活中的各个角落，给我们的生活减少了很多不必要的麻烦。单片机的应用价值很高，集可靠、微型和智能于一身。通过编写程序，就让其完成不同的工作。在本次设计食堂售饭系统中，我学到了很多。我查阅了大量的资料，为以后的工作打下了坚实的基础。在这个过程中，经过编程调试，我学到了很多专业性的知识，让我的编程能力和计算机都有了一定的提高。本次的设计采用 Nokia 5510 LCD 液晶显示器，汉字和数字都支持显示。键盘部分采用矩阵键盘，并采用 AD 采样通道，布线简单，操作方便。读卡芯片 FM1702SL 是非接触式读卡机专用的芯片。设计可实现充值、扣款、复位、报警等功能。设计简单，操作方便，便于使用。本次设计的食堂售饭系统由 STM8S 系列的单片机构成，由串行通信 SPI 接口与各部分组成元件进行通信，单片机调试接口 SWD 可以用来下载调试程序。在制作的过程中，我也可以了解到液晶显示和读卡芯片的工作原理和连接方法等。22 系统总体方案设计及硬件选择2.1 系统功能简介食堂售饭系统为了处理不同阶段的数据处理，根据实际情况，本文主要研究内容有一下几个方面：（1）就餐阶段就餐阶段，按下“功能模式切换”按键就能将模式转为扣款模式。将 IC 卡放在感应区域内，售饭机则会显示卡内的余额，并且可以双面进行显示。售饭员可以通过键盘输入金额，然后按“确认”键，IC 卡中的金额自动扣除，然后屏幕上将会显示卡内余额。如果卡内余额小于消费金额，则不能进行扣款，屏幕提示“余额不足”的字样，蜂鸣器进行报警，提示操作失败。如若 IC 卡中的金额小于所要消费的金额，售饭机则会给出蜂鸣报警提示操作失败。（2）充值阶段当售饭机处于充值阶段的时候，将 IC 卡放在感应区域内，售饭机将会显示卡内余额。充值人员通过键盘输入一定的金额后，按下“确认”按键，IC 卡中的金额将自动增加，然后显示屏将会显示当前的卡内金额。但是充值的金额也是有上线的，本次设计将卡内余额上线设置到 9999 元，超过 9999 元，屏幕将会显示“余额超过上限”的字样，蜂鸣器发出报警提示。如果输入错误，则一样可以按删除键清除，如果需要返回到主页面，则可以按下复位键就可以完成。2.2 系统总体设计方案根据以上所叙述的食堂售饭系统，本文中所写的售饭系统具有键盘输入、屏幕显示、检测 IC 卡、蜂鸣报警、等功能，系统框图如图 2-1 所示。图 2-1 系统总体框图电 源单 片 机STM8S207C8T6读 卡 芯 片FM1702SL报 警 电 路 前 端 显 示后 端 显 示键 盘复 位 电 路3由以上系统框图可知，食堂售饭系统分主要包括单片机控制模块、显示模块、插卡检测模块、定时器模块、键盘模块组成。几个模块通过相互协调工作来完成相应的控制和显示功能。读卡芯片读取卡内数据传送给单片机，单片机接收数据并发送信息给前端后端屏幕进行显示，如有错误信息，则单片机会发送指令给蜂鸣报警电路进行报警。通过按键输入数据，通过 AD 采样通道，单片机将采集到数据进行对比，来识别哪些按键按下，从而发出相应的指令。2.3 系统的硬件电路设计本系统采用单片机 STM8S207C8T6 作为本次设计的核心部件。两个 Nokia 5510 LCD液晶显示器作为显示元件。当通电后，没有插入 IC 卡时，屏幕则会自动显示在充值模式下，待插入 IC 卡以后，若插入正确，则显示卡内余额。按模式按钮，可任意切换充值和扣款的模式。若为充值界面则显示“充值”字样和卡内余额，若为扣费界面则会显示“扣款”字样以及卡内余额。在本次设计中，使用矩阵键盘，共有 13 个按键。S0S9 为数字键盘 09，S10 为模式键，作为扣费或充值的模式切换，S11 为删除键，S12 为确定键。本次的系统硬件部分由以下部分组成：（1）电源电路（2）STM8S207C8T6 单片机电路（3）Nokia 5510 LCD 液晶显示电路（4）矩阵键盘电路（5）复位电路（6）蜂鸣报警电路（7）读卡芯片电路2.4 IC 卡的选择IC 卡（Intergrated Circuit Card，集成电路卡） ，又称为智能卡（Smart Card）.在塑料基片中可以放置集成电路芯片，封装成片的一种形式，它的外表与名片相似。IC 卡根据其接口方式，分为接触式 IC 卡、非接触卡 IC 卡和双介面 IC 卡：(1)接触式 IC 卡:通过接触式的接触点与读写器连接，进行取电和通信。这种 IC 卡的优点为成本低，读写电路非常简单。缺点是因为触点外露，容易被静电损坏，触点容易锈蚀。（2）非接触式 IC 卡：与读写器不接触，利用电磁场传递卡片工作所需能量和数据。此卡的优点为无外露触点不易损坏，操作舒适。缺点是需专门的读写电路（芯片） ，成本较高。（3）双界面 IC 卡:既有接触式的接口，也有非接触式的接口。优点是结合了接触式和非接触式卡片的优点，适用于各种场合。缺点是芯片成本较高。4IC 卡
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