全自动存包柜项目设计教材

1、PAGE 北京理工大学珠海学院信息学院摘 要本文详细细介绍了了国内自自动存包包控制系系统的发发展现状状，发展展中所面面临的问问题。并并详细介介绍了本本系统采采用的单单片机做做控制器器，可以以同时管管理N个个存包柜柜。柜门门锁由电电磁阀控控制，当当顾客需需要存包包的时候候，可以以自行到到存包柜柜前按“开门”键，单单片机接接收到一一脉冲信信号，并并通过系系统I/O口发发出相应应的信号号，控制制锁柜门门的电磁磁阀将一一空箱打打开，顾顾客即可可存包，并将柜柜门关上上。当顾顾客需要要取包时时，要将将只要将将条码放放置到条条形码阅阅读器前前方，条条形码阅阅读器采采集到条条码信息息输出相相应的高高低电平平信

2、号传传给单片片机，系系统比较较密码一一致后，发出开开箱信号号至电磁磁阀是柜柜门打开开，顾客客即可将将包取出出。关键词：自动存存包 单单片机 光电传传感器 条形码码阅读器器目 录TOC o 1-2 h u HYPERLINK l _Toc29695 前 言 PAGEREF _Toc29695 1 HYPERLINK l _Toc7383 第1章 自动动存包柜 PAGEREF _Toc7383 2 HYPERLINK l _Toc6341 第1.11节 自动存存包柜的的发展概概述 PAGEREF _Toc6341 2 HYPERLINK l _Toc16586 第1.22节 总体方方案确定定 PA

3、GEREF _Toc16586 3 HYPERLINK l _Toc14272 第2章 系统统硬件设设计 PAGEREF _Toc14272 4 HYPERLINK l _Toc32378 第2.11节 MCSS51单单片机主主要应用用特性 PAGEREF _Toc32378 4 HYPERLINK l _Toc32103 第2.22节 自动存存包系统统面板设设计及控控制原理理图 PAGEREF _Toc32103 6 HYPERLINK l _Toc17794 第2.33节 微型处处理器 PAGEREF _Toc17794 9 HYPERLINK l _Toc9210 第2.44节 系统扩扩

4、展 PAGEREF _Toc9210 12 HYPERLINK l _Toc5098 第2.55节 输入/输出接接口系统统设计 PAGEREF _Toc5098 20 HYPERLINK l _Toc21250 第2.66节 条形码码阅读器器设计 PAGEREF _Toc21250 25 HYPERLINK l _Toc5679 第2.77节 电机控控制电路路设计 PAGEREF _Toc5679 26 HYPERLINK l _Toc958 第2.88节 电源 PAGEREF _Toc958 27 HYPERLINK l _Toc11392 第3章 系统统流程图图 PAGEREF _Toc1

5、1392 29 HYPERLINK l _Toc23006 第3.11节 控制主主程序流流程图 PAGEREF _Toc23006 29 HYPERLINK l _Toc9986 第3.22节 显示子子程序程程图 PAGEREF _Toc9986 31 HYPERLINK l _Toc6982 第3.33节 输入给给定值中中断服务务程序 PAGEREF _Toc6982 32 HYPERLINK l _Toc22812 结 论 PAGEREF _Toc22812 33 HYPERLINK l _Toc1705 附 录 PAGEREF _Toc1705 34 HYPERLINK l _Toc25

6、611 参考文献献 PAGEREF _Toc25611 39全自动存存包柜项项目设计计学校：北北京理工工大学珠珠海学院院学院：信信息学院院专业班级级：电气气工程及及其自动动化5班班学生姓名名：宋清清华 指导老师师：许强强强 指指导老师师签名： 日期： 年 月 日 信息学院院学生实实习学分分申请表表 年 月月 日学生姓名名宋清华学生学号号130110900510002专业电气工程程及其自自动化班级5项目名称称全自动存存包柜项项目设计计项目内容容简 述述申 请学分数 学生签字字： 年 月 日 指导老师师认定意意见指导老师师签字： 年年 月 日前 言随着我国国的不断断发展，产品呈呈现出种种类数目目不

7、断增增多、丰丰富的局局面。尤尤其是生生产质量量的不断断提高，对技术术服务提提出了更更高的要要求，特特别是对对物品的的自动存存储提出出了更新新更高的的要求。在当前前各种多多功能全全自动存存包机逐逐渐进入入各超市市的情况况下，我我们有必必要对国国产自动动存包控控制的应应用现状状及发展展作进一一步探讨讨。在超市、综合商商店、个个人商店店等人流流量大的的地方，常常需需要对顾顾客随带带物品进进行存储储。如果果用人工工完成不不但麻烦烦，而且且效率低低，劳动动强度大大。随着着微型计计算机控控制的普普及，特特别是单单片机的的应用，给该类类系统的的设计带带来了极极大的便便利，在在本次设设计中，将主要要介绍单单片

8、机控控制自动动存包控控制系统统的设计计方法。第1章 自动动存包柜柜第1.11节 自动存存包柜的的发展概概述电子存包包柜又名名自动存存包柜、电子寄寄存柜，是200世纪嵌嵌入式计计算机快快速发展展后在传传统寄存存行业的的一大应应用。从从外观和和用途来来看，电电子存包包柜属于于家具类类别中的的钢制家家具。从从实现方方式和功功能上来来看，电电子存包包柜属于于电子专专用设备备。电子子存包柜柜主要由由以下几几种类型型：(1)机机设条码码式电子子存包柜柜 存物时：按“存”键，寄寄存柜自自动打印印一张密密码条，机器语语音提示示：“请取密密码条”。使用用者抽出出密码纸纸，对应应的箱门门自动打打开，存存好后关关上

9、箱门门。取物物时：直直接将条条码纸在在扫描口口扫描，对应的的箱门会会自动打打开。语语音提示示：“请取完完物品后后关好箱箱门。”(2)指指纹式电电子存包包柜 以使用用者指纹纹作为寄寄存的凭凭证；当当使用者者进行存存物操作作时，须须先按一一下操作作键盘中中的“存”键，然然后在指指纹采集集窗里采采集指纹纹，机器器会把该该指纹与与分配给给使用者者使用的的寄存箱箱的箱号号结合起起来，并并将信息息自动记记录下，同时自自动打开开该箱，供使用用者存物物，存完完后使用用者自己己关好箱箱门；取取物时，只需须须先按一一下操作作键盘中中的“取”键，然然后在指指纹采集集窗里采采集指纹纹，寄存存柜将指指纹数据据与先前前记

10、录下下的进行行比对，正确后后才会打打开该箱箱供使用用者取物物（同时时机器会会自动记记录当时时的时间间、指纹纹以备查查询）。(3)非非接触IIC卡电电子存包包柜 以使用用者所持持IC卡卡（即射射频卡）作为寄寄存的凭凭证；当当使用者者进行存存物操作作时，须须先按一一下操作作键盘中中的“存”键再刷刷卡（即即让寄存存柜读取取卡号），寄存存柜先识识别是否否为该场场所的IIC卡，若不是是则拒绝绝存物；若是，机器会会把该卡卡号与分分配给使使用者使使用的寄寄存箱的的箱号结结合起来来，并将将信息自自动记录录下，同同时自动动打开该该箱，供供使用者者存物，存完后后自己关关好箱门门；取物物时，只只需须先先按一下下操作

11、键键盘中的的“取”键再刷刷卡，寄寄存柜将将读取的的卡号与与先前记记录下的的进行比比对，正正确后才才会打开开该箱供供使用者者取物（同时机机器会自自动记录录当时的的时间、卡号以以备查询询）。 (4)联联网型非非接触IIC卡电电子存包包柜 联网型非非接触IIC卡电电子存包包柜基本本功能与与非接触触IC卡卡电子存存包柜一一致，另另外增加加了网络络通讯模模块，上上位机管管理软件件等，以以实现寄寄存状态态联网监监控，分分段收费费，报表表打印等等功能。 现在公共共场所应应用比较较广泛。因此，研制出出一种能能自动存存包的装装置有很很重大的的意义，我所研研究的就就是这方方面的课课题。第1.22节 总体方方案确定

12、定根据“自自动存包包”这一目目的要求求，做如如下设计计安排：第一部分分：CPPU核心心控制部部分，由由单片机机80331、复复位电路路、时钟钟电路等等构成，是整个个系统的的核心。第二部分分：键盘盘显示控控制部分分。对33个数码码管和22个按键键进行管管理，33个数码码管用于于显示两两位柜号号和3位位密码，12个个按键分分别为110个数数字键和和2个功功能键。通过这这些键盘盘，用户户就可以以完成所所有的操操作。第三部分分：执行行机构部部分。它它是通过过80551的并并行口扩扩展一片片82555A芯芯片，并并通过882555A控制制20个个灯的状状态（亮亮灭）来来模拟柜柜子的存存包取包包的过程程。

13、软件部分分主要采采用我们们自己设设定的一一种与柜柜号相关关联的算算法来产产生一组组3位的的随机密密码，而而密码的的产生、核对过过程就对对应存包包、取包包的过程程。第2章 系统统硬件设设计第2.11节 MCSS51单单片机主主要应用用特性MCS-51单单片机是是美国IInteel公司司于19980年年推出的的产品,与MCCS-448单片片机相比比，它的的结构更更先进，功能更更强，在在原来的的基础上上增加了了更多的的电路单单元和指指令,指指令数达达1111条，MMCS-51单单片机可可以算是是相当成成功的产产品，一一直到现现在，MMCS-51系系列或其其兼容的的单片机机仍是应应用的主主流产品品，各

14、高高校及专专业学校校的培训训教材仍仍用MCCS-551单片片机作为为代表进进行理论论基础学学习。我我们也以以这一代代表性的的机型进进行系统统的设计计。MCS-51系系列单片片机主要要包括880311、80051和和87551等通通用产品品，其主主要功能能如下：8位CPPU4kbyytess 程序序存储器器(ROOM)128bbytees的数数据存储储器(RRAM)32条II/O口口线111条条指令，大部分分为单字字节指令令21个专专用寄存存器2个可编编程定时时/计数数器5个中断断源，22个优先先级一个全双双工串行行通信口口外部数据据存储器器寻址空空间为664kBB外部程序序存储器器寻址空空间为

15、664kBB逻辑操作作位寻址址功能双列直插插40PPinDDIP封封装单一+55V电源源供电MCS-51以以其典型型的结构构和完善善的总线线专用寄寄存器的的集中管管理，众众多的逻逻辑位操操作功能能及面向向控制的的丰富的的指令系系统，堪堪称为一一代“名机”，为以以后的其其它单片片机的发发展奠定定了基础础。正因因为其优优越的性性能和完完善的结结构，导导致后来来的许多多厂商多多沿用或或参考了了其体系系结构，有许多多世界大大的电气气商丰富富和发展展了MCCS-551单片片机，像像PHIILIPPS、DDalllas、ATMMEL等等著名的的半导体体公司都都推出了了兼容MMCS-51的的单片机机产品，就

16、连我我国的台台湾WIINBOOND公公司也发发展了兼兼容MCCS-551的单单片机品品种。近年来MMCS-51获获得了飞飞速的发发展，MMCS-51的的发源公公司Inntell由于忙忙于开发发PC及及高端微微处理器器而无精精力继续续发展自自己的单单片机，而由其其它厂商商将其发发展，最最典型的的是PHHILIIPS和和ATMMEL公公司，PPHILLIPSS公司主主要是改改善其性性能，在在原来的的基础上上发展了了高速II/O口口，A/D转换换器，PPWM(脉宽调调制)、WDTT等增强强功能，并在低低电压、微功耗耗、扩展展串行总总线(II2C)和和控制网网络总线线(CAAN)等等功能加加以完善善。

17、ATMEEL公司司推出的的AT889Cxxx系列列兼容MMCS-51的的单片机机，完美美地将FFlassh(非非易失闪闪存技术术)EPPROMM与800C511内核结结合起来来，仍采采用MCCS-551的总总体结构构和指令令系统，Flaash的的可反擦擦写程序序存储器器能有效效地降低低开发费费用，并并能使单单片机作作多次重重复使用用。80511是MCCS-551系列列单片机机中的代代表产品品，它内内部集成成了功能能强大的的中央处处理器，包含了了硬件乘乘除法器器、211个专用用控制寄寄存器、4kBB的程序序存储器器、1228字节节的数据据存储器器、4组组8位的的并行口口、两个个16位位的可编编程

18、定时时/计数数器、一一个全双双工的串串行口以以及布尔尔处理器器。MCS-51采采用模块块式结构构，MCCS-551系列列中各种种加强型型单片机机都是以以80551为核核心加上上一定的的新的功功能部件件后组成成的，从从而使它它们完全全兼容。表2.1为MMCS-51系系列单片片机常用用产品特特性。表2.11 MMCS-51系系列单片片机常用用产品特特性型号片内存储储器I/O线线定时器/计数器器片外寻址址空间（KB）程序数据程序数据805114K RROM128322个166位6464875114K EEPROOM128322个166位646480311无128322个166位646480C5514

19、K RROM128322个166位646487C5514K EEPROOM128322个166位646480C331无128322个166位6464805224K RROM256323个166位6464875224K EEPROOM256323个166位646480322无256323个166位6464MCS-51具具有比较较大的寻寻址空间间，地址址线宽达达16条条，即外外部数据据存储器器和程序序存储器器的寻址址范围达达2166=644kB，这作为为单片机机控制来来说已是是比较大大的，这这同时具具备对口口的访问问能力。此外，MCSS-511采用模模块化结结构，可可方便地地增删一一个模块块就可使

20、使引脚和和指令兼兼容的新新产品，从而容容易使产产品形成成系列化化。由于MCCS-551集成成了几乎乎完善的的8位中中央处理理单元，处理功功能强，中央处处理单元元中集成成了方便便灵活的的专用寄寄存器，硬件的的加、减减、乘、除法器器和布尔尔处理机机及各种种逻辑运运算和转转移指令令，这给给应用提提供了极极大的便便利。MCS-51的的指令系系统近乎乎完善，指令系系统中包包含了全全面的数数据传送送指令、完善的的算术和和逻辑运运算指令令、方便便的逻辑辑操作和和控制指指令、对对于编程程来说，是相当当灵活和和方便的的。MCS-51单单片机的的工作频频率为22-122MHzz，当振振荡频率率为122MHzz时，

21、一一个机器器周期为为1uss,这个个速度应应该说是是比较快快的。MCS-51把把微型计计算机的的主要部部件都集集成在一一块芯片片上，使使得数据据传送距距离大大大缩短，可靠性性更高，运行速速度更块块。由于于属于芯芯片化的的微型计计算机，各功能能部件在在芯片中中的布局局和结构构达最优优化，抗抗干扰能能力加强强，工作作亦相对对稳定。因此，在工业业测控系系统中，使用单单片机是是最理想想的选择择。单片片机属于于典型的的嵌入式式系统，所以它它是低端端控制系系统最佳佳器件。鉴于MCCS-551的以以上特点点，本文文的设计计就是基基于MCCS-551的880311型号单单片机来来设计的的自动存存包系统统。第2

22、.22节 自动存存包系统统面板设设计及控控制原理理图2.2.1 面板设设计自动存包包控制系系统面板板如图22.1所所示7821659430警报运行扫描出单区域显示区域存包取包图2.11 控控制面板板下图为实实物图的的展示： 图2.1 实物图图展示2.2.2 系统控控制原理理图图2.33 自自动存包包系统控控制原理理图在本系统统设计的的自动存存包系统统中，采采用80031单单片机设设计一个个最小系系统，为为了读键键盘给定定值及完完成检测测和控制制，系统统中扩展展一片882555A可编编程接口口及程序序存储器器EPRROM 27664其原原理图如如图2.3所示示。在图2.3中所所示，880311、

23、744LS3373、27664组成成最小系系统。第2.33节 微型处处理器80311单片机机是Inntell公司生生产的MMCS-51系系列单片片机中的的一种，除无片片内ROOM外，其余特特性与MMCS-51单单片机基基本一样样。2.3.1 80331性能能特点80311的主要要性能包包括:（1）与与MCSS-511位控制制器产品品系列兼兼容。（2）宽宽工作电电压范围围，VCCC可为为2.77V66V。（3）全全静态工工作，可可从0HHz 至至16HHz。（4）11288位内内部RAAM。（5）332条可可编程II/O线线。（6）两两个166位定时时器/计计数器。（7）中中断结构构具有55个中

24、断断源和22个优先先级。2.3.2 80331硬件件结构及及引脚功功能80311的内部部硬件结结构如图图2.44所示：图2.44 880311引脚图图在图2.4中所所示，880311单片机机采用440引脚脚双列直直插封装装(DIIP)形形式。采采用方形形封装工工艺。由由于受到到引脚数数目的限限制，所所以有一一些引脚脚具有第第二功能能。在单单片机的的40条条引脚中中，有22条专用用于主电电源的引引脚，22条外接接晶体的的引脚，4条控控制和其其它电源源复用的的引脚，32条条输入/输出引引脚。下下面分别别说明这这些引脚脚的名称称和功能能。（1）主主电源引引脚Vccc和GGNDVcc：芯片主主电源，正

25、常工工作时接接+5VV电源。GND：接电源源地。（2）时时钟振荡荡引脚XXTALL1和XXTALL2XTALL1: 接外部部晶体的的一端。在单片片内部，它是反反相放大大器的输输入端，该放大大器构成成了片内内振荡器器。在测测外部时时钟电路路时，对对于HMMOS单单片机，此引脚脚必须接接地；对对CHMMOS单单片机，此引脚脚作为驱驱动端。XTALL2: 接外部部晶体的的另一端端。在单单片机内内部,接接至上述述振荡器器的反相相放大器器的输出出端，振振荡器的的频率是是晶体振振荡频率率。若采采用外部部时钟电电路时，对于HHMOSS单片机机，该引引脚输入入外部时时钟脉冲冲；对于于CHMMOS单单片机，此引

26、脚脚应悬空空。（3）控控制信号号引脚RRST/Vpdd、ALLE/PPROGG、PSSEN和和EA/Vppp。ALE/PROOG: 地址锁锁存使能能输出/编程脉脉冲输入入端。在在扩展系系统时，ALEE用于控控制把PP0口输输出的低低8位地地址锁存存起来，以实现现低8位位地址和和数据的的隔离，P0口口作为数数据地址址复用口口线。当当访问单单片机外外部程序序或数据据存储器器或外接接I/OO口时，ALEE输出脉脉冲的下下降沿用用低8位位地址的的锁存信信号；即即使不访访问单片片机外部部程序或或数据存存储器或或外接II/O口口，ALLE端仍仍以晶振振频率的的1/66输出脉脉冲信号号，因此此可以作作为外部

27、部时钟或或外部定定时信号号使用。但应注注意，此此时不能能访问单单片机外外部程序序、数据据存储器器或外设设I/OO接口。PSENN: 片片外程序序存储器器读选通通信号。在CPPU向片片外程序序存储器器读取指指令和常常数时，每个机机器周期期PSEEN两次次低电平平有效。但在此此期间，每当访访问外部部数据存存储器或或I/OO接口时时无效出出现。EA/VVpp: 访问问程序存存储器控控制信号号/编程程电源输输入端。当EAA端输入入高电平平时，单单片机访访问片内内的程序序存储器器，在低低4KBB地址时时，将自自动转向向执行外外部程序序存储器器的程序序。当EEA输入入低电平平时，CCPU仅仅访问片片外程序

28、序存储器器。在对对87551EPPROMM编程时时，此引引脚接+21VV的编程程电压VVPP。RST/Vpdd: 复复位/掉掉电保护护信号输输入端。单片机机上电后后，只要要在该引引脚上输输入244个振荡荡周期22个机器器周期00宽度以以上的高高电平就就会使单单片机复复位；若若在RSST与VVcc之之间接一一个100F的电电容，则则可实现现单片机机上电自自动复位位。RSST/VVpd具具有复位位功能，在主电电源Vccc掉电电期间，该引脚脚可接上上+5VV的备用用电源。当Vccc掉到到低于规规定的电电平，而而Vpdd在其规规定的电电压范围围内时，+5VV就向片片内RAAM 提提供备用用电源，以保持

29、持片内RRAM中中的数据据不丢失失，复位位后能继继续正常常运行。（4）输输入/输输出（II/O）引脚PP0、PP1、PP2、PP3（共共32根根）P0.00P00.7: P00口是一一个8位位双向II/O端端口。在在访问片片外存储储器时，它分时时提供低低8位地地址和作作8位双双向数据据总线。在EPPROMM编程时时，从PP0口输输入指令令字节；在验证证程序时时，则输输出指令令字节(验证时时要外接接上拉电电阻)。P0口口能一吸吸收电流流的方式式驱动88个LSSTTLL负载。P1.00P11.7: P11口是88位准双双向I/O端口口。在EEPROOM编程程和程序序验证时时，它输输入低88位址。P

30、1口口能驱动动4个LLSTTTL负载载。P2.00P22.7: P22口是88位准双双向I/O端口口。在CCPU访访问外部部存储器器时，它它输出高高8位地地址。在在对EPPROMM编程和和程序验验证时，它输出出高8位位地址。P2口口可驱动动4个LLSTTTL负载载。P3.00P33.7: P33口是88位准双双I/OO端口。它是一一个复用用功能口口。作为为第一功功能使用用时，为为普通II/O口口，其功功能和操操作方法法与P11口相同同。作为为第二功功能使用用时,各各引脚的的定义如如表2-2所示示。P33口的每每一引脚脚均可独独立定义义第一功功能的输输入输出出或第二二功能。P3口口能驱动动4个L

31、LSTTTL负载载。表2.22 各各口线的的第二功功能定义义口线引脚第二功能能P3.0010RXD（串行输输入口）P3.1111TXD（串行输输出口）P3.2212（外部中中断0）P3.3313（外部中中断1）P3.4414T0（定定时器00外部输输入）P3.5515T1（定定时器11外部输输入）P3.6616（外部数数据存储储器写脉脉冲）P3.7717（外部数数据存储储器读脉脉冲）第2.44节 系统扩扩展 8031数据存储器I/O接口程序存储器 880311具有很很强的扩扩展功能能，允许许扩展各各种外围围电路以以补充片片内资源源不足，适应特特定应用用的需要要，扩展展内容包包括数据据存储器器、

32、程序序存储器器、I/O接口口等扩展展结构如如图2.5所示示：图2.55 880311系统扩扩展结构构图 2.44.1 I/O接口口的扩展展 由于我我们采集集的数据据量较多多，因此此CPUU的I/O口线线不够用用，所以以我们使使用82255AA来扩展展I/OO口，以以满足系系统的要要求。82555A是IInteel公司司生产的的通用可可编程并并行I/O接口口芯片。80331和882555A相连连可为外外设提供供三个88位I/O端口口，允许许采用同同步、异异步和中中断方式式传送II/O数数据。(1)882555A内部部结构和和引脚功功能内部结结构82555A内部部由四部部分电路路组成。它们是是A口

33、、B口和和C口，A组控控制器和和B控制制器，数数据缓冲冲器及读读写控制制逻辑，如图22-6所所示。1 A口口、B口口和C口口。A口口、B口口和C口口均为88位I/O数据据口，但但结构上上略有差差别。AA口由一一个8位位的数据据输出缓缓冲/锁锁存器和和一个88位的数数据输入入缓冲/锁存器器组成。B口由由一个88位的数数据输出出缓冲/锁存器器和一个个8位的的数据输输入缓冲冲器组成成。三个个端口都都可以和和外设相相连，分分别传送送外设的的输入/输出数数据或控控制信息息。2 A、B组控控制电路路。这是是两组根根据CPPU的命命令字控控制82255工工作方式式的电路路。A组组控制AA口及CC口的高高4位

34、，B组控控制B口口及C口口的低44位。3 数据据总线缓缓冲器。它是一一个8位位的双向向三态驱驱动器，用于与与单片机机的数据据总线相相连，传传送数据据或控制制信息。4 读/写控制制逻辑。这部分分电路接接收MCCS-551送来来的读/写命令令和选口口地址，用于控控制对882555A的读读/写。图2.66 882555A芯片片的内部部结构图图 引引脚功能能82555A有440条引引脚，采采用双列列直插式式封装。如图22.7所所示。图2.77 882555A引脚脚图1数据总总线（88条）：D0DD7:三三态双向向数据总总线，882555A与CCPU数数据传送送的通道道，当CCPU 执行输输入输出出指令

35、时时，通过过它实现现8位数数据的读读/写操操作，控控制字和和状态信信息也通通过数据据总线传传送。2控制总总线（66条）：RESEET: 复位信信号，输输入高电电平有效效。一般般和单片片机的复复位相连连，复位位后，882555A所有有内部寄寄存器清清0，所所有口都都为输入入方式。:片选信信号线，当这个个输入引引脚为低低电平时时有效，表示芯芯片被选选中，允允许82255AA与CPPU进行行通讯。:读信号号线，当当这个输输入引脚脚为低电电平时，允许882555A通过过数据总总线向CCPU发发送数据据或状态态字。:写入信信号，当当这个输输入引脚脚为低电电平时，允许CCPU将将数据或或控制字字写入882

36、555A。A0、AA1：地地址输入入线。当当=0，芯片被被选中时时，这两两位的44种组合合00、01、10、11分分别用于于选择AA、B、C口和和控制寄寄存器。其组合合如表22.3。表2.33 882555A控制制信号功功能表A1A22端口地址址端口功能0000100 HHA口读A口0001000 HHA口写A口0010101HB口读B口0011001HB口写B口0100102HC口写C口0101002HC口读C口0111003H控制口写控制字字1总线高阻阻3并行II/O总总线（224条）：这些些总线用用于和外外设相连连，分别别与A、B、CC口相对对应，用用于82255AA和外设设之间传传送数

37、据据，共分分三组：PA0PA77:端口口A输入入输出线线，一个个8位的的数据输输出锁存存器/缓缓冲器，一个88位的数数据输入入锁存器器。PB0PB77:端口口B输入入输出线线，一个个8位的的I/OO锁存器器，一个个8位的的输入输输出缓冲冲器。PC0PC77:端口口C输入入输出线线，一个个8位的的数据输输出锁存存器/缓缓冲器，一个88位的数数据输入入缓冲器器。4电源线线（2条条）：VVCC为为5VV电源线线，允许许变化10%；GNND为地地线。 (2)82555A方方式控制制字82555A有两两个控制制字：方方式控制制字和CC口单一一置复位位控制字字。用户户通过程程序可以以把这两两个控制制字送到

38、到82555A的的控制寄寄存器（A1AA0111B），以设设定82255AA的工作作方式和和C口各各位状态态。这两两个控制制字以DD7位状状态作为为标志。82555A各各端口工工作于什什么方式式和是输输入还是是输出方方式，是是由方式式控制字字决定的的。方式式控制字字格式如如图2.7所示示。D7为控控制字标标志位，若D77=1,则本控控制字为为方式控控制字，若D770，则本控控制字为为C口单单一置复复位控制制字。D6DD3为AA组控制制位。其其中，DD6和DD5位AA组方式式选择位位：若DD6D55000，则AA组设定定为方式式0；若若D6DD5001，则则A组设设定为方方式1：若D66D51（

39、为任意意），则则A组设设定为方方式2。D4为为A口输输入/输输出控制制位：若若D40，则则PA00PAA7，用用于输出出数据；若D440，则PAA0PPA7用用于输入入数据。D3位位C口高高4位输输入/输输出控制制位：若若D30，则则PC44PCC7为输输出数据据方式；若D331，则PCC4PPC7为为输入方方式。图2.88 方方式控制制字D2DD0为BB组控制制位，其其作用和和D6D3类类似。其其中，DD2为方方式选择择位，若若D20，则则B组设设定为方方式0，若D221，则B组组设定为为方式11。D11为B口口输入/输出控控制位，D10，则则PB00PBB7用于于输出数数据，若若D11，则

40、则PB00PBB7用于于输入数数据。DD0为CC口低44位输入入/输出出控制位位，若DD000，则PPC0PC33用于输输出数据据，若DD011，则PPC0PC33用于输输入数据据。如图图2.99所示：图2.99 置置位控制制字 (3)82555A的的工作方方式82555A有三三种工作作方式：方式00（Moode00）、方方式1（Modde1）和方式式2(MModee2)。正确的的选用方方式控制制字，并并把它通通过程序序送给882555A的控控制字寄寄存器就就可设定定82555A的的工作方方式。方式0（基本输输入/输输出方式式）：这种方式式不需要要任何选选通信号号。A口口、B口口及C口口的两个

41、个4位口口中的任任何一个个端口都都可以被被设定为为输入或或输出。输出锁锁存，输输入不锁锁存。根根据控制制字D44、D33、D11、D00位的变变化，方方式0有有16种种不同的的输入、输出组组合方式式。方式1（选通输输入/输输出方式式）：这种方式式下，AA口、BB口、CC口分为为两组。A组包包括A口口和C口口的高44位，AA口可由由编程设设定为输输入口或或输出口口，C口口的高四四位则用用来作为为输入/输出操操作的控控制和同同步信号号；B组组包括BB口和CC口的低低4位，B口可可由编程程设定为为输入口口或输出出口，CC口的低低四位则则用来作作为输入入/输出出操作的的控制和和同步信信号。AA口和BB

42、口的输输入输出出数据都都被锁存存。方式2（双向总总线方式式）：这种方式式下，AA口为88位双向向总线口口，C口口的PCC3PPC7用用来作为为输入/输出操操作的控控制和同同步信号号；B口口和C口口的PCC0PPC2则则可编程程为方式式0或方方式1工工作。 (4)82555A与与CPUU 80031的的接口82555A与CCPU 80331的接接口连线线如图22.100所示。图2.110 882555A与CCPU880311的接线线图82555A与单单片机间间有3组组连线：D7D8根根数据线线依次与与P0口口的P00.7P0.0一一一对应连连接：RRD、WWR、RRESEET等33根控制制线与单

43、单片机的的同名引引脚互连连；片选选端CSS则与PP2口相相连；AA1、AA0两根根地址线线与单片片机的两两个I/O引脚脚连接。 2.44.2 存储储功能扩扩展由于我们们需要保保存一定定的数据据，而880311片内没没有程序序存储功功能，因因此，EEA管脚脚总是接接低电平平。根据据保存的的数据量量需要，我们选选用了EEPROOM 227644为外扩扩的数据据存储器器。(1)态态缓冲输输出的88D锁存存器，由由于单片片机的三三总线结结构中，数据线线与地址址线的低低8位共共用P00口，因因此必须须用地址址锁存器器将地址址信号和和数据信信号区分分开。774LSS3733的锁存存控制端端直接与与单片机机

44、的锁存存控制信信号ALLE相连连，在AALE的的下降沿沿锁存低低8位地地址。其其中，DD0DD7为数数据输入入端；QQ0QQ7为数数据输出出端；OOE为三三态允许许控制端端（低电电平有效效）；LLE为锁锁存允许许端。 图2.111 74LLS3773 引引脚该片如何何工作由由功能表表2.44决定，表中LL为低电电平、HH为高电电平、ZZ为高阻阻抗（相相当开路路）X为为任意电电平，一一般将OOE接低低电平，LE接接ALEE就能正正常工作作。表2.44 774LSS3733真值表表LEDnQnLHHHLHLLLLLLLLHHHXXZ (2)27664 EEPROOM紫外外线擦除除电可编编程只读读存

45、储器器EPRROM是是国内用用得较多多的程序序存储器器。EPPROMM芯片上上有一个个玻璃窗窗口，在在紫外线线照射下下，存储储器中的的各位信信息均变变1，即即处于擦擦除状态态。擦除除干净的的EPRROM可可以通过过编程器器将应用用程序固固化到芯芯片中。本次设设计所选选用的是是27664 EEPROOM。 27664的概概述这是一种种可以擦擦去重写写的只读读存储器器。通常常用紫外外线对其其窗口进进行照射射，即可可把它所所存储的的内容擦擦去。之之后，又又可以对对其重新新进行编编程，写写入新的的内容。一旦写写入，其其存储的的内容可可以长期期（几十十年）地地保存，即使去去掉电源源电压，也不会会影响它它

46、所存储储的内容容。图22.111为通用用的EPPROMM 27764的的引脚图图，它的的容量为为8 KK8biit。88 K表表示有8810224个存存储单元元，8位位表示每每个单元元存储数数据的宽宽度是88位。前前者确定定了地址址线的位位数是112位（A0A122），后后者确定定了数据据线的位位数是88位（DD0DD7）。目前，除了串串行存储储器之外外，一般般情况下下，我们们使用的的都是88位数据据存储器器。单一一+5 V供电电，工作作电流为为75 mA，维持电电流为335 mmA，读读出时间间最大为为2500 nss，DIIP288封装。2764VppA12A7A6A5A4A3A2A1A0

47、D0D1D2GNDVccPGMN.CA8A9A11OEA10CED7D6D5D4D327648K EPROM图2.112 227644引脚图图引脚功功能其中，AA0AA12为为地址线线；D00D77为数据据线； 为片选选线；是是读线；是编程程输入；Vppp为编程程电源。除了122条地址址线和88条数据据线之外外， 为为片选线线，低电电平有效效。也就就是说，只有当当为低电电平时，27664才被被选中，否则，27664不工工作。 EPRROM 27664和锁锁存器774LSS3733与80031组组成最小小系统80311单片机机扩展一一片27764程程序存储储器电路路如图22.122所示。1地址线

48、线。单片片机扩展展片外存存储器时时，地址址是由PP0和PP2口提提供的。图2.12中中，27764的的13条条地址线线（A00A112）中中，低88位A00A77通过锁锁存器774LSS3733与P00口连接接，高44位A88A112直接接与P22口的PP2.00P22.3连连接，PP2口本本身有锁锁存功能能。注意意，锁存存器的锁锁存使能能端LEE必须和和单片机机的ALLE管脚脚相连。图2.113 80331扩展展27664 EEPROOM硬件件接线图图2数据线线。27764的的8位数数据线直直接与单单片机的的P0口口相连。因此，P0口口是一个个分时复复用的地地址/数数据线。3控制线线。CPP

49、U执行行27664中存存放的程程序指令令时，取取指阶段段就是对对27664行读读操作。注意，CPUU对EPPROMM只能进进行读操操作，不不能进行行写操作作。CPPU对227644的读操操作控制制都是通通过控制制线实现现的。227644控制线线的连接接有以下下几条：CE：直直接P22.5。OE：接接80331的读读选通信信号端。在访问问片外程程序存储储器时，只要端端出现负负脉冲，即可从从27664中读读出程序序。第2.55节 输入/输出接接口系统统设计输入/输输出接口口系统就就是指人人与计算算机之间间建立联联系、交交换信息息的输入入/输出出设备接接口，就就是人机机交互接接口。这这些输入入/输出

50、出设备主主要有键键盘和显显示器等等。它们们是系统统中必不不可少的的输入、输出设设备，是是控制系系统与操操作人员员之间交交互的窗窗口。2.5.1 键盘系系统设计计键盘是若若干按键键的集合合，是向向系统提提供操作作人员干干预命令令及数据据的接口口设备。键盘可可以分为为编码键键盘和非非编码键键盘两种种类型。前者能能自动识识别按下下的按键键并且能能产生相相应的代代码，以以并行或或串行的的方式发发送给CCPU。它使用用方便，接口简简单，响响应速度度快，但但是需要要专用的的硬件电电路。本本次设计计中所采采用的就就是编码码键盘。如图2.3中所所示，882555A为给给定值输输入接口口。为了了使系统统简单，设

51、计了了一个由由二极管管矩阵组组成的编编码键盘盘，如图图2.114所示示：图2.114 编编码键盘盘原理图图键盘输出出信号DD，C，B，AA（BCCD码）分别接接到82255AA的A口口PA33-PAA0，键键选通信信号KEEYSTTROBBE（高高电平有有效），经反向向器接到到80331的IINT00管脚。当按下下某一个个按键时时，KEEYSTTROBBE为高高电平，经过反反相后的的下降沿沿向80031申申请中断断。80031响响应后，读入BBCD码码值，作作为定值值，并送送显示。本次设设计只有有3位显显示，所所以最多多只能给给定9999。输输入顺序序为从最最高位（百位数数）开始始。当按键未未

52、按下时时，所有有输出端端口均为为高电平平。当有有按键按按下以后后该按键键的BCCD码将将会出现现在输出出线上。2.5.2 显示系系统设计计为了使操操作人员员及时掌掌握生产产情况，在一般般的微型型计算机机控制系系统或者者智能仪仪器当中中，都配配有显示示程序。本次设设计采用用LEDD数码显显示。(1)LLED数数码管的的结构及及显示原原理常用的显显示器件件有：显示和和记录仪仪表，CRTT显示终终端，LEDD或者LLCD显显示器，大屏幕幕显示器器。本次次设计所所采用的的是LEED数码码管。LLED数数码管具具有结构构简单，体积小小，功耗耗低，响响应速度度快，易易于匹配配，寿命命长，可可靠性高高等优点

53、点。LED数数码管是是由发光光二极管管组成，由于材材料的不不同，可可以发出出各种单单色光线线。发光光二极管管可以有有多种组组成形式式，其中中7段数数码管应应用最多多，根据据发光二二极管内内部的连连接方式式不同，又有共共阴极或或共阳极极两种形形式。如如图2.15所所示图2.115 LEDD数码管管结构 (2)74LLS1338结构构及功能能图2.116 74LLS1338结构构A1、AA2、AA3分别别为输入入端，GG1为使使能端的的高电平平，0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7分分别为输输出端。在讲338译码码器的时时候，老老师还讲讲了388译码器器的逻辑辑真值表表，而且且，388译码

54、器器就是根根据逻辑辑真值表表研制出出的，如如下图：图2.117 74LLS1338 真真值表注：表中中的蓝色色区域为为输入使使能端，黄色区区域为输输入选择择端，绿绿色区域域表示该该译码器器不工作作。其引引脚功能能为：AA、B、C为译译码地址址输入端端；G11为选通通端；22A、22B为选选通端（低电平平有效）；Y00Y77为译码码输出端端（低电电平有效效）。(3) 74LLS3777结构构及功能能简单输出出接口通通常用774LSS3777芯片。该芯片片是一个个种8DD锁存器器，该芯芯片的引引脚排列列如下图图所示： 图22.188 774LSS3777引脚及及功能图中相关关引脚的的功能如如下：D

55、0-DD7:88位数据据端输入入端。Q0-QQ7:88位数据据输出端端。G：使能能控制端端。CLK：时钟信信号，上上升沿锁锁存数据据。 表22.5 74LLS3777真值值表CLKDQ1XXQ01110100X0XQ 下图是是利用774LSS3777进行简简单输出出接口的的扩展的的电路，图中，由于774LSS的G端端与P22.7口口连接，所以他他的地址址是：00XXXX XXXXX XXXXX XXXXXXB。如如果把“X”全置11的话，就是001111 11111 11111 111111B即77FFHH 图2.119 774LSS3777输出接接口的扩扩展电路路 由于551的与与74LLS

56、的CCLK端端相连，当信号号由低电电平变高高时，数数据总线线上的数数据证实实输出的的数据。而此时时P2.7也正正输出低低电平，有效，因此，数据就就被锁存存，有关关程序如如下：MOV DPPTR， #77FFHH ： 地址址MOV AA， #DDATAA ： DDATAA为要送送出的数数据MOV DDPTRR， AA : P00口数据据被744LS3377锁锁存第2.66节 条形码码阅读器器设计条形码阅阅读器是是传感器器大家族族中的成成员，它它把发射射端和接接收端之之间光的的强弱变变化转化化为电流流的变化化以达到到探测的的目的。条形码码阅读器器具有如如下特点点:输出出回路和和输入回回路是电电隔离

57、的的(即电电绝缘)，体积积小、精精度高、检测距距离远，防水、防腐蚀蚀、防震震动，抗抗光、电电、磁等等干扰。所以它它可以在在冶金、纺织、烟草、造纸、化工、电力、保安等等各种行行业得到到应用。条形码码阅读器器(光电电传感器器)利用用被检测测物对光光束的遮遮挡或反反射，由由同步回回路选通通电路，从而检检测物体体有无。物体不不限于金金属，所所有能反反射光线线的物体体均可被被检测。条形码码阅读器器将输入入电流在在发射器器上转换换为光信信号射出出，接收收器再根根据接收收到的光光线的强强弱或有有无对目目标物体体进行探探测。工工作原理理如图22.200所示。图2.220 光光电传感感器工作作原理条形码阅阅读器

58、在在一般情情况下由由三部分分构成，它们分分别为发发送器、接收器器和检测测电路。条形码码阅读器器的重要要功能是是能够处处理光的的强度变变化，利利用光学学元件，在传播播媒介中中间使光光束发生生变化，利用光光束来反反射物体体，使光光束发射射经过长长距离后后瞬间返返回。发发射器对对准目标标发射光光束，发发射的光光束一般般来源于于发光二二极管(LEDD)和激激光二极极管。光光束不间间断地发发射，或或者改变变脉冲宽宽度。受受脉冲调调制的光光束辐射射强度在在发射中中经过多多次选择择，朝着着目标不不间断地地运行。接收器器由光电电二极管管或光电电三极管管组成。在接收收器的前前面，装装有光学学元件如如透镜和和光栏

59、等等。在其其后面的的是检测测电路，它能滤滤出有效效信号和和应用该该信号。此外，条形码码阅读器器的结构构元件中中还有发发射板和和光导纤纤维。条形码阅阅读器的的种类也也很多，根据条条形码阅阅读器在在检测物物体时发发射器所所发出的的光线被被折回到到接收器器的途径径的同，可分为为漫反射射式、镜镜反射式式、对射射式等。第2.77节 电机控控制电路路设计为了提高高抗干扰扰能力，系统采采用了光光电隔离离技术。电机可可以采用用多种方方法控制制，如固固态继电电器（SSSR）、可控控硅（SSCR）及大功功率场效效应管等等，本设设计采用用固态继继电器（SSRR）。采采用电机机控制是是为了提提高效率率，当条条形码确确

60、认后，由电磁磁阀带动动电机，拉动柜柜门打开开，代替替手工，方便顾顾客取包包。2.7.1 固态继继电器介介绍固态继电电器（SSoliid SStatte RRelaay）简简称SSSR，它它是用晶晶体管或或可控硅硅代替常常规继电电器的触触点开关关，而在在前级中中与光电电隔离器器融为一一体，因因此固态态继电器器实际上上是一种种带光电电隔离器器的无触触点开关关。根据据结构形形式，固固态继电电器有直直流型固固态继电电器和交交流型固固态继电电器。本本设计采采用的是是交流型型固态继继电器。(1)直直流型SSSR。直流型SSSR的的原理电电路如图图2.221所示示：图2.221 直流型型SSRR的原理理电路