超市自动存储柜【设计】

a录

1弓।言............................................................................1

1.1超市自动存储柜电子系统的设计研究的背景及意义.........................1

1.2本文的研究内容...........................................................2

2总体框图........................................................................2

2.1主控芯片LM3s8113

2.1.1LM3s811芯片介绍..................................................3

2.1.2硬件总体框图.......................................................5

2.2TH12864芯片研究.........................................................6

2.2.1显示模块选择.......................................................6

2.2.2TH12864介绍.......................................................7

2.2.3TH12864工作原理...................................................8

2.2.4TH12864显示...........................................................8

2.2.5TH12864应用实验...................................................9

3系统软件部分设计..............................................................10

3.1IAR编译环境介绍......................................................10

3.2IAR编译环境的安装.....................................................11

3.3IAR编译环境下LM3s811最小系统版的程序调试............................12

3.3.1IAR工程文件的创建与设置..........................................12

3.3.2LM3S811最小系统版的程序调试.....................................13

3.44*4键盘扫描的实现.....................................................16

4系统的调试与分析..............................................................19

4.14*4键盘的扫描并在TH12864上显示的调试..............................19

4.2用户输入的密码与随机密码比较的调试....................................19

4.3用户输入万能密码与随机密码比较的调试.................................20

4.4程序调试的典型举例.....................................................20

5结束语.........................................................................21

参考文献：......................................................................21

附录1:元件清单.................................................................23

附录2:主程序...................................................................23

［摘要］本文介绍了超市自动存储柜的自动存储控制以及语音报警提示和数字显示等功能。经

过本课题的研究，我们提供了一种超市自动存储柜的方便实用的解决方案，具有保密性好、编码量多、

随机打开储物柜成功率几乎为零。本文采用了一种ARM微控制器（LM3s811主控芯片）与12864LCD显

示模块构成，通过串行方式连接的显示系统，利用C语言编程，通过软件控制，具体分析了设计调试

时的问题解决办法，使得系统得以实现。对于外部按键电路得到的数据，通过主控芯片进行读取、处

理、传送，使得数据得以显示。实脸表明，此设计的接口、结构等设计合理，功能基本可以实现，本

设计可供以后的键盘扫描类、显示类、语言提示类等设计参考使用。

［关键词］LM3s811微处理器；TH12864液晶显示；4*4键盘；储物柜

1引言

1.1超市自动存储柜电子系统的设计研究的背景及意义

自动储物柜在现实生活中应用广泛，为超市，图书馆，展览馆，酒楼，车站，码头，

以及娱乐场所提供短期寄存服务，也可以作为工厂、机关、医院、及特种行业员工的更

衣柜，这些足以证明储物柜在现代社会中具有重大的工程意义。超市自动储物柜作为储

物柜的其中一种，它克服了传统的人工寄存所带来的费人力⑴，速度慢，易冒领，不安全

等诸多弊端。因此为了能够更好的实现超市自动存储柜的各种功能，具有重要的研究价

值。

超市自动存储柜的发展经历了以下几个方面：起初的超市自动存储柜都是钥匙柜。

钥匙柜是将大量的钥匙进行集中管理而设计的，取、还钥匙必须通过管理人员的发放，

从而查询到取、还钥匙的各种相关信息并详细记录储物柜的使用情况，解决了因管理不

当引发的各种问题和时间。随着电子元件的进一步发展，在电子密码锁的基础上也出现

了很多种类的超市自动存储柜，且功能日益强大，使用更加方便，安全保密性更强，由

以前固定的单密码输入发展到随机密码的输入再到现在的加感应元件密码的扫描，从而

实现了真真正正的电子加密。由于人们对保密性要求的提高，还有一些人针对传统超市

自动存储柜不能满足企业、商业秘密等严格保密的问题，提出了远程管理自动储物管理

系统⑵，利用数据库技术将密码、IC卡和生物识别系统（指纹识别、人脸识别、掌形识别、

签名识别、声音识别等等）综合应用到远程储物柜系统中，利用互联网技术进行保护，即使

在很远距离也可以实现对超市自动存储柜的监控。作为未来识别技术中的潜力产品，生

物识别技术可以说有着非常好的使用前景。那么，对于现在超市自动存储柜设备的选择，

我们又该如何把握呢？

然而，这三种方式都不太适合现代超市自动存储柜的发展现状。第一种超市自动存

储柜虽造价不高，也容易学习，但是使用起来极其不方便，很容易造成硬件资源以及人

员的浪费；第二种在储物柜存满物品时，不会自动显示不能存东西，使用极不方便，且

安全性也大打折扣，管理人员并不知道设计的储物柜占用多少资源也没有对其进行可行

性分析，总会遇到硬件资源消耗大，作品调剂时间长，无法方便地按自己的设计意图反

复修改自己作品的难题；第三种技术虽然克服了传统自动储物柜系统的许多缺陷，增强

了储物柜的安全性，但是这种技术要求过高，投资迂大，且不易掌握，不便于技术的推

广。只能适用于保密要求高且供个人使用的箱、柜房间等。超市自动存储柜是为了满足

公共场合大众存储物品而设计的。因此本文试图设计一种既实惠又方便的超市自动存储

柜的电子系统，给人们的生活带来方便。

1.2本文的研究内容

本设计来源于对生活的观察，自动储物柜可以节省人力和营业面积，并方便了顾客。

本文以TH12864液晶显示作为显示模块，led模拟门驱动电路。基本功能如下：

a.当没有“存”键或是“取”键按下时，一直显示欢迎界面。

b.当按下“存”键时，门打开，并显示随机密码。

c.当按下“取”键时，显示“请输入密码”，当用户输入密码时判断密码是否正确。

d.设计一个万能密码以防止用户忘记密码，匚打不开的情况。

为了使本设计研究更有价值，可有以下的扩展功能：

e.当用户按下“存”时，在30s内用户如果没有关储物柜的门，会自动报警。

f.当用户输入密码3次不正确时，自动报警。

2总体框图

超市自动存储柜的控制系统由中央控制和门控制电路构成，中央控制由微机构成,

门控制电路采用Im3s811单片机作为主控芯片，每个单片机可控制多个储物柜,以及4*4

键盘扫描用户输入的密码。利用TH12864液晶显示储物柜当前的状态。门控驱动电路显

示门的开关状态。下图1为本设计的总体框图：

图1总体框由

2.1主控芯片LM3S811

2.1.1LM3S811芯片介绍

8位的51单片机长期占据着微控制器（MCU）的主流市场，但随着技术与需求的发展，

32位微控制器应用增长率也在不断攀升。目前，基于ARM内核的32位微处理器在市场上处

于领导地位。ARM处理器不但便宜而且性能较传统的51单片机高得多，集成度也大大提高，

为单芯片解决方案提供了非常方便的平台，在很多场合都可以用一个芯片就能包容所需的

全部资源，同时ARM处理器具有功耗低、程序代码少、自动化程度高、响应速度快、体积

小、可根据需要灵活定制等特点，适合于要求实时为多任务处理的场合。因此本设计采用

ARM处理器。

本设计所用的ARM处理器LM3s811有48个引脚⑶，其大部分引脚具有复同功能，如

LM3s811的用作JTAG的五个管脚，同时也可以作为GPIO使用，这是LM3s811的一个缺点，但

同时也是它的一个优点，由于JTAG被用来下载（烧写）程序使用，再用作GPIO可能会使得

芯片锁死，这是它的缺点；但同时，它有防锁死的措施，如果使用者细心加上防锁死程序，

或者在不需要使用太多GPIO的情况下，可以尽量不用这五个管肤叩B7和PC0~PC3,如果需要，

那么在加上防锁死程序后，就有五个GPIO管脚可以使用，这是它的一大优点。

在LM3s811中，有很多功能模块:JTAG、UART（串口）、PWM（脉冲宽度调制）、Timer

（定时器）、ADC（模数转换）等，其中一些功能模块，如串口，可以用在的调试过程中，

模拟的虚拟串口，通过串口调试器的调试，在电脑上可以看到输入输出的结果，同时对照

硬件的工作情况，可以更直观的得到运行结果。Timer可以被配置成一个32位的定时器，

也可以被分为两个16位的定时/计数器。

LM3s811芯片特点⑷:

•工作频率：0~50MHz

•32可编程I/O口

・3个定时模块，提供6个16位定时器

•具有8个中断优先级和26个中断

•64k单周期flash,8K单周期访问SRAM

•内置看门狗

•向量中断控制器，可配置优先级和向量地址

•低功耗设计：具备睡眠模式和深度睡眠模式

•3个PWM信号发生模块，提供3个16位的计数器、6个比较器，3个PWM信

号发生器、以及一个死区发生器

•支持4通道模数转换器，500000次/秒的采样率

•内置温度传感器

•内置模拟比较器

•2个异步收发器模块

•支持FreescaleSPI、MICROWIRE、和德州仪器三中格式同步串行接口

•拥有3个PWM发生器模块

LM3S811的内部系统方框图及其芯片管脚⑸图如下图2所示：

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