基于单片机的简易收款机的设计-(1).doc

湖南大学电气与信息工程学院 本科生课程设计 题 目： 课 程： 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 同组人姓名： 指导 老师： 设计 时间： I 基于单片机的简易收款机的设计 学生： 指导教师： 内容摘要内容摘要: :随着全球信息化的发展,人们的生活水平也不断在提高，人们所需要 的商品也越来越多，各大规模的超市也随之涌现，超市里的商品品种和数量数不 胜数，以致于不可能完全依靠人来管理本设计正是基于此,解决超市人工收款任 务不方便的问题.本设计是基于 Atmel 公司 AT89C51 的简易超市收款机控制的设 计通过 4X4 矩阵键盘，液晶显示器（字符型 1602） ，串行铁电存贮器（24C64） ， 串行通讯口和单片机（AT89C51）的配合，以程控的方式完成收款的目的,系统采 用 Atmel 公司 1989 年生产的 AT89C51 单片机为核心控制器,完成简易超市收款机 的基本功能通过矩阵键盘输入商品号,系统经过一系列的分析处理,输出商品号, 数量,单价和总价等基本信息. 关键词关键词: 矩阵键盘 字符型液晶显示 铁电存贮 I2C II Simple cash register based on single-design AbstractAbstract: With the development of global information, people's living standards have also continued to improve, people need more and more merchandise, the large-scale supermarkets also the emergence of the supermarket variety and quantity of merchandise just to name a few that do not may completely rely on to manage people. The design is based on this, the settlement of receivables design artificial supermarket. through the 4X4 matrix keyboard, liquid crystal display (character 1602), serial ferroelectric memory (24C64), using Atmel Corporation 1989 production AT89C51 single-chip microcomputer as the core controller, complete the summary of the basic functions of supermarket cash registers, through the matrix keyboard input No. merchandise, the system through a series of analytical processing, the output of goods number, quantity, unit price, total price of such basic information. Key words：Matrix keyboard character LCD ferroelectric memory I2C III 目 录 一一、引言、引言 1 1 （一）本设计的背景1 （二）本设计的目的和意义1 二、总体方案设计二、总体方案设计 2 2 （一）方案设计2 （二）方案论证与选择2 三、系统硬件电路设计三、系统硬件电路设计 4 4 （一）单片机及其外围电路设计4 （二）键盘电路的设计5 （三） 、显示电路的设计.6 （四）存储器电路的设计.10 （五）串行通信接口电路的设计.12 四、系统软件程序设计四、系统软件程序设计 1414 （一）单片机内部数据处理程序.14 （二）键盘处理程序.15 （三）LCD 液晶显示程序 .16 （四）串口通信程序.17 （五）存储器程序.18 五、设计总结五、设计总结 1919 六、致谢六、致谢 1919 附录附录 2020 附录一 硬件原理图20 附录二 硬件 PCB 图21 附录三 原程序代码22 参考文献参考文献 3030 0 一、引言、引言 （一）本设计的背景 当前，单片机被广泛地应用于人们生活的各个领域。

单片机实际就是一台微 型计算机，虽然功能没有普通的计算机那么强大，可是它的体积很小，在很多场 合下普通计算机不能完成的工作，单片机却能出色的完成单片机是一种集成电 路芯片，采用超大规模技术把具有数字处理能力（如算术运算，逻辑运算，数据 传送，中断处理）的微处理器（CPU） ，随机存取数据存储器（RAM） ，只读程序 存储器（ROM） ，输入输出电路（I/O 口） ，可能还包括定时计数器，串行通信口 （SCI） ，显示驱动电路（LCD 或 LED 驱动电路） ，脉宽调制电路（PWM） ，模拟 多路转换器及 A/D 转换器等电路集成到一块单块芯片上，构成一个最小然而完善 的计算机系统由此来看，单片机有着微处理器所不具备的功能，它可单独地完 成现代工业控制所要求的智能化控制功能，这是单片机最大的特征单片机在外 观上与常见的集成电路块一样，体积很小，多为黑色长条状，条状两侧各有一排 金属引脚，可与外电路连接只需在电路中添加少许元器件，通过编写程序就可 以实现多种功能的单片机自动控制比如说，单片机接上键盘可以进行信号输入； 接上显示器可以实现数据显示；接上喇叭可以实现声音输出等等由于单片机体 积小巧、功能强大、应用灵活、价格便宜，所以应用十分广泛。

随着人们的生活水平的不断提高，对各种围绕人们生活圈的设备要求也是越 来越高，同时随着工业化大发展，一切家用设备、工业设备和商业设备都要求智 能化，傻瓜化，比如说数码相机，全自动洗衣机，电冰箱等；工业自动化设备， 那就是太多了，数控机床，智能化生产线等等；商业设备也是一样，自动取款机， 自动条码检测系统，自动收款机等等伴随着人们生活水平的提高，人们所需要 的必须品也越来越多，各种规模的超市也数不胜数，超市里的商品品种和数量也 太多，以致于不可能完全用人来管理本设计正是基于此，研究超市现在流行的 简易收款机 （二）本设计的目的和意义 超市收款机的主要任务就是，将各种商品的基本信息存贮起来，当识别到外 部输入的商品后，自动调出相关信息，比如说，商品的名称，商品货号，商品单 价，商品数量通过用单价来乘上相应的商品的数量，计算出商品总价，来达到 收款的目的，完成整个收款的过程根据上述，本设计的目的就是要完成超市收 1 款机简单的基本信息存贮，键盘输入数据，显示器显示相关内容，数据能够和 PC 机通信的功能 二、总体方案设计 （一）方案设计 总体电路设计应该完成五个部分电路：1、单片机及外围电路，2、键盘电路， 3、显示电路，4、存储器电路，5、串行通信接口电路。

单片机采用较流行的八 位机 AT89C51，根据内部的特性，完全能满足功能要求；因为需要输入的数字量 比较多，所以键盘采用 4X4 矩阵键盘；显示器使用液晶显示器；存储器采用铁电 存储器，操作方便，可靠，掉电可保存数据图 1 为电路组成框图 单 片 机 AT89C51 矩阵 键盘 数据 存储器 LCD 显示器 串行 通信口 图 1 系统组成框图 （二）方案论证与选择 1．键盘模块的选择 键盘的作用有两个，一是输入数据，二是功能操作基于此，有很多种方案 实现这一操作 方案一、采用直接式独立按键操作这种方案的操作过程，就是直接从单片 机 I/O 口引出通上拉电阻，接一按键，当按键按下时，单片机该端口为“0” ，单 片机通过对此端口逻辑“0”判断，来完成按键的识别，达到数据的输入，功能 的实现从这一过程可知，完成任务需要单片机很多 I/O 口，花费了很多 CPU 资 源，此种方案不可取 方案二、矩阵键盘矩阵键盘，这里采用 4X4 矩阵键盘，一共有 16 组情况， 实现的方法也是利用单片机的 I/O 口，通过上拉电阻相接，4X4 正好用到了单片 机一个端口采用这种方案既节约资源又方便，而且能够满足本设计的需要。

2 综上所述，在本设计中采用方案二 2．显示电路模块的选择 显示电路的主要任务是反应出操作结果和相关商口的信息根据此，有四种 方案可完这一工作 方案一，可用七段共阳极 LED 数码显示，将商口名称、单价等显示出来，可 以完成，将多个 LED 数码管的段选线相应并联在一起，由一个 8 位 I/O 口控制， 而各位的共阳极或共阴极分别由相应的 I/O 口线控制，实现各位的分时选通，这 就是动态扫描显示方式，采用动太扫描显示方式，每一位 LED 的选通时间为 1- 2MS这个时间不能太短，因为发光二极管从导通到发光有一定的延时，导通时 间太短，发光太弱人眼无法看清，这个时间也不能太长，否占用 CPU 时间太长， 由于人眼有视觉暂留现象，只要每一位显示时间足够短，就能够造成多位同时显 示的假象，每一位显示的时间间隔不能超过 20ms，若时间间隔太长，就会造成闪 烁现象，采用动态扫描方式，可降低功率消耗此系统，所需数码管较多，操作 麻烦，并且不直观，当然其发光数码管价格较便易在本系统中，此方案不可取 方案二，用 LED 数码管矩阵方式显示，这种方案的显示的原理和方案一都差 不多，用 16X16 点阵排列，将字型分成上下两个半部，上半部 16 列，每列用一 个字节表示（8 个点） ，下半部也是 16 列，每列也用一个字节表示（8 个点） ，因 此每个字需要 32 个字节来表示。

当然这样主就可以显示汉字，但时和单片机相 连较为复杂，本系统要许多块这样的 16X16 点阵，同时这种 LED 点阵方式显示， 造价较高，作为本电路，也是不可取的 方案三，采用带中文字库的 LCD 液晶显示器来完成显示，128X64 这种显示器 作为本系统设计，当然最好便考虑到系统成本的问题，带中文字库的 LCD 价格 一般都比较贵，采用这种方案，势必会增加设计成本本文也不采用这种方案 方案四，采用两行字符型显示器，这种显示器，用英文显示相关信息，操作 方便，价格又较适中，二十多元钱一块，作为本设计，是最合适不过 因此，结合上述方案，在本设计中，采用两行字符型 1602 显示器 3．存储器电路模块的选择 存储器的作用在本设计中主要起到基本商品信息的存储，和最后商品的出入 信息的存贮完成这一项工作方案也是多种多样的 方案一,用紫外线存储器 ROM，这个存储器操作不方便，同时，本设计的数据 3 是不断变化的，因此这种方案不可取 方案二，可以用海量存贮器来完，当然这个完全是可行的，掉电后信息也不 会掉失它具有低功耗、大容量、擦写速度快、可整片或分扇区在系统编程、擦 除等特点并且可由内部嵌入的算法完成对芯片的操作，因而在各种嵌入式系统 中得到了广泛的应用。

作为一种非易失性存储器，它在系统中通常用来存放程序 代码这种存贮器当然很好，但是，价格较贵，同时和本设计的单片机也不容易 实现接口，因为数据线和地址较复杂 方案三，采用串行铁电存贮器，可在系统中读写，掉电可保存数据，用 I2C 总线进行操作，因此需用的单片机端口较少，站用 CPU 资源较少，同时价格也不 贵，美中不足之处就是存贮容量没有海量存贮器大 根据上述三种方案，兼顾价格、容量和可操作性，本设计选用第三种方案， 也就是用串 E2ROM 4．串行通信接口电路的选择 串行通信接口标准经过使用和发展，目前已经有几种但都是在 RS-232 标 准的基础上经过改进而形成的所以，以 RS-232C 为主来讨论RS-323C 标准是 美。