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第二章 方案论证
根据设计要求，该系统由以下四个部分组成，分别是预设硬币投入、金额累计、可售指示和退币系统。经我们小组多次讨论，总结，从多个方案选择最佳的方案进行设计。
2.1 方案设计 2.1.1方案1
此方案中，自动售货机系统以FPGA器件作为处理和控制核心，能完成货物的信息存储，进程控制，硬币处理，余额计算，显示等功能。系统根据用户输入的货币，判断钱币是否足够，足够则售货，不够则提示并退出。系统自动的计算出应找钱币余额、库存数量并显示。系统按功能分为：分频模块、控制模块、译码模块、译码显示模块。
时钟 分频器 按键 控制器 RAM 译码 显示 数据
方案1的系统组成方框图：
2.1.2方案2
基于PLC的方案设计，自动售货机控制系统设计主要有三个功能模块，一个为售货机输入模块：该模块能完成货物信息的存储，硬币处理，余额计算。一个为中央处理模块：功能主要是硬件实验板上让两路信号同时在两个7段数码管上显示出来。另一个为输出控制模块：该模块主要是控制输出信号来控制阀门打开与找钱，并且控制阀门的打开时间。
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投币 各种指示灯 退币电动机 PLC 货物选择 出货继电器 退币 输出显示
方案2的系统组成框图
2.1.3 方案3:
基于单片机的自动售货机设计，选择AT89C51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3-6所示。
图3-6 89C51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。
2.2 方案比较
方案1功能模块较多，且每个功能模块下还包括几个程序模块，设计起来，
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程序输入必然很多很繁琐，当然涉及到的问题就较多，较复杂，而且对clk的分频也有多次，这不太利于功能和时序仿真，也不太利于最后在硬件实验板上进行模拟实验。
方案2设计程序简单，操作简单，但其ＰＬＣ价格太高，并维护费用高，过程复杂，输入输出电压过高，在人口活动较高的地方，售后机的显示，输出都是小功率，不适合使用，不经济。
方案3功能模块较少，但是功能实现都一样，这就减少了程序的繁冗，最后电路图显得就更加简短明了，越少的中间环节，实际操作起来肯定相对要容易一些。另外单片机的工作电压低，价格便宜，运行可靠，经济，维护费用不高。
所以最后选择方案，最终考虑使用AT89C51单片机。
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第三章 硬件设计
3.1设计思路
自动售货机是集光、机、电一体化的独立结构，它只需要顾客投币和按购物键选择即可自动售货及退找零钱，其工作程序如下图3-1
顾客投入货币 顾客按动按钮 机器自动计数 机器送出选定商品 机器将余币送出 顾客取出余币
图3-1 自动售货机工作时序图 售货机的工作原理是：
1）从投币口送入货币，然后通过传感器采集数据、识别器判断货币的 面值。
2）识别器把信息数据传给单片机。
3）单片机通过八位动态数码管显示投入金额，投入金额等于或超过定 时，相应的营业灯亮。
4）按相应按钮，售货机自动把商品送出，等待顾客取走。
5）显示余额，顾客可以选择找币或者继续买商品亦可继续投币如果选 择找币，系统会自动延时将硬币退出。 6）系统复零，完成售货。 由于系统的局限性，本次设计有按钮来代替货币的投入动作，分别有1元和5元两种投币金额，使用89C51为系统的核心，完成投币、装货、金额计算、清
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顾客取出商品