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1、2013 届毕业设计（论文）开题报告题 目 基于单片机的自动存包柜设计与实现 学 院 电气信息工程学院 专 业 测控技术与仪器 姓 名 周静 班 级 09测控2Z 指导教师 吴建明 起止日期 2012年12月22日至2012年12月29日 2012年 12 月 29 日毕业设计（论文）开题报告（含课题的意义、目的；主要设计（研究）内容；设计（研究）方案；预期成果；进度安排及主要参考文献等，字数不少于1000字）一、课题目的意义我们在各大超市可以看到的自动存包柜就是应用单片机技术控制的方便顾客存取包的设备。由于它的方便性和安全性，目前，自动存包柜在超市和其它场合得到了广泛的应用，并且根据用途和场
2、合，其种类不断增多，功能也不断完善，大大地方便了人们的日常生活。本设计的自动存包柜是利用键盘输入存取指令，通过单片机扫描键盘，产生一组6位随机密码来控制自动存包柜柜门的开关。该自动存包柜可以对20个柜子进行控制，每组密码使用一次有效。整个系统稳定可靠，且有容错功能，使用和安装都十分方便。二主要设计（研究）内容本设计课题是基于51单片机的自动存包柜，其主要研究内容为：1、以单片机、矩阵键盘、集成电路等为核心器件组成自动存包柜。2、完成硬件电路设计、元器件采购、装配及调试工作。3、完成该课题的程序设计，提交程序设计框图及源程序清单。4、完成硬件与软件的综合调试，实现预定功能和主要技术指标。三、设计
3、（研究）方案1、硬件电路根据自动存包柜控制要求及所要实现的功能，其硬件电路由电源、单片机、数码管显示、驱动电路等组成，其硬件电路框图如下：图1 硬件电路框图2、主程序流程图图2 主程序流程框图3、主要元器件选型（1）单片机选型 方案一：选用STC89C52单片机，同时使用8155并行扩展口控制芯片（8155芯片可以用作单片机外部数据存储器，也可用以扩展I/O口、定时器扩展等。此处用作扩展I/O口，分别为PA、PB、PC口。）来控制键盘与显示电路。STC89C52和8155接口电路框图如图3所示：图3 STC89C52和8155接口电路框图89C52外扩一片8155H，8155H的RAM地址为7
4、E00H-7EFFH，I/O口地址为7F00H-7F05H，8155H的PA口为输出口，控制键盘的列线Y0-Y7的电位，PA口作为键盘扫描口，同时又是8位LED的扫描口，PB口作为显示器的段数据口，8155H的PC口作为输入口，PC0-3接行线Y0-Y3，称为键输入口。用反相驱动器75452驱动键盘，用同相驱动器7407驱动数码管。此方案原理较简单，但外围芯片数较多（四片75452、两片7407），成本高，而且当我们对其硬件调试时，如果出现问题，会对检查线路造成困扰。方案二：选用STC12C5A16D单片机。STC12C5A16D是高性能CMOS 8位单片机，有32个双向I/O口，片内含16K
5、字节的可反复擦写的Flash只读程序存储器和1280字节的随机存储器(RAM)，内置了8K字节的EEPROM用以存储存放东西时产生的密码，故不需要额外的EEPROM芯片。而且STC12C5A16AD为单指令周期，运算速度比STC89C52要快。硬件电路框图如图4所示：图4 STC12C5A16AD接口电路框图此方案外围芯片数量较少，节约了成本且电路较简单，所以选择第二种方案。（2）键盘选型为了减少I/O口的占用，本设计采用4*4矩阵式键盘，用“行扫描法”对按键进行识别。单片机的P1.0-P1.3、P1.4-P1.7分别接矩阵式键盘的行和列。（3）数码管驱动芯片选型本设计选用7段共阴极数码管，数
6、码管驱动电路选用CD4511。CD4511是CMOS型BCD-7段译码锁存驱动芯片，该芯片能提供较大的电流，可直接驱动数码管。（4）LED驱动芯片选型采用三态输出8D锁存器74LS373作为LED驱动芯片。由于本设计采用驱动20个LED用来模拟存包柜，为重复使用单片机的I/O引脚，故选择3块具有三态缓冲输出的74LS373数据锁存芯片来驱动20个LED。四、预期成果1.自动存包柜应工作可靠、动作正确：（1）存包时，按“存包”键即可打开柜门，同时产生随机密码。 （2）取包时，按“取包”键，输入随机密码之后按“确定”按钮即可取包，当输入错误之后，按“取消”按钮重新输入密码。（3）具有三次容错功能，
7、当顾客输入三次密码都错误时，之后输入的密码都无效。（4）当顾客输入密码错误超过三次或密码丢失时，管理员输入最高密码“101010”即可将全部柜门打开。2.具有显示功能。五、进度安排11月15日11月25日 查阅资料、方案论证、确定选题。12月10日12月15日 下发任务书、整理资料。12月22日12月29日 编制开题报告2月25日4月19日 完成硬件电路设计、元器件安装、调试。4月20日4月30日 完成程序（指令）设计编程、调试。5月01日5月10日 完成综合调试。5月11日5月31日 撰写、修改论文，完成毕业设计。6月01日6月04日 继续修改论文并准备答辩6月05日6月06日 答辩六、参考
8、文献1宁爱民.超市自动存包系统的设计J.现代电子技术，2002，（7）：70-72.2雷丽文，朱晓华，蔡征宇.微机原理与接口技术M.北京：电子工业出版社，1996.8.3童诗白，华成英.模拟电子技术基础（第三版）M.北京：高等教育出版社，2001：408-409.4王正元.现代电力电子器件应用导则M.北京：机械工业出版社，1995.85 沈剑贤,黄石红.双机系统在电子存取柜中的应用J.微计算机信息，2003，（4）：41-42.6杨文龙.单片机原理与应用M.西安：西安电子科技大学出版社，1995.7夏继强.单片机实验与实践教程M.北京：北京航天航空大学出版社，2000.8靳桅，邬芝权，肖波.单
9、片机键盘电路优化J.单片机与嵌入式系统应用，2004，（5）：65-66. 9靳桅，肖波，邬芝权.单片机双向IO口矩阵扫描按键电路的改进J.四川大学学报（自然科学版），2004，（z1）：301-303.10 蔺鹏,王炜奇.多数字数码显示驱动电路设计J.兰州工业高等专科学校学报，2002，（1）：25-27. 11 郑敏,杨坤涛.用AT89C2051自身接口实现温度检测数码管动态显示和键盘扫描J.安徽科技学院学报，2006，（1）：18-21.12佟云峰.单片机与LED显示器接口设计J.昆明冶金高等专科学校学报，2001，（4）：45-46.13刘晋，王政林，薛凯方.基于STC12C5A60S
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