3点钞机硬件电路描述

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1、3 点钞机硬件电路描述3.1 点钞机的硬件框图本课题设计的多功能点钞机系统功能框图如图 3-1 所示左磁头底磁头托磁头右磁头0595595进钞红外取钞红外蜂鸣器4个按键电机丿射红外穿透检测紫光检测码盘性 检 测红外测HSTC?9C58RD图 3-1：多功能点钞机功能框图1功能指示3位LED显示3位LED显小左、右计数LPC935本系统采用PHILIPS公司的LPC935和STC公司的STC89C58RD+片机作为主控芯片。以纸币的左右计数红外信号作为两 者工作的同步信号。外部设计 4 个按键（功能、预置、-1、 +1/复位）作 为控制点钞机使用，采用 6 位数码管显示计数纸币张 数。本系统基本

2、工作流程可描述为：当进钞红外检测到进钞口放 入纸 币，便开始以所设定模式进行工作。纸币在点钞机的运动过 程当中，会对 其进行磁性检测、紫光检测、红外穿透检测以判别 其真伪。同时根据具体 情况控制电机启停和数码管显示。当取钞 口红外检测到取钞口的纸币被取 走的同时，会清零上一次计数值。 准备下次点钞工作。本系统采用两块单片机作为控制芯片，可以准确、高效的进 行点钞 工作。3.2 芯片介绍本节简要地介绍几种本系统中所用到的主要芯片，主要给出 它的的 工作条件及基本使用方法。3.2.1 STC89C58RD 单片机选用STC单片机的理由：降低成本，提升性能，原有程序直接使 用，硬件无需改动。且STC

3、公司提供PLCC PQFP、型封装，3.3V工 作电压单片机，使产品体积更小，更轻，功耗更低。如果 相关新增功能没 有用到，则不需看相应部分。用STC提供的STC-ISP.EXEX具将您原有的代码下载进STC相关的单片机即可，或 用通用编程器编程。STC89C51RC/RD+列单片机出厂时就已完全加密， 无法解密。用户程序是用ISP/IAP机制写入，一边校验一边写，无读出命 令，彻底无法解密。STC89C58RD+片机具有如下特性:超低功耗：在掉电工作模式下典型功耗为05卩A,可由外部中断唤醒，中断返回后，继续执行原程序。适用于水表、气表等电 池供 电系统及便携式设备；空闲模式下典型功耗为2M

4、A正常工作模式下典型功耗为 4-7mA超强抗干扰： I/O 口 ：输入/输出经过特殊处理，很多干扰是从I/O 进去 的，每个I/O均有对VCC/GN二级管箝位保护； 电源：单片机内部的时钟电路经过特殊处理， 很多干扰是 从电 源部分进去的； 时钟：单片机内部的时钟电路经过特殊处理， 很多干扰是 从时 钟部分进去的； 看门狗：单片机内部的看门狗电路经过特殊处理， 找开后 无法关闭，可放心省去处部看门狗；复位电路：单片机内部的复位电路经过特殊处理， 很多干 扰是从 复位电路部分进去的。STC89C51RC/RD+列单片机为高电平复位。推荐 外置复位电路为 MAX81 STC810 STC6344

5、STC6345 813L、706P 等，也可用RC复位，10卩F电容和10K电阻，22卩F电容和8.2K电 阻等； 宽电压：不怕电源抖动； 搞抗静电（高ESD保护）：轻松过2000V快速脉冲干扰（严格 的日本及欧洲EFT标准）；降低单片机对外部的电磁辐射（EMI）三大措施：禁止ALE时钟信号输出：RC/RD系8051单片机扩展RAM管理 及禁止ALE输出的特殊功能寄存器（只写）：特殊功能寄存器名：AUXR地址：8EH名称：辅助寄存器0表3.1 AUXR各位功能及复位值76543210Reset valuea 1 t-i卞GEXTRAMALEOFFxxxx,xx00信号输出，如MOV AUXR

6、#00000001B ； ALE 位置 “1”，禁止 ALE 时钟 输出。注意：AUXR是只写寄存器，而不要用含读的操作如“或、与、入 栈”。如采用读操作，读出的数值不确定，达不到需要的效果。外部时钟频率降一半，6T模式：传统的8051为每个机器周期 12个时钟，如将STC的增强型8051单片机在ISP烧录程序时候设为双 倍速（即6T模式，每个机器周期6时钟），贝何将单片机外部时钟频率 降低一半，有效的降低单片机时钟对外界的辐射。单片机内部时钟振荡器增益降低一半：在ISP烧录程序时将 OSCD设为1/2Gain可以有效的降低单片机时钟高频部分对外界的辐 射,5V单片机外部晶振频率小于24MHZ

7、 寸,3V单片机外部晶振频率小于 16MHZ 寸，将 0SCD 设为 1/2Gain,以上选择 full gain.STC89C51RD+片机可使用在系统编程，直接将用户代码下载进单 片机内部， 不用编程器.这样的好处是省去了购买通用编程器单片机在用户系统上即可下载/烧录用户程序，而无须将单片机从 已生产 好的产品上拆下，再用通用编程器将程序代码烧录进单片 机内部.有些程 序尚未定型的产品可以一边生产，一边完善.加快了产品进入市场的速度，减小了新产品由于软件缺陷带来的风险. 由于可 以将程序直接下载进单片机看运行结果故也可以不用仿真 器.如图 3-2所 示。大部分STC89系列单片机在销售给用

8、户之前已在单片机内部固化有 ISP系统引导程序，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进 单片机内部。故无须编程器（速度比通用编程器 快）。不要用编程器编 程，否则有可能将单片机内部已固化的 ISP 系统引导程序擦除，造成无法 使用 STC 提供的 ISP 软件下载用户 的程序代码1GND-C1 +VCC-V+GND-C1-T1OUT-C2 +R1 IN-C2-R1 OUT-V-T1IN-T2OUTT2IN-R2INR2OUT3STC232图3-2: STC单片机在线编程线路本段简要介绍了 STC89C51RD+片机的部分性能特征，如果需要 更加完整的了解该芯片的使用方法可以查阅数据手册

9、得到更 加说细的寄存 器操作指导，进行编程。3.2.2 LPC935 单片机P89LPC935是PHILIPS公司的Flash单片机，其主要特性：1、8KB可字节擦除的Flash程序存储器组成1KB/2KB扇区和64 字节页。单个字节擦除功能允许FLASHg序存储器的任何字节可用作非 易失性数据存储器。2、256字节RAM据存储器，LPC935还包括一个512字节的 附加片内 RAM3、512字节片内用户数据EEPRO存储区，可用来存放器件序列 码及设置参数等。4、2个4路输入的8位A/D转换器/DAC输出。2个模拟比较器可 选择输入和参考源。5、2 个 16位定时/计数器（每一个定时器打印头

10、可设置为溢 出时角 发相应端输出或作为PW输出）和1个23位的系统定时器，系统定时 器可用作实时时钟。&增强型UART具有波特率发生器、间隔检测、帧错误检测、自动 地址检测功能。7、400KHZ字节宽度IIC总线通信端和SPI通信端口。8、捕获/比较单元（CCU提供PWM输入捕获和输出比较功能。9、选择片内高精度RC振荡器时不需要外接振荡器件。可选区RC 振荡器选项并且其频率可进行很好的调节。10、VDD操作电压范围为。I/O 可承受5V （可上拉或驱动到 5.5V ）。11、利用商用 EPROM 编程器可简单实现串行 Flash 在电路编 程 （ICP）。 Flash 保密位可防止程序被读出

11、。12、器件固定在最终就用中时可采用串行 Flash 在系统编程（ ISP ）方法进行编程。13、 Flash程序存储器可实现在应用中编程（IAP）。这允许在程 序运行时改变代码。14、可配置的片内振荡器及其频率范围（通过用户可编程 Flash 配 置位选择）。振荡器选项支持的频率范围为 20KHz-18KHz（最大工作频率）。15、28 脚 TSSOPPLCCffiHVQF 封装。最少有 23 个 I/O ， 当选择片内振荡器和片内复位时I/O 可高达26个。16、4个中断优先级， 8 个键盘中断输入，另加两路外部中断 输 入。3.3 硬件电路实现（原理、参数计算及选择）点钞机的硬件电路是其

12、功能能够正常实现的前提。在此，对 一些重 要部分的电路功能是如何实现的给予简要而又必要的介 绍。如图3-3所示是STC89C58RD+片机所构成的一个最小系统。包括 它的电源提供、复位电路和外部晶振。其复位电路不仅可以 实现上电复 位，还可以手动按键复位。以实现在系统运行过程中 出现死机的情况下手 动复位。这是一种普遍采用的复位电路方式。旁边的LED用于指示系统是否上电。在机器上电时,可用于表示电源的正常情况。指导进行下一步工作。led发光3_1 2 3 Y YCYE EERSTM-CiXingR-CiXin gMaPan 3Dia nJiZ iDo ng Jie Cha oHo ng W!

13、64P .7 PRXDTXD421 34516RSTRXD/P3. 0IT N2 /P4. 3TXD/P3. 1IT N/0 P3.2IT N1 /P3. 3T0/P3. 4T1 /P3. 5VCC14 3 20 0 0PPPW78E58BPU1 8P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD639 DSP136QiDo ng Hon gW3 5VCC3 534 3VCC30r co un t L -Co un t2938DSP23 7DSP3a iP0. 7/AD7P2.7/A15EAP2.6/A14P2.5/A13P4.1AL EPSE NaK K KLAY1LXO-X DNG图3-3

14、: STC89C58RD+片机最小系统构成图3-4 :左、右磁头米信号处理电路 其中，左、右磁信号的处理共两套相同的电路，如图3-4所示。U3D C3 R5和R6构成微分电路，微分电路的典型电路如图3-5所示:在这个电路中，同样存在虚地、V| =0和h =0,h 2 =i。dt从而得：-V。二RC观dt上式表明，输出电压正比于输入电压对时间的微商。当输入电压Vs为阶跃信号时，考虑到信号源总存在内阻，在t=0 时，输出电压仍为一个有限值，随着电容器C的育是。输出电压V。将 逐渐地衰减，最后趋近于零，如图 3-6 所示。图 3-6 :微分电路工作原理微分电路的应用是很广泛的，在线性系统中，除了可用作微 分运算 外，在脉冲数字电路中，常用作波形变换，例如将矩形波 变换为尖顶脉 冲波。U1B和电位器R8构成了一个反相输入单门限电压比较器。比较器是一种用来比较输入信号V|和参考电压Vref的电路，其典型电路如图 3-7所示:图 3-7: 电压比较器此时运放处于开环工作状态，具有很高的开环电压增益。当输入信号电压V小于参考电压Vref时，即差模输入电压Vid = V|-Vref : 0时，运放处于负饱和状态，VO=VOL ；当输入信 号电压V升高到略大于参考电压VREF时，即Vid二V