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1、 编号：本科毕业论文电子硬币存钱罐的设计 完成日期： I摘 要随着我国经济的发展，硬币也流入了人们的生活，给人们的生活带来了许多的方便，但是硬币的存储也给人们带来了很大的烦恼。传统的硬币存储器械只能简简单单的对硬币进行存储，不具有自动计数和判断硬币真伪的功能。针对这种情况对电子硬币存储系统进行研究。该设计采用硬币币种识别技术，真伪辨别技术利用单片机STC89C52对信息进行处理，并显示存储总金额，以及当前投入的币种金额。该设计包含电源电路、单片机主控电路、硬币识别电路、投币器供电及其驱动电路等四个部分。软件采用Keil进行编程，并利用Protus软件对硬件和软件进行仿真，仿真结果显示该系统灵敏
2、性高，性能稳定，具有硬币识别，辨别真伪，计数显示等功能。关键词：硬币识别；电子存钱；真伪辨别；STC89C52AbsentAs Chinas economic development, the coin has flowed into peoples lives, peoples life has brought many of the convenience, but the coin storage but also to bring a lot of troubles. The traditional coin storage devices can simply be stored o
3、n the coin does not have automatic counting function and determine the authenticity of the coin. In view of this situation for electronic coin storage systems research.Change coin currency design uses recognition technology to identify the authenticity STC89C52 using SCM technology to information pr
4、ocessing, and display the total amount of memory, and the amount of current investment currency. The design consists of four parts supply circuit, microcontroller control circuit, coin identification circuit coin supply and driving circuits. Keil programming software uses and use Protus software to
5、hardware and software simulation results show that the system of high sensitivity, stable performance, with coin recognition, verify the authenticity, counting display.Keywords: Coin recognition; Electronic save money; Authenticity of identification; STC89C52目 录绪论11 研究背景及意义1 1.1 研究背景1 1.2 研究意义1 1.3
6、国内外研究现状22 总体方案设计及方案论证2 2.1 总体设计方案2 2.2 方案论证23 硬件电路设计3 3.2 单片机控制电路3 3.2.1 单片机的选择5 3.2.2 存储器的选择5 3.2.3 电路介绍6 3.3 认币器的选择6 3.4 硬币识别电路9 3.4.1 硬币识别电路元器件选择10 3.4.2 硬币识别电路分析11 3.5 投币器供电及其电机驱动电路114 系统软件设计13 4.2 程序流程图155电路调试和系统仿真17 5.1 电路调试17 5.2 系统仿真18 5.2.1 仿真软件的选择18参考文献25致谢26附录1 系统电路图27附录2 程序29完35IVIV绪论 硬币
7、也就是用金属铸造的货币1。金属币具有耐磨损，使用方便，流通寿命长等优点，在我国已有几千年历史。它具有货币职能，艺术欣赏和收藏保值等诸多功能。新中国发行的硬币，大致可分三类：流通的普通硬币、流通用的金属纪念币以及收藏用的贵金属纪念币2。由于纸币寿命短，不利于流通，人们在日常生活中大量使用硬币。我国发行的流通硬币，有鲜明的时代特点和浓郁的民族风格，不同的时期发行货币代表着不同的历史时期文化3。我们中华民族历史悠久，文化璀灿，成就卓著，为硬币的图案设计提供了丰富的题材，花卉艺术中国有着悠久历史。第三、第四硬币，采用花卉作为设计主题，即庄重大方，又轻松活泼，设计风格突破了呆板沉重格局，突出了民族风格。
8、体现了民族文化和精神面貌的艺术品。1 研究背景及意义1.1 研究背景目前，随着我国经济的发展，一角，五角，一元的纸币逐步退出了流通市场4，取而代之的是硬币。平时外出购物总少不了收到市场回找的硬币零钱，所以硬币的存储也就成了问题，传统的储钱罐只简单的具有存储的功能，不具有计数以及真伪的辨别。随着经济的发展人们的思想也提高了许多，但是事物都具有两面性，有些人为了牟取以及私利开始铸造假币，这也扰乱了我国的货币市场的正常秩序。这就要求我们设计一种储钱系统具有自动计数，显示以及真伪辨别的功能。1.2 研究意义近几年，电子技术获得飞速发展，现代电子产品渗透了国内外的各个领域。目前市场上主要使用的硬币储钱罐
9、有两种：一种是电子硬币储钱罐，一种是非电子硬币储钱罐。国内市场由于假硬币的泛滥，非电子硬币储钱罐功能单一，且不具体硬币真伪的辨别以及不能像电子硬币储钱罐一样带给孩童们以乐趣而将渐渐淡出人们的视野。相反，电子硬币储钱罐却由于功能的多种多样，深受孩童们的喜爱，可以从乐趣上培养孩子的储钱习惯。本设计具有真假辨别，自动辨别币种，自动计数，显示总的存储金额以及本次所投入的金额。具有灵敏度高，可靠性好等优点。填补了目前的市场空缺。1.3 国内外研究现状目前国内外对电子存储硬币这方面的研究也逐步的重视，特别是对币种识别以及真伪辨别5。在二十世纪中后期国外开始了对硬币识别的研究，相继出现了许许多多的硬币识别器
10、，最早的是机械性的，不能识别硬币的真伪6。在国外有使用图像处理技术对硬币进行辨别，这样造价太高，性价比极低，国内有的使用机械性的认币器这样误差太大，有的厂家设计的电子储钱系统太过于花哨，华而不实，蒙蔽了消费者的视线。目前国内外在电子储钱方面做得还不够完美，基于此本文设计了一种新型的电子储钱系统。2 总体方案设计及方案论证2.1 总体设计方案本设计包含电源电路，硬币识别电路，信息处理电路，显示电路等四部分。投入硬币时自动识别硬币真伪及币值，真币进入设计好的储钱装置，假币通过退币口退出。真币进入时自动对所存金额进行累加，并显示当前投入的金额。采用软硬件结合进行设计。系统硬件框图如图2-1。图2-1
11、 电子储钱系统硬件框图2.2 方案论证方案一：在本方案中采用机械性的硬币识别器，单片机STC89C52，以及液晶显示1602。硬币识别器将信号传送给单片机控制单元，单片机进行信息的处理，并在显示模块显示出总的金额以及本次所投金额。方案二：在本方案中选用光学以及电磁涡流式的认币器，单片机STC89C52控制单元以及液晶显示1602，并设置数码开关，可以设置多种币种识别功能，并可以设置灵敏度。认币器将信号传送给单片机，单片机通过信号处理在显示模块上显示出总的金额以及本次所投的金额，并自动判断硬币的真伪。在方案一中选择机械性的认币器，灵敏度低并且不可调不能很好地判断硬币的真伪，方案二中所选的光学及电
12、磁涡流式的认币器灵敏度高，能很好地判断硬币的真伪，并且操作简单，性能稳定。综上所述我们选择方案二进行设计。3 硬件电路设计在对硬件设计时采用Altium公司在80年代末推出的EDA软件Protel 99se。对各个单元分别进行设计。包括电源模块，单片机控制模块，显示模块，硬币识别电路，投币器供电及驱动模块。3.1 电源模块在电源单元选择AC220V转AC15V的变压器经过整流滤波之后接稳压模块，稳压模块选择所需要的+9V稳压模块LM7809以及+5V稳压模块LM7805，该种稳压芯片是美国国家半导体公司生产的一种稳压芯片，具有高输出电流，稳压性能好，输出线性度高等优点。电路图如下。图3-1 电
13、源电路模块3.2 单片机控制电路电子储钱系统的单片机控制电路以及显示电路如图3-2所示。35图3-2 系统控制电路及显示电路3.2.1 单片机的选择单片机选择STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器STC89C527。AT89C52 是ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机片内含8K byte的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和256 byte 的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统及8052 产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU）和FLASH由存储单元，功能强大AT89C
14、52单片适用于许多较为复杂控制应用场合。与Mcs-51产品指令和引脚完全兼容。8字节可重擦写FLASH闪速存储器，1000 次擦写周期全静态操作，0Hz-24MHz三级加密程序存储器，256*8字节内部RAM，32个可编程I/0口线，3个16 位定时计数器，8个中断源，可编程串行UART通道低功耗空闲和掉电模式。单片机时钟方式通常有两种形式：内部振荡方式和外部振荡方式。1、内部振荡方式：STC89C52内部带有时钟电路，因此只需要在片外XTAL1和XTAL2引脚接入定时控制元件（晶振和电容），就可以构成一个稳定的自激振荡器。2、外部振荡方式：把外部已有的时钟信号接入单片机内。这种方式适宜用来使
15、单片机的时钟与外部信号保持同步。复位是单片机的初始化操作8。其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。复位电路采用了上电自动复位和按钮复位两种方式，上电复位工作过程是在加电时，通过10uF的电解电容给RST端一个短暂的高电平信号；按键电路工作过程是当按键按下时，通过电阻R85、R9把RST锁定到高电平，由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，因此完全能够满足复位的时间要求。3.2.2 存储器的选择存储器选择ATMEL公司生产的AT24C04。AT24C04是ATMEL公司生产的4Kbit（512Bytes）E2PROM芯片，该芯片采用I2C总线设计，主要性能指标与AT24C02类似，不同点为：容量为AT24C02的两倍，分为两部分存储空间，每部分256bytes。有2个器件地址选择脚，一个I2C总线最多能够挂接4个AT24C04器件。32页，每页
