摘要：本文介绍了基于AT89C52单片机的自动存取柜的软硬件设计方法。通过外接8255芯片、微型打印机及字符点阵式LCD、反射式红外传感器，键盘专用芯片74C922，限位开关及继电器阵列实现了人机交互能力强、简洁可靠的设计目的。
关键词：自动存取柜    AT89C52单片机   字符点阵LCD    微型打印机  反射式红外传感器

1、需求信息：

在大型超市、图书馆、火车及汽车站，人们经常需要寄存包裹。采用人工方法存取包裹即费人工又费时间，与信息社会格格不入。故而笔者设计一套基于单片机AT89C52的自动存取柜（16柜）的微机系统，能够完全实现自动化。顾客只须按存包键，某一柜门自动打开，同时系统打印密码和柜号。当顾客取包时，按取包键，同时输入密码（人机互动），系统确认密码正确后其柜门再次打开，顾客取包离开。

2、自动存取柜的硬件系统设计：

自动存取柜的硬件系统设计如图2.1

  图2.1   自动存取柜的硬件系统设计原理简图

说明如下：该系统主机CPU为AT89C52，外接两块8255芯片I/O扩展，74C922键盘管理芯片管理3✕4键盘矩阵，微型打印机GP16，TM162字符点阵式液晶。其中两块8255芯片扩展I/O口48路,分别为16路继电器

基金资助:2004年教育部十五规划课题"工科院校创新人才培养方法的研究和实践"(FIB030616)

阵列输出口，16路反射红外传感器输入和16路限位开关输入口，其中PA口驱动继电器开锁，PB口外接限

位开关显示柜门关或闭，PC口外接红外传感器开关显示柜内有物否。

2.1 本次设计采用TM162 16✕2字符液晶点阵式LCD，数据线挂接总数据线，数据或命令端RS接P2.2，读写端 R/W接P2.3，使能E接P2.4,命令写入地址为E3FFH，数据写入地址为E7FFH，读状态地址为EBFFH，不需要生成新的字符，只要使用其内部字符库的字符即可，使用时送入需显示数据的ASCII码值即可。

2.2 本次设计采用微型打印机GP16。如图所示。片选接P2.5，BUSY端接P1.7，数据口接总数据线，其地址为DFFFH，打印机可作为外部RAM对待，向打印机发送命令或数据时，只要向口地址DFFFH写入相应数据字节即可，BUSY信号采用查询P1.7口方式控制打印机。

2.3 本次设计我们采用专用键盘管理芯片74C922。74C922为CMOS工艺技术制造，工作电压为3—15V，“二键锁定”功能，编码输出为三芯输出，可直接与微处理器数据线相连，内部振荡器完成4×4矩形键盘扫描，有按键时，DA变高，接到AT89C52的INT0口，并且设INT0为电平触发，当DA变高时，经过非门变低产生INT0外部中断，通知AT89C52从P1口读键值，从而完成相应的散转程序功能。根据接线图 及真值表，我们知道，10个数字键0­—9对应ABCD输出（0000—1001），存包健对应ABCD输出（1010），取包键对应ABCD输出（1011）。

 2.4 本次设计采用两片8255 I/O扩展48路I/O口，其地址分别为7FFCHž7FFFH和BFFCHžBFFFH。PA口设为输出，通过驱动芯片7407接16接继电器开柜锁，当PA口某位置1时，产生电磁力吸合锁舌，使锁打开，当PA口某位置0时，电磁力消失释放锁舌。PB口外接16路限位开关，设为输入口。在柜门的启停位置安装限位开关，当柜门被自动打开时或人工关上时，限位开关发出高或低的电平信号。CPU检测柜门关上与否？PC口外接16路反射红外传感器开关，设为输入口，红外传感器属于非接触无损检测电子开关，它利用物体对红外线的反射现象来检测物体有无。它由调制脉冲发生器产生的调制脉冲经发射管G辐射出910—940mm的红外线脉冲，当被检测到物体进入传感器作用范围时，红外线脉冲被反射回来进入接受管D，由接受管D的光电效应和控制器中的解调放大器，将红外线脉 冲解调为电脉冲信号，并经选通放大，整流为直流电平，再由抗干扰网络滤去干扰后，触发驱动器，并输出一开关信号。当有物为1，无物为0。此信号通过光电隔离及反相器输入到8255的PC口，图2.2 为红外反射式传感器开关原理图。

 3、自动存取柜系统的软件设计

本次设计有主程序和INT₀中断程序及相关的子程序组成。设有两个标志位，其中一个标志位flag1为存满标志位，当PC口输入为FFH时，红外反射式传感器检测到所有柜存满，此时液晶LCD显示full！否则显示welcome！另外一个标志位为flag2,即取包键标志位。即当只有按取包键后，flag2置1，液晶LCD显示Please input code ，当取包裹人依次键入密码时，CPU检测到flag2为 1，液晶 LCD才逐位显示密码，否则在其他时刻键入数字键无效。当存包时，flag2被置0。由于篇幅所限，本处给出主程序流程图图3.1和外部INT₀中断流程图3.2。值得注意 的是，本次设计为当一个人操作本系统时，应保证其他柜门已关上这一前提，即不允许两个人同时操作本系统。

4、软硬件抗干扰技术

复位看门狗及电源监控采用Maxim公司的MAX813芯片.此处不多述。

软件方面采用:a:在程序中插入空操作指令实现指令指针PC的容错。插入原则为：在跳转或多字节指令前插入来保证指令的正确执行。在比较重要的指令前插入：如中断，        图3.2 外部INT₀中断流程图

堆栈等及在 程序中每隔若干条指令插一次。b重复设置各种工作方式控制字这样，通过软硬件双重监控，防止程序跑飞。

 5、结束语

通过以上介绍，我们全部采用经典的智能芯片如AT89C52,8255芯片，字符点阵式液晶显示，GP16打印机，74C922等完成了人机互动能力强，软件硬件简单明了，工作可靠的自动存取柜系统。经实验证明，完全达到设计目的。

参考文献：

[1] 李昌禧主编。智能仪表原理与设计  北京   化学工业出版社   2004年                                         

[2] 李华主编    MCS-51系列单片机实用接口技术  北京：北京航天航空大学，2003年

[3] 陈润泰主编  检测技术与智能仪表    中南工业大学出版社  1999年

[4]求是科技  靳达 编著   单片机应用系统开发实例导航    人民邮电出版社   2003年

[5]  求是科技   编著   单片机典型模块设计实例导航      人民邮电出版社   2003年