基于AVR單片機(jī)和光電傳感器的點(diǎn)鈔機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)

1、第6卷第2期漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)Vol .6No 122007年4月Journal of Luohe Vocati onal Technol ogy CollegeAp r 12007 收稿日期:2006-12-13作者簡(jiǎn)介:朱琥(1977-,男,湖北武漢人,武漢工程大學(xué)講師?；贏VR 單片機(jī)和光電傳感器的點(diǎn)鈔機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)朱琥,蘇文靜(武漢工程大學(xué)電氣信息學(xué)院,湖北武漢430071摘要:從光電傳感器的應(yīng)用角度介紹一種點(diǎn)鈔機(jī)的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)通過光電傳感器將鈔票計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào),經(jīng)處理后送至AVR 單片機(jī),由單片機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備工作。該設(shè)計(jì)經(jīng)檢驗(yàn)表明,具有操作方便、鈔票計(jì)數(shù)準(zhǔn)確、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉、體

2、積小、功耗小等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞:光電傳感器;AVR 單片機(jī);點(diǎn)鈔機(jī)中圖分類號(hào):T N702文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7864(200702-0010-02目前點(diǎn)鈔機(jī)的使用越來越廣泛,不但是銀行常用的設(shè)備,而且也逐漸成為現(xiàn)金流量較大的各企事業(yè)單位必備的辦公設(shè)備。下面介紹一種基于AVR 單片機(jī)和光電傳感器的點(diǎn)鈔機(jī)設(shè)計(jì)。1硬件設(shè)計(jì)根據(jù)點(diǎn)鈔機(jī)點(diǎn)數(shù)的功能以及結(jié)構(gòu)微型化、操作簡(jiǎn)便、經(jīng)久耐用的要求,設(shè)計(jì)了以AVR 單片機(jī)為核心、輔以光電傳感器等相關(guān)功能電路的硬件結(jié)構(gòu)。1.1鈔票計(jì)數(shù)信號(hào)采集系統(tǒng)準(zhǔn)確采集鈔票數(shù)目是檢測(cè)器計(jì)數(shù)的關(guān)鍵,必須保證鈔票數(shù)目不能遺漏,為此點(diǎn)鈔機(jī)的計(jì)數(shù)器采用非接觸式紅外光電檢測(cè)技術(shù),

3、具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高和響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。如圖1所示,點(diǎn)鈔機(jī)的計(jì)數(shù)傳感器采用兩組紅外光電傳感器。每一個(gè)傳感器由一個(gè)紅外發(fā)光二極管和一個(gè)接收紅外光的光敏三極管組成,兩者之間留有適當(dāng)距離,當(dāng)無鈔票通過時(shí),接收管受光照而導(dǎo)通,輸出為0。當(dāng)有鈔票通過瞬間,擋住紅外光,接收管光通量不足,輸出為1。鈔票通過后,接收管又接收到紅外光導(dǎo)通。這樣就在該部分電路輸出端產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào),這些信號(hào)經(jīng)后續(xù)電路整形放大后輸入單片機(jī),單片機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電機(jī),并相應(yīng)完成計(jì)數(shù)和顯示。點(diǎn)鈔機(jī)之所以采用兩組光電傳感器,是為了檢測(cè)紙幣的完整性,避免殘幣被計(jì)入。圖1紅外光電傳感器1.2信號(hào)處理電路從光電傳感器得到的信號(hào)需要經(jīng)過處理傳輸?shù)絾纹?/p>

4、機(jī),來驅(qū)動(dòng)設(shè)備。該電路主要分為三部分。1.2.1放大部分信號(hào)放大主要利用運(yùn)放的高放大倍數(shù)來實(shí)現(xiàn),但放大的同時(shí)又十分容易產(chǎn)生自激振蕩,所以應(yīng)采取措施來抑制電路噪聲。首先在運(yùn)放輸入端采用差動(dòng)輸入以及加接二階帶通濾波,以便濾除信號(hào)干擾和電源紋波;其次采用一點(diǎn)接地,盡量避免公共地線流過大的沖擊電流或激變電流;最后合理選擇電源的旁路電容,抑制電機(jī)電源電壓的波動(dòng)和瞬時(shí)變化帶來的干擾。1.2.2整形部分利用帶施密特觸發(fā)器的反相器在狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程第2期朱琥等:基于AVR 單片機(jī)和光電傳感器的點(diǎn)鈔機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)11中的正反饋?zhàn)饔?可以得到比較理想的矩形脈沖波形,取得滿意的整形效果。具體電路如圖2所示。 圖2整形及放

5、大電路1.2.3比較環(huán)節(jié)在點(diǎn)鈔過程中,為了檢測(cè)殘幣,設(shè)計(jì)了比較環(huán)節(jié),該環(huán)節(jié)采用兩組收發(fā)光管。根據(jù)我國(guó)銀行殘幣規(guī)定辦法,設(shè)置好兩組收發(fā)光管的間距,當(dāng)不符合要求的殘幣通過時(shí),只能遮住一組收發(fā)光管,這樣兩組收發(fā)光管的輸出信號(hào)將出現(xiàn)差值,通過比較器檢測(cè)出此差異,送入AVR 單片機(jī),并作出判斷,以保證計(jì)鈔準(zhǔn)確。1.3AVR 單片機(jī) 單片機(jī)是點(diǎn)鈔機(jī)控制的核心,本系統(tǒng)選用了AT ME L 公司的AVR 單片機(jī)AT mega128。其特點(diǎn)是性能可靠、低功耗、簡(jiǎn)潔實(shí)用、功能齊全、處理功能強(qiáng)大(先進(jìn)的R I SC 結(jié)構(gòu)。整個(gè)系統(tǒng)由單片機(jī)、執(zhí)行電機(jī)、液晶顯示、按鍵、信號(hào)采集以及故障指示、報(bào)警等功能單元。由AVR 單

6、片機(jī)為核心的整體框圖如圖3所示。 圖3整機(jī)電路框圖2軟件設(shè)計(jì)本軟件的主要任務(wù)是點(diǎn)鈔機(jī)的自動(dòng)點(diǎn)鈔,采集鈔票信號(hào),將鈔票數(shù)予以計(jì)數(shù)顯示。由于鈔票信號(hào)是一個(gè)隨機(jī)量,單片機(jī)要實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地捕捉到此信號(hào)應(yīng)選擇外部中斷方式,為確保定時(shí)精度,采用0.5m s 定時(shí)中斷,主程序在清屏后即開始循環(huán)調(diào)顯示子程序,一旦發(fā)現(xiàn)有鈔票計(jì)數(shù)信號(hào),則進(jìn)入外部中斷,然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)處理,得到欲顯示的數(shù)據(jù)。本軟件為保證機(jī)器計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性,避免在計(jì)數(shù)信號(hào)采集中可能出現(xiàn)連張和夾心等現(xiàn)象,采取了一些相應(yīng)措施。當(dāng)鈔票連張通過光電傳感器時(shí),容易漏判鈔票,產(chǎn)生偏差,但是連張鈔票遮擋紅外光的時(shí)間比正常時(shí)間長(zhǎng),這樣輸出的計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)脈寬大于正常值,所以在軟件設(shè)計(jì)中加入比較脈寬判斷,發(fā)出信號(hào)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器,給出警告信號(hào)。當(dāng)出現(xiàn)夾心時(shí),由于雙張鈔票的透光性小于單張鈔票,這時(shí)三極管發(fā)射極輸出暗電流小于正常值,所以脈沖的低電平值會(huì)降低,通過比較判斷,發(fā)出警告。主程序框圖如圖4所示。圖4主程序框圖3結(jié)論本設(shè)計(jì)以AVR 單片機(jī)為核心,通過光電傳感器來檢測(cè)鈔票的計(jì)數(shù)情況進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鈔票數(shù)目的累計(jì),最后用液晶及外部顯示部分直觀地將鈔票數(shù)顯示給用戶,并且在出現(xiàn)異常時(shí)可自動(dòng)向用戶報(bào)警。隨著商業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及財(cái)務(wù)自動(dòng)化的要求,該設(shè)計(jì)具有良好的市場(chǎng)前景。參考文獻(xiàn):1米偉哲,曾薄文.點(diǎn)鈔機(jī)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)中信