基于Proteus的自動(dòng)取款機設計與仿真

摘要：自動(dòng)取款機系統采用高可靠性的AT89C52單片機作為核心控制芯片，采用具備I2C總線(xiàn)接口的FM24C02芯片完成密碼與金額的存儲，通過(guò)液晶顯示器128x64顯示運行狀態(tài)和操作步驟。軟件設計采用具有較好移植性和可讀性的C51語(yǔ)言編寫(xiě)程序，以便修改和增減功能。通過(guò)Proteus軟件成功實(shí)現了自動(dòng)取款機的仿真過(guò)程。經(jīng)仿真表明，利用Proteus軟件進(jìn)行仿真設計可極大地簡(jiǎn)化單片機程序在目標硬件上的調試工作。

0 引言

自動(dòng)取款機，簡(jiǎn)稱(chēng)ATM(Automatic Teller Machine)，它使用現代技術(shù)實(shí)現自動(dòng)取款、修改密碼、查詢(xún)余額等操作，是業(yè)務(wù)電子化的一種機器設備，由于其便利性和實(shí)用性受到了人們的青睞。本文設計了一種自動(dòng)取款機系統，模擬自動(dòng)取款機的基本功能(取款、查詢(xún)余額、修改密碼、取卡)，使人們了解利用Proteus軟件來(lái)實(shí)現自動(dòng)取款機的仿真過(guò)程。

1 系統總體設計

本系統主要由微控制器模塊、液晶顯示模塊、鍵盤(pán)輸入模塊、存儲模塊、蜂鳴電路所組成。系統結構如圖1所示。

微控制器模塊主要完成對整個(gè)系統操作過(guò)程的控制;液晶顯示模塊模擬自動(dòng)取款機的人機交互界面;鍵盤(pán)輸入模塊完成對密碼的輸入及修改功能;存儲模塊完成對模擬銀行卡密碼及金額的存儲功能。

2 系統硬件電路設計

系統硬件電路仿真圖如圖2所示。微控制器采用Atmel公司的AT89C52，存儲器采用具備I2C總線(xiàn)接口的FM24C02芯片，液晶顯示采用LCD 128x64模塊。

液晶顯示模塊是128x64點(diǎn)陣的漢字圖形型液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內置8 192個(gè)中文漢字(16×16點(diǎn)陣)、128個(gè)字符(8×16點(diǎn)陣)及64x256點(diǎn)陣顯示RAM(GDRAM)?？膳c微處理器直接相連，提供兩種界面來(lái)連接微處理器：8位并行及串行兩種連接方式。利用該模塊靈活的接口方式，可構成全中文人機交互圖形界面。

FM24C02是2 048位的串行電可擦除只讀存儲器，內部組織為256 B，其作用是存儲模擬銀行卡的密碼及金額。

由圖2可知，AT89C52的P0口通過(guò)上拉電阻RPt與LCD 128x64的數據端口DB0～DB7相連，使讀取或寫(xiě)入的數據顯示在液晶模塊上。P1.0～P1.5實(shí)現對模擬銀行卡的操作，如密碼的輸入與修改，查詢(xún)余額，取款，取卡等;P2.0，P2.1，P2.2分別接LCD 128x64的使能端，讀/寫(xiě)數據控制端口及片選端口;P2.5，P2.6端口作為模擬銀行卡“CARD1”，“CARD2”按鍵輸入端，當LCD 128x64液晶顯示界面出現“請插卡”時(shí)，按下相應的按鍵即表示了插入銀行卡;P3.0～P3.6端口實(shí)現對鍵盤(pán)的掃描，實(shí)現密碼的輸入、修改等功能;P3.7接蜂嗚電路，當對模擬銀行卡操作時(shí)，就會(huì )發(fā)出聲響提示操作已經(jīng)完成。

3 系統軟件設計

本系統軟件包括主程序模塊、鍵盤(pán)輸入掃描模塊、液晶顯示模塊等。采用C51語(yǔ)言對系統的各個(gè)模塊編寫(xiě)程序。系統程序流程如圖3所示。

3.1 主程序模塊

主程序主要用于定義全局變量，給全局變量賦初值，初始化E2PROM，從FM24C02中讀取或寫(xiě)入密碼，驅動(dòng)顯示等，為整個(gè)程序提供數據。FM24C02讀/寫(xiě)數據部分子程序如下：

3.2 鍵盤(pán)輸入掃描模塊

該模塊具備掃描鍵盤(pán)確定被按鍵的具體位置、判斷鍵盤(pán)上有無(wú)鍵按下、消除去抖動(dòng)、判斷閉合的按鍵是否釋放等功能。

3.3 液晶顯示模塊

此模塊包括液晶初始化、命令的輸入、顯示數據的輸入。

向LCD 128x64里寫(xiě)數據部分子程序如下：

4 系統仿真結果

本文采用具有強大的EDA仿真功能的Proteus軟件進(jìn)行仿真，仿真測試結果如圖4所示。

當按下運行的Proteus軟件中的“play”按鈕時(shí)，即啟動(dòng)系統，此時(shí)LCD液晶屏顯示如圖4(a)所示的界面。按下仿真電路中“CARD1”按鍵或“CARD2”按鍵，出現圖4(b)所示畫(huà)面，在鍵盤(pán)輸入界面中輸入銀行卡“CARD1”或“CARD2”密碼。若在密碼輸入的過(guò)程中，出現錯誤，則可按“key0”鍵進(jìn)行修改。密碼輸入完成之后，按下仿真電路圖中“key1”按鍵確定，若密碼輸入錯誤，則出現圖4(c)所示界面，3 s鐘之后轉向圖4(d)所示界面，重新輸入密碼。密碼輸入錯誤3次及以上，出現圖4(e)所示界面，提示“此卡已被凍結”，再按“key1”按鍵取卡;若密碼正確，則會(huì )出現圖4(f)所示界面。在圖4(f)所示界面下，按下“key0”按鍵選擇“修改密碼”功能，出現圖4(g)界面，輸入新的密碼，修改成功之后跳轉圖4(h)界面;按下“key2”按鍵選擇“查詢(xún)余額”功能，出現圖4(i)界面;按下“key3”按鍵選擇“取款”功能，出現圖4(i)界面，選擇相應的金額按鍵按下(key0按鍵表示1 000，key2按鍵表示2 000，key3按鍵表示3 000)，之后出現圖4(k)界面，按下“key4”按鍵取鈔，界面跳轉到圖4(1)，完成取款操作。若要繼續選擇業(yè)務(wù)功能，則按下“key5”按鍵，界面重新跳轉到圖4(f)界面;若要取卡，則按下“key1”按鍵，則界面跳轉到圖4(a)，對重新插入的銀行卡進(jìn)行操作。

5 結語(yǔ)

本文利用Proteus與Keil μVision3軟件對自動(dòng)取款機系統進(jìn)行了仿真設計與實(shí)現。從仿真結果可知，利用Proteus軟件進(jìn)行仿真設計可極大地簡(jiǎn)化單片機程序在目標硬件上的調試工作，同時(shí)也可直觀(guān)展示系統的運行界面，實(shí)現了自動(dòng)取款機的基本功能，證明了此設計方案的可行性與正確性。