基于嵌入式的自動(dòng)售貨機設計與實(shí)現

　　自動(dòng)售貨機的移動(dòng)增值服務(wù)是一種新的商業(yè)模式和新的市場(chǎng)渠道，并擁有眾多的客戶(hù)群體。由于移動(dòng)電子商務(wù)的移動(dòng)性、便捷性和安全性，必將吸引眾多商家和客戶(hù)利用其進(jìn)行經(jīng)營(yíng)和消費活動(dòng)。這將導致移動(dòng)價(jià)值鏈的形成，成功綁定用戶(hù)，使其融人社會(huì )的各行各業(yè)，使社會(huì )的各行各業(yè)都離不開(kāi)移動(dòng)，最終形成“多贏(yíng)”的局面。

　　自動(dòng)售貨機中嵌入式系統的硬件設計

　　(1)單片機部分

　　Atmel公司生產(chǎn)的ATmegal28單片機內部集成了較大容量的存儲器和豐富強大的硬件接口：定時(shí)器/計數器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、PWM通道、A/D轉換器、12C的串行接口、可編程的串行USART接口、SPI串行接口、帶片內晶振的可編程看門(mén)狗定時(shí)器和片內的模擬比較器等。它在省電性能、穩定性、抗干擾性能和靈活性方面極具特色。單片機系統采用5 V電源供電，外接電源為24 V，經(jīng)LM2576s芯片開(kāi)關(guān)電源轉為5 V，為系統主電源。

　　(2)GSM/GPRS模塊

　　GSM/GPRS模塊采用BENQ的M22模塊，如圖1所示。

　　GSM/GPRS模塊采用BENQ的M22模塊

該模塊采用的是標準的AT指令集，正常工作電壓為3.3～4.3 V，5 V的VCC經(jīng)過(guò)IN5401降壓到4.3 V左右為模塊使用，如圖2示。

　　
GSM/GPRS模塊電源部分

　　由于GSM/GPRS模塊有瞬間脈動(dòng)電流，在電路設計過(guò)程中加了1個(gè)2200 μF的電解電容可以滿(mǎn)足模塊的瞬間大電流需求。

　　(3)LCD部分

　　金鵬科技有限公司的OCMJ中文模塊系列液晶顯示器內含GB 2312 16×16點(diǎn)陣國標一級簡(jiǎn)體漢字和ASCII8×8(半高)及8×16(全高)點(diǎn)陣英文字庫，使系統不用擴展外部存儲空間。用戶(hù)輸入區位碼或ASCII碼即可實(shí)現文本顯示。本系列模塊具有上/下/左/右移動(dòng)當前顯示屏幕及清除屏幕的命令。OCMJ中文模塊的所有初始化設置工作在上電時(shí)自動(dòng)完成，實(shí)現了“即插即用”。同時(shí)保留了一條專(zhuān)用的復位線(xiàn)，可強制復位。規劃整齊的10個(gè)用戶(hù)接口命令代碼，非常容易記憶。硬件接口采用REQ/BUSY握手協(xié)議，簡(jiǎn)單可靠。OCMJ5XlO模塊的背光源正極引腳所需較大電流才能保證LCD的亮度，所以加9012三極管放大，三極管基極電阻的選擇上一定要考慮低溫下三極管的特性，以保證可正常驅動(dòng)LCD。

　　(4)ISP下載接口

　　JTAG的仿真器比較貴，用ISP下載加上串口調試達到節約成本的目的。ATmegal 28的PDI、PDO、SCK和RESET加上VCC和GND就構成了ISP接口。用廣州雙龍電子提供的下載線(xiàn)和相關(guān)軟件送行熔絲配置。由表1可知：設CKSEL3..1為111，則配置為外置晶振8 MHz，用ISP下載線(xiàn)下載即可。用ATmega]28的串口LJSARTl與PC機通信，由超級終端來(lái)顯示調試信息。

　　(5) 電機的驅動(dòng)部分和電機的5×10控制陣列

　　自動(dòng)售貨機吐出飲料的過(guò)程實(shí)際為電機動(dòng)作推飲料下來(lái)。由于電機都是感性的，在停轉的時(shí)候會(huì )有反向電流，所以需要用PC847光電隔離器把控制和驅動(dòng)信號隔離開(kāi)來(lái)，然后用L293D驅動(dòng)電機。電機驅動(dòng)需24 V電壓.控制信號經(jīng)過(guò)L293D后變?yōu)?4 V左右的電源信號才可驅動(dòng)電機。電機有三根線(xiàn)：電源、地線(xiàn)和反饋信號(電機轉一圈送出一個(gè)低電平)。由于要控制50個(gè)電機，占用單片機15個(gè)I/O口，其中5個(gè)為行線(xiàn)低有效，10個(gè)為列線(xiàn)高有效，形成5×10陣列。當行為低、列為高的一個(gè)交叉點(diǎn)的電機動(dòng)作推貨物出來(lái)。在機械制作中使電機轉一圈剛好推出一瓶飲料，電機轉一圈同時(shí)產(chǎn)生一反饋信號，此信號使電機停止轉動(dòng)。另外一種情況是紅外檢測到有貨物落下則電機停止轉動(dòng)。
自動(dòng)售貨機中嵌入式系統的軟件部分設計

　　內置的主控模塊控制自動(dòng)售貨機內部各部分流程進(jìn)行實(shí)際的管理，包括：吐貨流程、交易流程數據上報、LCD用戶(hù)界面顯示和故障上報。

　　自動(dòng)售貨機控制板的程序用C語(yǔ)言編寫(xiě)，開(kāi)發(fā)環(huán)境用Atmel公司提供的ICCAVR?？刂瓢宄绦蚩驁D如圖3所示。

　　控制板程序框圖

　　USSD無(wú)線(xiàn)通信方式

　　USSD(Unstructured Supplementary Service Data)定義為移動(dòng)臺和網(wǎng)絡(luò )應用之間經(jīng)過(guò)歸屬位置寄存器(HLR)傳遞信息和指令的一種機制，它為移動(dòng)通信用戶(hù)提供基于文本的界面，用于管理用戶(hù)的業(yè)務(wù)。USSD在通話(huà)狀態(tài)下使用獨立專(zhuān)用控制信道SDCCH(Stand-aIon(DedicatedControl ChanneD，數據傳輸速率大約為600 bps;而非通話(huà)狀態(tài)時(shí)，USSD)使用快速輔助控制信道FACCH(FastAssociated Control Channel)，數據傳輸速率約為1 kbps，比SMS傳輸速率高。

　　自動(dòng)售貨機主要實(shí)現的功能介紹

　　自動(dòng)售貨機是用戶(hù)直接面對的終端界面，以上設計方案主要實(shí)現的功能為：

　?、儇浳锎鎯统鲐?。自動(dòng)售貨機將銷(xiāo)售商品存儲其中，以一臺飲料機為例，其中存儲的飲料可以高達3OO臺，并且自動(dòng)售貨機裝備有恒溫控制系統和密閉的儲存空間，在各種復雜的氣候條件下，均可有效的保證貨物的儲存周期。

　?、跓o(wú)線(xiàn)數據交換。自動(dòng)售貨機具備無(wú)線(xiàn)通信功能，可以和現有的(3SM/CDMA網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行對接，接受網(wǎng)絡(luò )側發(fā)起的各種無(wú)線(xiàn)通信連接，也可以主動(dòng)向GSM/CDMA網(wǎng)絡(luò )發(fā)起連接。通過(guò)無(wú)線(xiàn)數據交換可以實(shí)現對售貨機的無(wú)線(xiàn)遠程控制，并可以實(shí)時(shí)獲取售貨機當前系統狀態(tài)和銷(xiāo)售情況，從而實(shí)現整個(gè)業(yè)務(wù)的交易流程可控。自動(dòng)售貨機支持的無(wú)線(xiàn)通信方式包括：SMS、USSD、GPRS和CDMA lX。對于嵌入式系統設計實(shí)例之自動(dòng)售貨機的軟硬件設計

　　總結

　　自動(dòng)售貨機只是嵌入式系統設計實(shí)例中的一種，有關(guān)嵌入式的應用案例還有很多，在這里小編就不一一舉例介紹了。本文主要介紹了自動(dòng)售貨機中嵌入式系統的硬件設計，即單片機、GSM/GPRS模塊、LCD、ISP下載接口等部分以及軟件部分的設計，并簡(jiǎn)單分析了自動(dòng)售貨機主要實(shí)現的功能。