摘要：自动售货机是能根据投入的钱币自动付货的机器，其是商业自动化的常用设备，不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。是一种全新的商业零售形式，又被称为24小时营业的微型超市。
关键词：自动售货机；单片机；电路设计
一、自动售货机的功能
1.1基础功能
（1）扫码支付
自动售货机采用的支付方式多样，其中微信、支付宝支付是自动售货机常见支付方式。
（2）刷卡购物
在网络环境支持情况下，具备多种电子支付功能，如信用卡、储值卡、手机卡等刷卡消费。
（3）货币识别
电控系统可配合纸币、硬币识别器增加代金券功能，可识别纸质和硬币类型的代金券。
（4）数据下载
应用USB技术，使用一个优盘，就能轻松下载售货机的运营信息，然后使用PC机对下载的数据进行处理，便于运营商掌握不同地区、不同机器、不同商品的售卖情况。
1.2特殊功能
（1）网络运营
将自动售货机当前运营的数据，包括系统状态、系统故障、货道故障、缺货情况、销售数据通过安装在自动售货机上的GPRS模块无线传输到售货机网络服务器，运营人员可以在任何一台联网的电脑上掌握售货机的这些信息，实现自动售货机的大规模运营和网络化管理。
（2）H5购物
自动售货机系统与H5商城结合，支持H5商城选购商品，采用取货码方式去售货机取货的新型购物方式。
（3）多媒体显示
采用红外LED触摸屏与物联网技术，自动售货机客户端系统与服务器系统对接，使消费者可通过触摸屏选购售货机的商品，不但取代选货按键，还能使售货机具有传媒功能。
（4）自助缴费
将ATM机系统嵌入到自动售货机中，使自动售货机作为移动、金融终端设备，实现自助缴费业务等。
二、自动售货机的单片机电路设计
由89S51单片机的P3口的接出5个按键，其中有四个作为金钱表示，分别为0.5元、1元、5元、10元，另一个作为退币口。由P1口接4*4键盘电路，通过键盘扫描来控制键盘来选择物品，再通过单片机的P3.1和P3.0口的的串口通信接上74LS164来实现静态显示。显示物品的钱数和买完物品后应退的金钱。89S51目前已成为实际应用市场上新的宠儿，89SXX可像下兼容89CXX等51系列芯片。
AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kBytesISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
2.1硬件设计
硬件电路组成主要有：控制器、键盘电路、复位电路、保护电路、Money键盘、输入电路、串行口静态、显示电路、发光二极管、显示电路。
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（1）键盘电路的设计
键盘是按键或开关的有序组合，本次设计所采用的是第二种――4*4的矩阵式键盘与89S51的P1口相连，通过扫描键盘来选择自己要购买的物品。
（2）电源电路的设计
电源电压的设计较简单，在自动售货机的系统中所用的芯片所需的电压基本上采用5V电压，只需要一片7805作为5V的电压即可。
（3）显示电路的设计
在单片机系统中，通常用LED数码显示器来显示各种数字或符号。由于其具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。
（4）复位电路的设计
单片机的外部复位电路有上电自动复位和按键手动复位两种。上电复位利用电容器充电来实现。上电瞬间，RC电路充电，RST引脚端出现正脉冲，只要RST引脚端保持l0ms以上高电平，就能使单片机有效地复位。按键手动复位又分为按键电平复位和按键脉冲复位，按键电平复位相当于按复位键后复位端通过电阻与Vu电源接通。
（5）晶振电路的设计
有一个12MHz的晶振和两个30PF的电容组成。
（6）保护电路的设计
有一个反向相接的二极管和一个反向相接的发光二极管及一个1K的电阻组成。
2.2软件系统设计原理
①自动售货机允许投入0.5元、1元、5元、10元硬币：
当总币值等于顾客需要的商品单价时，机器送出需要的商品；
若总币值大于顾客需要的商品单价时，机器除提供所需商品外，并将余币退出；
若总币值小于顾客需要的商品单价时，机器退出顾客投入的硬币。
设机器内1元和2元的找零硬币无限。
②如果投入的硬币达到或大于所要购买商品的价格，就不必再投入硬币，自动售货机会发出一个指示信号使接受硬币的装置不再接收新的硬币。
③每次投币时间有限制，设定每次投币时间不超过一分钟，在时间到时，总币值不足顾客购买的商品单价时，自动售货机按不足钱数处理，退还全部硬币。或在设定时间内，总投币值不足顾客购买的商品单价时，若需要取消交易则可按取消键，售货机按不足钱数处理，退还全部硬币。
④当顾客完成一次购买后或按错按钮后，需设置一个重新开始按钮，使整个系统恢复到初始状态。
⑤顾客一次只能购买一种商品的一个，若需要更多商品，需要重复操作。
⑥本系统还为客户提供一个退币口，以供客户在还未选择物品或有特殊情况改变主意时，可按此键，迅速推还硬币。
三、发展前景
自动售货机是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。大量生产、大量消费及消费模式和销售环境的变化，要求出现新的流通渠道；而相对超市、百货购物中心等新流通渠道的产生，人工费用也不断上升；再加上场地局限性及购物便利性等这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须机器应运而生。
从广义来讲投入硬币、纸币、信用卡等后便可销售商品的机械，从狭义来讲就是自动销售商品的机械。从供给条件看，自动售货机可充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，24小时无人售货的系统可更省力，运营时需要的资本少、面积小，有吸引人们购买好奇心的自身性能，可以很好解决人工费用上升的问题等各项优点。
自动售货机产业正在走向信息化并进一步实现合理化。如实行联机方式，通过电话线路将自动售货机内的库存信息及时传送各营业点的电脑中，确保商品发送、补充及商品选定的顺利进行。为防止地球暖化，自动售货机的开发致力于能源节省，节能型清凉饮料自动售货机成为该行业主流。在夏季电力消费高峰时，这种机型的自动售货机即使在关掉冷却器的状况下也能保持低温，与以往的自动售货机相比，其能节约10－15%的电力。进入21世纪时，自动售货机也将进一步向节省资源和能源及高功能化的方向发展。
结束语：综上所述，本文描述了单片机控制的自动售货机系统的设计，其是由键盘电路和显示电路组成，其中键盘电路采用4*4的矩阵式的键盘与89S51单片机的接口相连构成。阐述了系统硬件电路设计、硬件设计及所使用的各种芯片功能与特性，软件程序。
参考文献
[1]何立民.单片机应用技术选编[M].北京：北京航空航天大学出版社，2012.
论文作者:莫佩锦
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/5/2
标签：售货机论文; 电路论文; 硬币论文; 单片机论文; 商品论文; 键盘论文; 系统论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;