基于单片机的食堂售饭收费专业系统设计.doc

基于单片机食堂售饭系统设计

姓名:刘磊

学号:

班级:电气091

指引教师:闫群民

课设日期 :6月25日

单片机食堂售饭收费系统应用摘要

０引言

第一章．系统功能阐明

1．就餐阶段
2．充值阶段
3．初始化阶段

第二章. 系统整体设计

2．1 应用系统构造设计
2. 2 设备选取
2.2.1 IC 卡
2.2.1 按钮
2.2.3 显示单元
2.2.4 上位机连接

第三章 硬件某些

３．１ IC卡接口连接
３．2 键盘和显示接口设计
３．３ 蜂鸣器报警单元连接
３．4 IC卡上电检测电路设计

第四章
4.1 软件构造设计
4.1.1 主程序
4.1.2 按键解决程序
附录;
软件某些.

单片机食堂售饭收费系统应用摘要

本文论述了老式食堂售饭系统局限性，简介了以ＩＣ卡为媒介单片机售饭系统。

从系统功能阐明出发，对控制系统构成构造、系统设备选型进行了分析，设计出了以

单片机为核心硬件电路和支持各硬件某些软件程序。通过集成测试，该系统安全、

精确无误、性能稳定可靠，实现了售饭管理科学化和当代化。

核心词ＡＶＲ单片机，１ ０卡,三极管,ＳＬＥ４４４２卡 ，232芯片

０引言

IＣ卡，又称集成电路卡或者智能卡，是继磁卡、光电卡之后新一代标记卡。这种具备智

能便于携带卡片，为当代信息解决和传播提供了一种全新豹手段。随着超大规模集成电路、

大容量存储芯片以及信怠安全技术发展，ＩＣ卡技术也不断有新进展，应用领域也不断地扩

大，以ＩＣ卡为媒介单片枫售饭系统就是一种范例。IＣ卡应用提高了人们生活和工作现

代化限度，已成为一种国家科技发展水平当代化限度标志之一
.

ＩＣ卡售饭机是合用于就餐人数密集食堂收费系统，该系统从主线上解决了餐券

流通过中盼伪造、丢失、维茵交叉感染等一系列闻题，增进了饮食鼹务管理南规范化、系

统化和科学化方向发展。

第一章．系统功能阐明

食堂ＩＣ卡售饭机作为食堂收费终端，依照实际使用环境，应具备如下功能特点，以

合用不同阶段数据解决。

1． 就餐阶段

就餐阶段即正常使用阶段。在ＩＣ卡插入售饭机后，系统能读出ＩＣ卡里面预先存储
金额，并能在面对就餐者和售饭员两方面双屏进行显示。售饭员运用键盘输入就餐者

选定食物金额，售饭机自动用卡中金额减去应付金额。操作完毕后屏幕显示应付
金额｜以及卡中余额。
如果就餐者卡中余额不大于预先设定金额，售饭机则给出报警音，提示就餐卡为

ＩＣ卡进行充值。食堂售饭窗口不具备为卡充值功能，就餐者必要到指定地方进行充

值。

如果就餐卡浮现故障，售饭机给出报警音，提示就餐者修卡，食堂售饭窗口不具备
对卡进行修复功能。就餐者必要到指定地方修复。如果修复失败，就餐者只有到充
值窗口重新办理就餐卡。

2． 充值阶段
在充值阶段，ＩＣ卡售饭机读出卡里面余额，就餐者在充值窗口交纳一定金额后，
由工作人员通过键盘输入次此充值金额，售饭机自动将本次充值金额加入卡中。操作完毕后，屏幕显示充值后卡中余额。
3． 初始化阶段
初始化阶段是为卡发行做准备。在此阶段，工作人员通过键盘进行就餐卡初始
化工作。此阶段重要任务是写入顾客群号和初始金额。只有通过初始化之后，就餐卡
方能发行.

第二章．系统总体设计

２．１．应用系统构造设计

依照１．１所述ＩＣ卡售饭机功能特点，售饭机系统需要完毕数据输入、显示和处
理三种功能，整个系统构造框图如图２－１所示。

２．２ 设备选取
本设计采用Atmel公司高性能低功耗AT90S8535作为控制核心，按照上图所拟定系统构造，

选取适当功能部件，完毕完整系统控制电路设计，控制系统需要选取IC卡单元，键盘单元，

显示单元三某些。

２．２．１ IC卡
依照ＩＣ卡读写特点，ＩＣ卡分为接触型ＩＣ卡和射频卡两类。
（１）接触型ＩＣ卡
接触型ＩＣ卡表露有６个或８个金属触点，ＩＣ卡插入读写器内后，在徽解决器控制下完毕可是读写操作。
(２）射频卡

射频卡没有金属触点，丽是在卡内置有天线和射频卡处在读写卡器一定距离内时，

读写卡器通过发射射频信号对卡进行读写操作。依照IC卡内部构造，IC卡又可分为存储

卡、逻辑加密卡和ＣＰＵ卡。

（1）存储卡

（2）逻辑加密卡

（3）CPU 卡

２．２．２ 按钮

（1） 独力按钮

独立型按键一脚通过电阻接电源端或者地，而另一脚接单片机Ｉ／０口，其构造

如图２－２所示。在按键被按下和没有按下时，Ｉ／０口电平刚好相反。这样通过检测Ｉ／０

口电平状态即可判断哪个按键被按下了。

此类键盘特点是按键电路配备灵活、按键状态辨认简朴，但是每一种按键需要占用

一种ｌ／口，资源占用率较高，当按键数量不是诸多或者系统有睨较多Ｉ／０口剩余时，

可以采用此类设计。

（2） 行列式按钮

矩阵扫描键盘有行线和列线构成。按键位子行列线交叉点上，构造图如２－３所示。

一种３＊３矩阵构造就可以构成一种具有９个按键键盘。按键设立在行列线交叉点上，行
列线分别接到按键开关两端。行列通过上拉电阻接到＋5Ｖ上。平时当没有按键按下时，列线
处在高电平状态；而当有键按下时，行列线导通，因而列线电平状态将由此相连接，各键按
下与否会影响该键所在行列线电平。这样行列线配合起来进行恰当解决，即可拟定按键位置。
此类键盘与独立式键盘相比，要节约诸多Ｉ／０口，合用于按键数量较多场合。

矩阵扫描键盘有行线和列线构成。按键位子行列线交叉点上，构造图如２－３所示。

此类键盘与独立式键盘相比，要节约诸多Ｉ／０口，合用于按键数量较多场合。

２．２．３显示单元

IC卡售饭机系统只需要进行数字显示即可，但需要显示屏件直观和高亮度。在此基本上，本

设计采用高亮度红色LED数码管作为显示屏件，详细设计见硬件设计某些。

２．２．4上位机连接

第三章 硬件某些

ＩＣ卡售饭机硬件电路如图３—１所示，，下面对各单元电路分别予以明

如图3-1所示

３．１ IC卡接口连接

本设计采用西门子ＳＬＥ４４４２逻辑加密型ＩＣ卡，它与ＡＴ９０Ｄ８５３５连接如

图３—２所示。

1〉ＩＣ卡简介

ＳＬＥ４４４２是西门子公司一款具备可编程安全代码（ＰＳＣ）和写保护功

能智能型存、储芯片。它有２５６８ＥＥＰＲＯＭ主存储器，不可逆４个写保护

存储器，ｌＢ错误计数器具备３Ｂ密码保护功能。ＳＬＥ４４４２采用两线数据传

输方式，符合ＩＳ０７８１６－３原则。每个字节写入／擦除时间为２．５豪秒，

数据保存时间上．

ＳＬＥ４４４２具备一种安全逻辑，用以控制存储器读写操作．在密码成功之

前，除３Ｂ密码（可编程安全代码）外，数据都可以读出，只有在校验密码成功之后

才可以执行数据写入动作．在校验密码之前，可以将错误计数器某一位写“0”。

错误计数器初始值为０Ｘ０３，每校验密码错误一次则将其中一位写“０”，如果连

续三次密码校验错误，错误计数器值变为ＯＸ０３，ＩＣ卡报废。

2〉ＳＬＥ４４４２IＣ卡引脚配备

３．2键盘和显示接口设计

1． 键盘编码

依照对系统功能分析，为了使ＩＣ卡售饭机可以适应不同阶段数据解决，系统设

置了如下１６个数字键和功能键。
数字键：Ｏ到９、小数点按键“．＂功能键：＋、一、初始化键、修复键、确认键

其按键配备如图３—１７所示。

2．键盘功能定义

（１） 就餐阶段

就餐阶段属于消费阶段，待就餐者插入ＩＣ卡后，按“一＂键后从键盘输入消费金

额，爵按“拟定’’键即可完毕一次正常消费。如果就餐者插入是合法卡，则会显示IC卡中

金额；如果插入是非法卡，则会显示“ＥＥＥＥＥＥＥＥ”，同步发出警报声。如果ＩＣ卡 出

错，同步发出警报声提示进行修复工作。如果修复失败，则会显示“ＥＥＥＥＦＦＦＦ＂，同步发出报警声。

（２）充值阶段
就餐者在充值阶段为ＩＣ卡充值。插入ＩＣ卡后，显示卡里面余额。按“＋＂键后从键盘
输入充值金额，然后再按“拟定”键，即可完毕一次充值过程。如果充值失败，则会显示“ＦＦＦＦＦＦ＂同步给出报警提示重新充值。
（３）修复阶段
将损坏就餐卡插入售饭机，按“修复＂键，再按“确认’’键，即可对就餐卡进行修复。

如果修复失败，系统会发出报警声。
（４）初始化阶段

初始化阶段为IC卡发行做准备。插入新卡后按“初始化”键，然后从键盘输入预充值
金额，然后按“拟定＂，售饭机自动完毕ＩＣ卡初始化工作并写入预充值金额。

３．３蜂鸣报警器接口设计

本设计采用

电磁式蜂鸣器作

为ＩＣ卡出错报

警提示。它与单片

机ＡＴ９０Ｓ８

５３５连接如

图３－１８所示。单片机ＡＴ９０Ｓ８５３５ＰＤ３口通过ＮＰＮ型三极管驱动蜂鸣器。当ＰＤ３输出高电平时，三极管导通，蜂鸣器发出报警声。

３．4 IC卡上电检测电路设计
IC 卡上电检测电路如图3-19所示。单片机在检测到IC卡上电后才开始执行卡
读写操作。IC卡上电检测电路即IC卡上电检测以保证单片机正常操作。

在IC卡卡座上普通有静动两片金属片。在IC卡插入卡座时，动金属片被IC金属片一端固定通过电阻LED 接地。静金属片固定装5伏电压，在IC卡没有插入时，动金属片为0伏电压，IC卡插入后静金属片变为5伏电压，LED点亮，提示有IC卡插入单片对卡进行初始检测，这样通过与动金属片连接单片机DP2 电平，即可检测IC2与否上电。

第四章 软件构造设立

1.软件构造设计


ＩＣ卡售饭祝软件系统采用模块纯程序设计。从构造主看，系统控制软件重要涉及一

个主程序、按键解决程序和其她某些辅助解决程序。从功能上看，系统控制软件则重要由

ＩＣ卡控制程序。

４．１－１主程序

主程序重要完毕系统初始化、ＩＣ卡插入检测、读写和键盘输入与解决、异常状况
报警解决等工作，以完毕人机交互功能。

图４－１主程序流程图

４．１．２按键解决程序
按键解决程序是系统服务程序一某些。按键解决程序完毕按键辨认与解决工作。在确认有键被按下后，通过查找按键，区别功能键与数字键，从而依照不同状况进行相应解决

附录:程序
#include<io8385v.h>
#include<SLE4442.h>
#define uchar unsigned char
#define unit unsigned int
#define MAM 0 /*定义主存储器代号*/
#define SCM 1 /*定义加密存储器代号*/
#define PRM 2 /*定义保护存储器代号*/
sbit IsCard=P3^2;//判断与否有卡，当P3.2口为低电平时，卡插入；当P3.2口为高电平时，无卡。（由于当卡插入时，E1口与E2口接通，由于E2口接地，则E1被拉成低电平）
#define DisPort PA//PA口为段选口
#define DigPort PC//PC口为位选口
uchar DisplayData[4];//更新显示四位数组
uchar DisplayDig=0;
uint TimeCount;
uint DisplayTemp=0xffff;
uchar code DisplayCode[11]=
{
0xC0,/*0*/
0xF9,/*1*/
0xA4,/*2*/
0xB0,/*3*/
0x99,/*4*/
0x92,/*5*/
0x82,/*6*/
0xF8,/*7*/
0x80,/*8*/
0x90,/*9*/
0xBF,/*-*/
};
uchar FuHao;
bit XiuGai;
uchar Dig[4]={0x60,0xa0,0xc0,0xf0};//4位数码管代码（由于在硬件中将第四位数码管三极管误焊成了NPN型8050，8050特点是输入为高电平时亮，而8550特点是当输入为低电平时亮，因此当第一位数码管亮时，应为01100000，即0X60）
int YuE;
sbit Bee=P3^3;

void Timer0Init(void) //100微秒@11.0592MHz
{
AUXR &= 0x7F; //定期器时钟12T模式（STC89C52有2个工作模式：6T和12T，12T表达12个时钟完毕1个指令）
TMOD &= 0xF0; //设立定期器模式
TMOD |= 0x02; //设立定期器模式
TL0 = 0xA4; //设立定期初值
TH0 = 0xA4; //设立定期重载值
TF0 = 0; //清除TF0标志
TR0 = 1; //定期器0开始计时
ET0=1;
EA=1;
}

void UpDisplay() //更新显示
{
if(DisplayTemp!=0xffff)
{
DisplayData[0]=DisplayTemp/1000%10;
DisplayData[1]=DisplayTemp/100%10;
DisplayData[2]=DisplayTemp/10%10;
DisplayData[3]=DisplayTemp%10;
}
else
{
DisplayData[0]=10;
DisplayData[1]=10;
DisplayData[2]=10;
DisplayData[3]=10;//DisplayTemp=0xffff时，数码管显示----
}
}

uchar keyscan()
{uchar temp,key;
P3=oxfe;
temp=P3;
temp=temp&oxf0;
if(temp!=oxf0)
{delayms(10);
temp=P3;
temp=temp&oxf0;
if(temp!=oxf0)
{temp=P3;
switch(temp)
{case oxee：key=1;break;
case oxde：key=2;break;
case oxbe：key=3;break;
case ox7e：key=4;break;
}
While(temp!=oxf0)
{temp=P3;
temp=temp&oxf0;
}
}
}
P3=oxfd;
temp=P3;
temp=temp&oxf0;
if(temp!=oxf0)
{delayms(10);
temp=P3;
temp=temp&oxf0;
if(temp!=oxf0)
{temp=P3;
switch(temp)
{case oxed：key=5;break;
case oxdd:key=6;break;
case oxbd：key=7;break;
case ox7d：key=8;break;
}
While(temp!=oxf0)
{temp=P3;
temp=temp&oxf0;
}
}
}
P3=oxfb;
temp=P3;
temp=temp&oxf0;
if(temp!=oxf0)
{delayms(10);
temp=P3;
temp=temp&oxf0;
if(temp!=oxf0)
{temp=P3;
switch(temp)
{case oxeb：key=9;break;
case oxdb：key=0;break;
case oxbb：key=‘.’;break;
case ox7b：key=‘+’;break;
}
While(temp!=oxf0)
{temp=P3;
temp=temp&oxf0;
}
}
}
P3=oxf7;
temp=P3;
temp=temp&oxf0;
if(temp!=oxf0)
{delayms(10);
temp=P3;
temp=temp&oxf0;
if(temp!=oxf0)
{temp=P3;
switch(temp)
{case oxe7：key=‘-’;break;
case oxd7：key=‘==’;break;
case oxb7:
case ox7e7:
}
While(temp!=oxf0)
{temp=P3;
temp=temp&oxf0;
}
}
}
void delay（uchar num）
{P0=table[10]:
}
uchar dat[4]={0,0,0,0};
void keypro(key)
{
switch(key)
{

case 0：
case 1:
case 2:
case 3:
case 4:
case 5:
case 6:
case 7:
case 8:
case 9:
dat[0]=dat[1];
dat[1]=dat[2];
dat[2]=dat[3];
dat[3]=key; //数码管位移
DisplayTemp=dat[0]*1000+dat[1]*100+dat[2]*10+dat[3];
break;
case '+':
XiuGai=1;
dat[0]=0;
dat[1]=0;
dat[2]=0;
dat[3]=0;
FuHao='+';
DisplayTemp=0；//总数码管显示0
break;
case '-':
XiuGai=1;
dat[0]=0;
dat[1]=0;
dat[2]=0;
dat[3]=0;
FuHao='-';
DisplayTemp=0;
break;
case '.':

dat[0]=0;
dat[1]=0;
dat[2]=0;
dat[3]=0;
DisplayTemp=0;
break;
case '==':
if(FuHao=='+')
{
YuE+=DisplayTemp;
DisplayTemp=YuE;
}
else if( FuHao=='-')
{
YuE=YuE-DisplayTemp;
DisplayTemp=YuE;
}
UpDisplay();
if(YuE>0)
{
if(IChkpsw_4442(0xff,0xff,0xff)==0)//如果IC卡密码为0XFF,0XFF,0XFF
{
ISenddat_4442(MAM,50,4,DisplayData)；//则将数据发送给4442卡，MAM表达将数据发送给4442主存储器，起始地址为504个字节，更新显示
}
else
{
Bee=0；//若密码不是0XFF,0XFF,0XFF，则蜂鸣
}
}
else
{
Bee=0;//若所消费金额不不大于等于卡中金额，则蜂鸣
}
dat[0]=0;
dat[1]=0;
dat[2]=0;
dat[3]=0;
XiuGai=0;//不修改卡中金额

}
UpDisplay();
}
void main()
{
uchar rec[5];
Timer0Init();
IsCard=1；

while(1)
{
keypro(keyscan());
IsCard=1;
if(IsCard) //无卡
{
Bee=1;//无卡时，不蜂鸣
XiuGai=0;//无卡时，不修改
DisplayTemp=0xffff; //显示“----”
}
else
{
if(XiuGai==0)
{
IRcvdat_4442(MAM,50,4,rec); //若没有修改则读卡，数据放在4442卡主存储器以59为首地址rec数组中
DisplayTemp=rec[0]*1000+rec[1]*100+rec[2]*10+rec[3];
YuE=DisplayTemp;
}
}
UpDisplay();
}
}

void Time0Int() interrupt 1
{

if(TimeCount++==50)
{
TimeCount=0;
DisPort=DisplayCode[DisplayData[DisplayDig]]；//段选。开始DisplayDig=0然后++，注意DisplayData中数据已经更新，然后找DisplayCode数组中相应数字
DigPort=Dig[DisplayDig];//位选。开始DisplayDig=0然后++，然后相应找位选数组Dig[4]={0x60,0xa0,0xc0,0xf0}
if(DisplayDig++==3)
{
DisplayDig=0;
}