基于MCS—51單片機控制的創(chuàng)意多功能存錢罐的設(shè)計

【摘 要】創(chuàng)意多功能存錢罐有存錢、時鐘顯示等功能，利用單片機、矩陣式鍵盤、數(shù)碼管可制作一個具有輸入數(shù)據(jù)、清除數(shù)據(jù)、自動斷電保存數(shù)據(jù)、手動關(guān)閉/開啟數(shù)碼管顯示、狀態(tài)指示等創(chuàng)意功能的多功能存錢罐。

【關(guān)鍵詞】多功能存錢罐 單片機 數(shù)據(jù)保存 數(shù)碼顯示

【中圖分類號】TH72 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）36-0114-02

目前，市場上大多數(shù)存錢罐的功能主要集中在單純的錢的存儲方面，而沒有其他的功能，比如統(tǒng)計目前存錢金額以及一些時間輔助功能；另外有些電子存錢罐在斷電的情況下，無法保存數(shù)據(jù)，所以根據(jù)以上存錢罐的功能缺陷，設(shè)計出了本作品。本次作品的研究由傳統(tǒng)存錢罐功能的缺陷觸發(fā)，體現(xiàn)了極強的創(chuàng)新思維。

一 產(chǎn)品的主要創(chuàng)新點

第一，在只用紅外傳感器的情況下識別1元、0.5元、0.1元的硬幣，投幣口只設(shè)置一個，如果需要識別1元、0.5元、0.1元的幣種，有以下幾種方案：一是利用驗鈔機的傳感器進行識別；二是利用重量傳感器識別不同幣種的重量；三是識別不同幣種的尺寸大小。但以上幾種設(shè)計都比較復(fù)雜，而且難度比較大、成本比較高，都不適合使用在小型產(chǎn)品中。

第二，存錢罐的顯示面板上能夠顯示當(dāng)前的金額。創(chuàng)新思路說明：存錢罐的目的就是存放零錢，此產(chǎn)品會自動累加金額的總數(shù)，這樣就可以很容易地知道存錢罐里的錢的總額。

第三，在不投幣的情況下，用來顯示當(dāng)前時間，在閑置的時候可以給用戶提供一些其他的功能。所以本設(shè)計提供了時鐘顯示功能，方便用戶查看時間。

第四，具有斷電記憶存儲功能。創(chuàng)新思路說明：為了節(jié)約用電，存錢罐設(shè)計了斷電存儲功能，當(dāng)斷電后重新通電，數(shù)據(jù)會恢復(fù)到斷電前的狀態(tài)，這樣做可以節(jié)約用電，不使用的時候可以把電源關(guān)閉。

第五，支持外接電源或者內(nèi)部電池供電。創(chuàng)新思路說明：在使用存錢罐的過程中，如果遇到家里停電，那么這個時候存錢可能會影響使用。為了解決這個問題，在產(chǎn)品內(nèi)部設(shè)計了一個充電電池，方便供電，同時還設(shè)置了一個電源開關(guān)，可進行電源供電功能的選擇。

二 工作原理說明

1.產(chǎn)品總設(shè)計框圖

2.硬幣檢測傳感器電路

本作品使用的OMRON EE-SX670小型光電式傳感器是一種以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點，因此被廣泛應(yīng)用。

3.MCU控制器電路

為了節(jié)約成本，本作品使用的AT89S52控制器是一種低功耗、高性能的CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。其使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。AT89S52主要性能有：（1）與MCS-51單片機產(chǎn)品兼容；（2）具有8K的系統(tǒng)可編程Flash存儲器；（3）1000次擦寫周期；（4）全靜態(tài)操作為0～33Hz。

4.外部存儲器

存儲模塊部分為U4（24C02），24C02是一個II2C的EE2PROM存儲器，要求最佳為+5V。

三 設(shè)計電路

四 程序設(shè)計框圖

五 作品價值

創(chuàng)意多功能存錢罐，看似是一個普通的盒子，但它不是一個普通的時鐘顯示器，它還具有硬幣余額顯示功能。本產(chǎn)品體積小巧、造型可愛、顏色鮮艷，集存錢、時鐘顯示功能于一體。雖然市場上存錢罐的品牌和品種眾多，看似競爭非常激烈，但仍有很大的發(fā)展空間。從市場份額來看，還沒有一個品牌占有絕對優(yōu)勢，成為主導(dǎo)產(chǎn)品，而本產(chǎn)品具有價格優(yōu)勢、功能優(yōu)勢、外觀優(yōu)勢，符合目前市場需求，市場潛力非常大。此外，本產(chǎn)品在元件的選用上都考慮了節(jié)約成本，所以本作品是物美價廉的好作品，能贏得家長和小朋友們的喜愛。

六 總結(jié)與展望

通過本產(chǎn)品的設(shè)計，提高了自身編程能力，取得了一定的收獲。一是對C語言有了更深的認(rèn)識和了解，對C語言指令、基本語法以及相關(guān)函數(shù)的調(diào)用，都有了一定的認(rèn)識，對數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)做了一定的研究，對C程序設(shè)計進行了比較仔細的研究，針對這種方法的學(xué)習(xí)首先從系統(tǒng)開始，運用基本語法進行功能方框圖的劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計，利用Proteus軟件進行仿真、調(diào)試功能，并修改程序。二是熟練地應(yīng)用了模擬電路設(shè)計基礎(chǔ)，對LED數(shù)碼管的應(yīng)用以及選擇和設(shè)計有了更深的認(rèn)識和了解，對電子元件的性能、測試有了一定的認(rèn)識，并學(xué)會應(yīng)用這些基本的電子元件來設(shè)計基本的電路，本節(jié)當(dāng)中的顯示部分主要應(yīng)用到了驅(qū)動IC，所以對集成塊也有了一定的理解。三是通過本次程序和硬件總體的設(shè)計，在軟件調(diào)試過程中遇到了很多問題，在不斷地尋找方法解決問題的過程中，我學(xué)會了如何去分析問題，如何去找原因，提高了自身的分析能力及抗挫折的能力。

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〔責(zé)任編輯：林勁、李婷婷〕