1、第6卷第2期漯河職業技術學院學報Vol .6No 122007年4月Journal of Luohe Vocati onal Technol ogy CollegeAp r 12007 收稿日期:2006-12-13作者簡介:朱琥(1977-,男,湖北武漢人,武漢工程大學講師。基于AVR 單片機和光電傳感器的點鈔機軟硬件設計朱琥,蘇文靜(武漢工程大學電氣信息學院,湖北武漢430071摘要:從光電傳感器的應用角度介紹一種點鈔機的設計。該設計通過光電傳感器將鈔票計數轉換成脈沖信號,經處理后送至AVR 單片機,由單片機驅動設備工作。該設計經檢驗表明,具有操作方便、鈔票計數準確、運行可靠、價格低廉、體

2、積小、功耗小等特點。關鍵詞:光電傳感器;AVR 單片機;點鈔機中圖分類號:T N702文獻標識碼:A 文章編號:1671-7864(200702-0010-02目前點鈔機的使用越來越廣泛,不但是銀行常用的設備,而且也逐漸成為現金流量較大的各企事業單位必備的辦公設備。下面介紹一種基于AVR 單片機和光電傳感器的點鈔機設計。1硬件設計根據點鈔機點數的功能以及結構微型化、操作簡便、經久耐用的要求,設計了以AVR 單片機為核心、輔以光電傳感器等相關功能電路的硬件結構。1.1鈔票計數信號采集系統準確采集鈔票數目是檢測器計數的關鍵,必須保證鈔票數目不能遺漏,為此點鈔機的計數器采用非接觸式紅外光電檢測技術,

3、具有結構簡單、精度高和響應速度快等優點。如圖1所示,點鈔機的計數傳感器采用兩組紅外光電傳感器。每一個傳感器由一個紅外發光二極管和一個接收紅外光的光敏三極管組成,兩者之間留有適當距離,當無鈔票通過時,接收管受光照而導通,輸出為0。當有鈔票通過瞬間,擋住紅外光,接收管光通量不足,輸出為1。鈔票通過后,接收管又接收到紅外光導通。這樣就在該部分電路輸出端產生一個脈沖信號,這些信號經后續電路整形放大后輸入單片機,單片機驅動執行電機,并相應完成計數和顯示。點鈔機之所以采用兩組光電傳感器,是為了檢測紙幣的完整性,避免殘幣被計入。圖1紅外光電傳感器1.2信號處理電路從光電傳感器得到的信號需要經過處理傳輸到單片

4、機,來驅動設備。該電路主要分為三部分。1.2.1放大部分信號放大主要利用運放的高放大倍數來實現,但放大的同時又十分容易產生自激振蕩,所以應采取措施來抑制電路噪聲。首先在運放輸入端采用差動輸入以及加接二階帶通濾波,以便濾除信號干擾和電源紋波;其次采用一點接地,盡量避免公共地線流過大的沖擊電流或激變電流;最后合理選擇電源的旁路電容,抑制電機電源電壓的波動和瞬時變化帶來的干擾。1.2.2整形部分利用帶施密特觸發器的反相器在狀態轉換過程第2期朱琥等:基于AVR 單片機和光電傳感器的點鈔機軟硬件設計11中的正反饋作用,可以得到比較理想的矩形脈沖波形,取得滿意的整形效果。具體電路如圖2所示。 圖2整形及放

5、大電路1.2.3比較環節在點鈔過程中,為了檢測殘幣,設計了比較環節,該環節采用兩組收發光管。根據我國銀行殘幣規定辦法,設置好兩組收發光管的間距,當不符合要求的殘幣通過時,只能遮住一組收發光管,這樣兩組收發光管的輸出信號將出現差值,通過比較器檢測出此差異,送入AVR 單片機,并作出判斷,以保證計鈔準確。1.3AVR 單片機 單片機是點鈔機控制的核心,本系統選用了AT ME L 公司的AVR 單片機AT mega128。其特點是性能可靠、低功耗、簡潔實用、功能齊全、處理功能強大(先進的R I SC 結構。整個系統由單片機、執行電機、液晶顯示、按鍵、信號采集以及故障指示、報警等功能單元。由AVR 單

6、片機為核心的整體框圖如圖3所示。 圖3整機電路框圖2軟件設計本軟件的主要任務是點鈔機的自動點鈔,采集鈔票信號,將鈔票數予以計數顯示。由于鈔票信號是一個隨機量,單片機要實時準確地捕捉到此信號應選擇外部中斷方式,為確保定時精度,采用0.5m s 定時中斷,主程序在清屏后即開始循環調顯示子程序,一旦發現有鈔票計數信號,則進入外部中斷,然后對信號進行相應處理,得到欲顯示的數據。本軟件為保證機器計數的準確性,避免在計數信號采集中可能出現連張和夾心等現象,采取了一些相應措施。當鈔票連張通過光電傳感器時,容易漏判鈔票,產生偏差,但是連張鈔票遮擋紅外光的時間比正常時間長,這樣輸出的計數脈沖信號脈寬大于正常值,所以在軟件設計中加入比較脈寬判斷,發出信號驅動蜂鳴器,給出警告信號。當出現夾心時,由于雙張鈔票的透光性小于單張鈔票,這時三極管發射極輸出暗電流小于正常值,所以脈沖的低電平值會降低,通過比較判斷,發出警告。主程序框圖如圖4所示。圖4主程序框圖3結論本設計以AVR 單片機為核心,通過光電傳感器來檢測鈔票的計數情況進而實現鈔票數目的累計,最后用液晶及外部顯示部分直觀地將鈔票數顯示給用戶,并且在出現異常時可自動向用戶報警。隨著商業經濟的發展及財務自動化的要求,該設計具有良好的市場前景。參考文獻:1米偉哲,曾薄文.點鈔機自動控制設計中信