a錄

1弓?言............................................................................1

1.1超市自動存儲柜電子系統的設計研究的背景及意義.........................1

1.2本文的研究內容...........................................................2

2總體框圖........................................................................2

2.1主控芯片LM3s8113

2.1.1LM3s811芯片介紹..................................................3

2.1.2硬件總體框圖.......................................................5

2.2TH12864芯片研究.........................................................6

2.2.1顯示模塊選擇.......................................................6

2.2.2TH12864介紹.......................................................7

2.2.3TH12864工作原理...................................................8

2.2.4TH12864顯示...........................................................8

2.2.5TH12864應用實驗...................................................9

3系統軟件部分設計..............................................................10

3.1IAR編譯環境介紹......................................................10

3.2IAR編譯環境的安裝.....................................................11

3.3IAR編譯環境下LM3s811最小系統版的程序調試............................12

3.3.1IAR工程文件的創建與設置..........................................12

3.3.2LM3S811最小系統版的程序調試.....................................13

3.44*4鍵盤掃描的實現.....................................................16

4系統的調試與分析..............................................................19

4.14*4鍵盤的掃描并在TH12864上顯示的調試..............................19

4.2用戶輸入的密碼與隨機密碼比較的調試....................................19

4.3用戶輸入萬能密碼與隨機密碼比較的調試.................................20

4.4程序調試的典型舉例.....................................................20

5結束語.........................................................................21

參考文獻：......................................................................21

附錄1:元件清單.................................................................23

附錄2:主程序...................................................................23

［摘要］本文介紹了超市自動存儲柜的自動存儲控制以及語音報警提示和數字顯示等功能。經

過本課題的研究，我們提供了一種超市自動存儲柜的方便實用的解決方案，具有保密性好、編碼量多、

隨機打開儲物柜成功率幾乎為零。本文采用了一種ARM微控制器（LM3s811主控芯片）與12864LCD顯

示模塊構成，通過串行方式連接的顯示系統，利用C語言編程，通過軟件控制，具體分析了設計調試

時的問題解決辦法，使得系統得以實現。對于外部按鍵電路得到的數據，通過主控芯片進行讀取、處

理、傳送，使得數據得以顯示。實臉表明，此設計的接口、結構等設計合理，功能基本可以實現，本

設計可供以后的鍵盤掃描類、顯示類、語言提示類等設計參考使用。

［關鍵詞］LM3s811微處理器；TH12864液晶顯示；4*4鍵盤；儲物柜

1引言

1.1超市自動存儲柜電子系統的設計研究的背景及意義

自動儲物柜在現實生活中應用廣泛，為超市，圖書館，展覽館，酒樓，車站，碼頭，

以及娛樂場所提供短期寄存服務，也可以作為工廠、機關、醫院、及特種行業員工的更

衣柜，這些足以證明儲物柜在現代社會中具有重大的工程意義。超市自動儲物柜作為儲

物柜的其中一種，它克服了傳統的人工寄存所帶來的費人力⑴，速度慢，易冒領，不安全

等諸多弊端。因此為了能夠更好的實現超市自動存儲柜的各種功能，具有重要的研究價

值。

超市自動存儲柜的發展經歷了以下幾個方面：起初的超市自動存儲柜都是鑰匙柜。

鑰匙柜是將大量的鑰匙進行集中管理而設計的，取、還鑰匙必須通過管理人員的發放，

從而查詢到取、還鑰匙的各種相關信息并詳細記錄儲物柜的使用情況，解決了因管理不

當引發的各種問題和時間。隨著電子元件的進一步發展，在電子密碼鎖的基礎上也出現

了很多種類的超市自動存儲柜，且功能日益強大，使用更加方便，安全保密性更強，由

以前固定的單密碼輸入發展到隨機密碼的輸入再到現在的加感應元件密碼的掃描，從而

實現了真真正正的電子加密。由于人們對保密性要求的提高，還有一些人針對傳統超市

自動存儲柜不能滿足企業、商業秘密等嚴格保密的問題，提出了遠程管理自動儲物管理

系統⑵，利用數據庫技術將密碼、IC卡和生物識別系統（指紋識別、人臉識別、掌形識別、

簽名識別、聲音識別等等）綜合應用到遠程儲物柜系統中，利用互聯網技術進行保護，即使

在很遠距離也可以實現對超市自動存儲柜的監控。作為未來識別技術中的潛力產品，生

物識別技術可以說有著非常好的使用前景。那么，對于現在超市自動存儲柜設備的選擇，

我們又該如何把握呢？

然而，這三種方式都不太適合現代超市自動存儲柜的發展現狀。第一種超市自動存

儲柜雖造價不高，也容易學習，但是使用起來極其不方便，很容易造成硬件資源以及人

員的浪費；第二種在儲物柜存滿物品時，不會自動顯示不能存東西，使用極不方便，且

安全性也大打折扣，管理人員并不知道設計的儲物柜占用多少資源也沒有對其進行可行

性分析，總會遇到硬件資源消耗大，作品調劑時間長，無法方便地按自己的設計意圖反

復修改自己作品的難題；第三種技術雖然克服了傳統自動儲物柜系統的許多缺陷，增強

了儲物柜的安全性，但是這種技術要求過高，投資迂大，且不易掌握，不便于技術的推

廣。只能適用于保密要求高且供個人使用的箱、柜房間等。超市自動存儲柜是為了滿足

公共場合大眾存儲物品而設計的。因此本文試圖設計一種既實惠又方便的超市自動存儲

柜的電子系統，給人們的生活帶來方便。

1.2本文的研究內容

本設計來源于對生活的觀察，自動儲物柜可以節省人力和營業面積，并方便了顧客。

本文以TH12864液晶顯示作為顯示模塊，led模擬門驅動電路。基本功能如下：

a.當沒有“存”鍵或是“取”鍵按下時，一直顯示歡迎界面。

b.當按下“存”鍵時，門打開，并顯示隨機密碼。

c.當按下“取”鍵時，顯示“請輸入密碼”，當用戶輸入密碼時判斷密碼是否正確。

d.設計一個萬能密碼以防止用戶忘記密碼，匚打不開的情況。

為了使本設計研究更有價值，可有以下的擴展功能：

e.當用戶按下“存”時，在30s內用戶如果沒有關儲物柜的門，會自動報警。

f.當用戶輸入密碼3次不正確時，自動報警。

2總體框圖

超市自動存儲柜的控制系統由中央控制和門控制電路構成，中央控制由微機構成,

門控制電路采用Im3s811單片機作為主控芯片，每個單片機可控制多個儲物柜,以及4*4

鍵盤掃描用戶輸入的密碼。利用TH12864液晶顯示儲物柜當前的狀態。門控驅動電路顯

示門的開關狀態。下圖1為本設計的總體框圖：

圖1總體框由

2.1主控芯片LM3S811

2.1.1LM3S811芯片介紹

8位的51單片機長期占據著微控制器（MCU）的主流市場，但隨著技術與需求的發展，

32位微控制器應用增長率也在不斷攀升。目前，基于ARM內核的32位微處理器在市場上處

于領導地位。ARM處理器不但便宜而且性能較傳統的51單片機高得多，集成度也大大提高，

為單芯片解決方案提供了非常方便的平臺，在很多場合都可以用一個芯片就能包容所需的

全部資源，同時ARM處理器具有功耗低、程序代碼少、自動化程度高、響應速度快、體積

小、可根據需要靈活定制等特點，適合于要求實時為多任務處理的場合。因此本設計采用

ARM處理器。

本設計所用的ARM處理器LM3s811有48個引腳⑶，其大部分引腳具有復同功能，如

LM3s811的用作JTAG的五個管腳，同時也可以作為GPIO使用，這是LM3s811的一個缺點，但

同時也是它的一個優點，由于JTAG被用來下載（燒寫）程序使用，再用作GPIO可能會使得

芯片鎖死，這是它的缺點；但同時，它有防鎖死的措施，如果使用者細心加上防鎖死程序，

或者在不需要使用太多GPIO的情況下，可以盡量不用這五個管膚叩B7和PC0~PC3,如果需要，

那么在加上防鎖死程序后，就有五個GPIO管腳可以使用，這是它的一大優點。

在LM3s811中，有很多功能模塊:JTAG、UART（串口）、PWM（脈沖寬度調制）、Timer

（定時器）、ADC（模數轉換）等，其中一些功能模塊，如串口，可以用在的調試過程中，

模擬的虛擬串口，通過串口調試器的調試，在電腦上可以看到輸入輸出的結果，同時對照

硬件的工作情況，可以更直觀的得到運行結果。Timer可以被配置成一個32位的定時器，

也可以被分為兩個16位的定時/計數器。

LM3s811芯片特點⑷:

?工作頻率：0~50MHz

?32可編程I/O口

?3個定時模塊，提供6個16位定時器

?具有8個中斷優先級和26個中斷

?64k單周期flash,8K單周期訪問SRAM

?內置看門狗

?向量中斷控制器，可配置優先級和向量地址

?低功耗設計：具備睡眠模式和深度睡眠模式

?3個PWM信號發生模塊，提供3個16位的計數器、6個比較器，3個PWM信

號發生器、以及一個死區發生器

?支持4通道模數轉換器，500000次/秒的采樣率

?內置溫度傳感器

?內置模擬比較器

?2個異步收發器模塊

?支持FreescaleSPI、MICROWIRE、和德州儀器三中格式同步串行接口

?擁有3個PWM發生器模塊

LM3S811的內部系統方框圖及其芯片管腳⑸圖如下圖2所示：

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