基于STC89C52單片機的硬幣統計系統設計及仿真

張朝陽++劉明慧++楊帆++王美玉

摘要：硬幣在我們生活中無處不在，實現自動硬幣統計成為硬幣使用過程中的一個重要問題。本系統使用STC89C52單片機對識幣器給出的信號進行處理并將識別結果顯示在該LED屏幕上。通過proteus軟件對系統進行模擬仿真，可以實現對硬幣進行智能統計。本系統簡單實用、性能穩定，靈敏度較高。

關鍵詞：識幣器；模擬仿真；智能統計；STC89C52

中圖分類號：TP368 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）10-0003-02

隨著社會經濟的發展，小面額紙幣逐漸退出市場，取而代之的是使用方便快捷的硬幣[1]。與此同時，智能統計硬幣尤其是識別硬幣面值成為硬幣使用中最重要的一個問題。本系統利用現有的硬幣檢測識別技術，通過投幣器供電電路、H橋電機驅動電路給硬幣識別器供電來檢測識別硬幣，由單片機計算處理，將處理結果顯示在LCD1602上面，顯示出本次投入的金額以及投入的總金額。

1 硬件電路設計

本系統采用功耗低，高性價比的STC89C52單片機。系統電路主要由單片機控制單元、電源模塊、硬幣識別模塊、報警及電機驅動模塊構成。

1.1 硬幣識別電路

系統采用LSS6復合型硬幣識別器，當投入硬幣時，硬幣通過一個由電容電感組成的高頻振蕩電路產生的磁場，由于投入的硬幣的體積和材質的不同，電感量會出現微弱的差異，進而改變震蕩頻率。通過比較檢測震蕩頻率與出廠時設定頻率比較來檢測投入的硬幣的幣種。確定幣種后，經過電路處理將頻率信號轉換成電壓信號，完成對金屬硬幣的識別。LSS6認幣器中包含聲敏傳感器、電磁感應傳感器和紅外傳感器，分別檢測出硬幣的種類、硬幣的材質與厚度和硬幣的直徑[2-3]。

硬幣識別電路主要由高頻脈沖電路，倍壓檢測電路，電壓檢測電路等三部分組成。硬幣識別電路圖如圖1所示。

在硬幣識別電路中，選擇使用NPN8050和PNP8550三極管來構成高頻識別電路。在電壓檢測電路中，使用TLC549模擬數字轉換器。電路中的Line1線與單片機的P3.5引腳相連接，當投入硬幣以后，硬幣識別器會檢測硬幣的直徑、厚度、材質等指標，與初始值對比后，經過單片機P3.5引腳輸出一個高頻率的脈沖信號。

三極管NPN基極端和單片機發送的高頻率脈沖信號相連通，發射極分別和基極、集電極導通。三極管PNP8550和8050在獲得了單片機發送的高頻脈沖信號以后變為1，三極管的發射極與集電極導通以后會給硬幣識別器的驅動電路以及系統電路中的電磁感應線圈提供一個由可調電阻W13給出的穩定電壓，當三極管PNP8550基極獲得的是一個低電平的時候，則不給硬幣識別器電路供電。三極管NPN8550處于高頻率開關狀態的時則說明單片機發出了一個高頻率脈沖信號。投入硬幣以后硬幣識別器中的電容電感以及線圈中間多了一個金屬物體，所以會產生于正常狀態不同的磁場，產生不同的磁感量與出廠時設定的初始值對比進行硬幣識別[4]。

1.2 投幣器報警電路及電機驅動電路

報警電路：當投入硬幣通過識別器發現為假幣的時候，通過通道2返還假幣，并進行報警提示。當識幣器判斷是投入硬幣是假幣的時候，單片機的P3.2引腳為1，三極管NPN8050基極也為1并且導通，蜂鳴器通電工作發出聲音提示客戶。

H橋電機驅動電路：通過對角線上的三極管的導通來分別判斷電機的正轉反轉來控制認幣器的控制門的開關和是否進入存儲裝置。當三極管導通以后單片機就可以正常運轉了，根據不同的三極管組合來實現不同的系統功能[5]，如圖2所示。

2 系統仿真

系統調試仿真使用英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件Proteus。圖3為仿真電路初始化狀態。當LCD1602為復位初始化時，LCD上有兩行數據。第一行Totalmoney是總金額。第二行Currentmoney是本次投入的金額。右面共有四個開關，分別是一元，五角，小一角硬幣，大一角硬幣。初始值為總金額0元，本次投入金額0元。右側由上至下分別對應投入1元、5角、小1角和大1角仿真時LCD屏幕上的顯示信息。通過以上4次仿真可以看出，系統仿真準確無誤，系統穩定性高，仿真精度高。

3 結語

本系統設計利用現有的硬幣檢測識別技術，通過投幣器供電電路、H橋電機驅動電路給硬幣識別器供電來檢測識別硬幣，通過單片機等信息處理來達到智能統計硬幣的功能。本系統簡單實用、性能穩定，靈敏度較高，可以實現對硬幣進行智能統計。

參考文獻

[1]宋玉山，趙連發.吉林省人民幣硬幣自循環現狀及對策[J].吉林金融研究，2016，（07）：72-75.

[2]康思聞.全自動硬幣包卷機總控制系統及硬幣清分系統的研究與開發[D].陜西科技大學，2013.

[3]徐慶，王章忠.硬幣·硬幣材料·硬幣流通[J].江蘇機械制造與自動化，2000，（05）：30-31.

[4]王永立.硬幣及硬幣材料的發展[J].材料科學與工程，1997，（01）：68-70.

[5]于春和，黃川，張超，白瑩.真偽1元硬幣識別檢測器[J].無損檢測，2011，33（02）：56-58.endprint