四川大学本科毕业论文

密集的场所都能找到自动售货机的存在。自动售货机的方便、快捷、新奇、文明、占地小等无不成为众多市民的追捧的原因，甚至出现排队购买的现象。有研究表明，自动售货机在Japan、America、Europe等发达地区的普及度很高，人均台数很低，而我国经济还有待发展，人均台数差距很大，尽管如此，自动售货机在我国产生的GDP也高达数百亿。综上所述，我国的自动售货机产业，具有很大的发展前景和市场。 1.4 主要研究内容

本文共分5章，系统的介绍了自动售货机系统从设计方案，操作逻辑到系统硬件，系统软件等各个环节的设计及系统调试的方法和原则。本文首先说明了一下自动售货机的发展空间，其次在第二章分析了一下系统构造，然后第三章论述如何设计该系统的硬件，第四章分析并研究了自动售货机系统的软件设计，最后讲解了如何对设计好的程序进行测试修改。

第二章 系统设计方案论证

本章内容主要是根据需要自动售货机要具有什么样的功能，通过对比不同种类自动售货机控制程序，研究出符合要求的系统程序。 2.1 自动售货机的原理及工作流程

自动售货机的利用机械学、电子学等专业知识，实现机电一体化的一种自动装置。

自动售货机在收到货币以后，通过触摸面板的控制把信号输入到控制器内，然后控制器启动机械装置进行一系列运动，将货物输出。也就是顾客只需要进行投币、选货、退币等简单的操作选择，就能够方便快捷的购买到自己想要的商品。

其基本操作流程为：

① 消费者在入钞口放入钞票，然后启动钞票鉴别装置鉴别钞票； ② 操作中枢把开启消费者投入的钞票能够购买货物的选择指示灯，让消费

者能够容易选择能购买的货物；

③ 消费者选择想要购买商品的按键，将信息输入到操作中枢，然后操作中

枢控制机械装置，把消费者购买的货物送出至出口；

④ 如果还有足够的余额，则可继续购买。消费者取出货物后，操作中枢发

出信号，将余额退还，或者由消费者操作退币按钮来完成； ⑤ 消费者取出余额后完成交易活动。 通过上述表达做出售货机的工作示意图

四川大学本科毕业论文

顾客投入钱币机器记录金额顾客选取货物机器送出货物顾客取出货物机器计算余额顾客取出余币 2.2自动售货机设计方案的比较和选择

自动售货机的设计方案多种多样，不仅可以利用Relay、Microcomputer、PLC等硬件装置控制，还能够使用EDA.Ram等程序来控制，接下来我们分别对比一下这几个设计方案，并选择出来最适合的那个方案。 2.2.1 自动售货机的设计方案

方案一：以Microcomputer为操作中枢

因为Microcomputer的操作中枢是在芯片的层面进行研究设计的，所以设计方案的时候，我们首先解决硬件系统，通过硬件电路图做出线路板，将准备好的零件安装到线路板上，然后调节测试，最后解决防干扰的问题，并仔细检测。利用专属的启动开关，加上编写的控制程序来连接调试。

四川大学本科毕业论文

币值输入电流锁存器单片机最小子流EPROMLED指示灯饮料出口饮料按钮

方案二：以继电器为控制核心的自动售货机系统 利用逻辑思维来把需要的relay、timer、contact和接口用硬接线的办法来组成以relay为重点的控制系统。控制相关生产机械工作。如果想要用contact来控制多个装置同时使用，那就可以采用这个方案，具体的设置图如下:

通过观察上图，我们能够看到这个系统的三个电路相互独立工作，启动开关sf1以后，kf（intermediate relay）开始工作，然后contact的两个接口同时开启并开始工作，因此使用以继电器为控制核心的方法。

方案三：以EDA为控制核心的自动售货机系统

它的控制思想是以EDA为核心，然后通过对一段一段的模块进行语言设计，从而实现相应的功能并作出模块仿真波形。将模块记录转化为相应的数值送入到下一个模块。最后按照规定的方法连接各个模块，这样就可以达到设计目的，得到以EDA为核心的自动售货机系统

方案四：以PLC为控制核心的自动售货机系统 通过在一块可以编程的存储器内部，利用逻辑运算、算数运算等方法控制数字电路和模拟电路的输入输出，进而达到控制生产流程的目的。

作为一种用于工业的控制型计算机，所以PLC的基本规律和计算机的大致相同，都是用软件程序来控制系统，从而达到操作者的要求，这个办法的线路的连接图如下图所示

四川大学本科毕业论文

通过上图我们能够看到，计算机中央处理器不是同时解决每项问题的，而是相同时间内只完成一个任务，按照顺序来解决每一个硬件的处理问题，这个方案使用内部存储器的逻辑关系。

2.2.2 自动售货机方案的比较 方案一，运用到自动售货机上的话，那么就需要让单片机系统增加许多电路来达到最终目的，这样一来也会让系统的电路变得冗杂，稳定性也会大大降低。还需要让专业人士为系统专门设计开发程序，人工成本很高，单片机的各种硬件的成本也很高，损毁以后也不方便维修，整体的性价比远远不如方案四。

方案二，优点是能够有效的防止整个系统变混乱，但是缺点也很明显，就是过多的使用机械开关，导致整个电路过于杂乱，大大减少了使用寿命，稳定性不高。

方案三，成本较高，价格也叫昂贵，同时，EDA嵌入电路比较困难，它不能由电路与系统工程师嵌入传感电路、模拟电路或功率输出电路。

方案四，因为采用机电一体化技术，电路中的半导体就能够代替机械开关，降低了成本，还让系统电路变得简单小巧，大大提高了稳定性。如果系统出现问题，可编程逻辑控制器还能够进行自我检查、自我修复、实时监测程序，并回馈到操作者面前，提高了调节测试和维修护理的方便性。与方案一相比，方案四不光能够降低硬件方面的花费，还大大减小了系统的开发过程，因为开发者不需要过多的在意系统电路怎么构成，只需要专心开发软件即可。因为采用积木式结构，所以系统电路的大小可以根据需要改变不同的大小，完美的达到了工业上关于控制问题的要求。而相对于EDA来讲，PLC的成本相对很低。

综上所述，横向对比四个方案，采用PLC为控制核心的系统有着更稳定、更普遍、更方便的特点，整个系统电路的大小、功率损耗、维修保护也比其他三个方案好很多，所以自动售货机的控制系统将采用方案四。

第三章 系统的硬件设计

本系统采用的PLC为三菱

FXIN-32MR型，硬件是控制系统的载体，硬件设