a錄

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

1.1超市自動(dòng)存儲柜電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究的背景及意義.........................1

1.2本文的研究內(nèi)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(yīng)用實(shí)驗(yàn)...................................................9

3系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)..............................................................10

3.1IAR編譯環(huán)境介紹......................................................10

3.2IAR編譯環(huán)境的安裝.....................................................11

3.3IAR編譯環(huán)境下LM3s811最小系統(tǒng)版的程序調(diào)試............................12

3.3.1IAR工程文件的創(chuàng)建與設(shè)置..........................................12

3.3.2LM3S811最小系統(tǒng)版的程序調(diào)試.....................................13

3.44*4鍵盤掃描的實(shí)現(xiàn).....................................................16

4系統(tǒng)的調(diào)試與分析..............................................................19

4.14*4鍵盤的掃描并在TH12864上顯示的調(diào)試..............................19

4.2用戶輸入的密碼與隨機(jī)密碼比較的調(diào)試....................................19

4.3用戶輸入萬能密碼與隨機(jī)密碼比較的調(diào)試.................................20

4.4程序調(diào)試的典型舉例.....................................................20

5結(jié)束語.........................................................................21

參考文獻(xiàn)：......................................................................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(dòng)存儲柜的自動(dòng)存儲控制以及語音報(bào)警提示和數(shù)字顯示等功能。經(jīng)

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

隨機(jī)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(gòu)成，通過串行方式連接的顯示系統(tǒng)，利用C語言編程，通過軟件控制，具體分析了設(shè)計(jì)調(diào)試

時(shí)的問題解決辦法，使得系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。對于外部按鍵電路得到的數(shù)據(jù)，通過主控芯片進(jìn)行讀取、處

理、傳送，使得數(shù)據(jù)得以顯示。實(shí)臉表明，此設(shè)計(jì)的接口、結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)合理，功能基本可以實(shí)現(xiàn)，本

設(shè)計(jì)可供以后的鍵盤掃描類、顯示類、語言提示類等設(shè)計(jì)參考使用。

［關(guān)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(dòng)存儲柜電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究的背景及意義

自動(dòng)儲物柜在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)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(wù)，也可以作為工廠、機(jī)關(guān)、醫(yī)院、及特種行業(yè)員工的更

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

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

等諸多弊端。因此為了能夠更好的實(shí)現(xiàn)超市自動(dòng)存儲柜的各種功能，具有重要的研究價(jià)

值。

超市自動(dòng)存儲柜的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個(gè)方面：起初的超市自動(dòng)存儲柜都是鑰匙柜。

鑰匙柜是將大量的鑰匙進(jìn)行集中管理而設(shè)計(jì)的，取、還鑰匙必須通過管理人員的發(fā)放，

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

當(dāng)引發(fā)的各種問題和時(shí)間。隨著電子元件的進(jìn)一步發(fā)展，在電子密碼鎖的基礎(chǔ)上也出現(xiàn)

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

以前固定的單密碼輸入發(fā)展到隨機(jī)密碼的輸入再到現(xiàn)在的加感應(yīng)元件密碼的掃描，從而

實(shí)現(xiàn)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(tǒng)超市

自動(dòng)存儲柜不能滿足企業(yè)、商業(yè)秘密等嚴(yán)格保密的問題，提出了遠(yuǎn)程管理自動(dòng)儲物管理

系統(tǒng)⑵，利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)將密碼、IC卡和生物識別系統(tǒng)（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(yīng)用到遠(yuǎn)程儲物柜系統(tǒng)中，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行保護(hù)，即使

在很遠(yuǎn)距離也可以實(shí)現(xiàn)對超市自動(dòng)存儲柜的監(jiān)控。作為未來識別技術(shù)中的潛力產(chǎn)品，生

物識別技術(shù)可以說有著非常好的使用前景。那么，對于現(xiàn)在超市自動(dòng)存儲柜設(shè)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(xiàn)代超市自動(dòng)存儲柜的發(fā)展現(xiàn)狀。第一種超市自動(dòng)存

儲柜雖造價(jià)不高，也容易學(xué)習(xí)，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(fèi)；第二種在儲物柜存滿物品時(shí)，不會自動(dòng)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(shè)計(jì)的儲物柜占用多少資源也沒有對其進(jìn)行可行

性分析，總會遇到硬件資源消耗大，作品調(diào)劑時(shí)間長，無法方便地按自己的設(shè)計(jì)意圖反

復(fù)修改自己作品的難題；第三種技術(shù)雖然克服了傳統(tǒng)自動(dòng)儲物柜系統(tǒng)的許多缺陷，增強(qiáng)

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

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

公共場合大眾存儲物品而設(shè)計(jì)的。因此本文試圖設(shè)計(jì)一種既實(shí)惠又方便的超市自動(dòng)存儲

柜的電子系統(tǒng)，給人們的生活帶來方便。

1.2本文的研究內(nèi)容

本設(shè)計(jì)來源于對生活的觀察，自動(dòng)儲物柜可以節(jié)省人力和營業(yè)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(qū)動(dòng)電路?；竟δ苋缦拢?/p>

a.當(dāng)沒有“存”鍵或是“取”鍵按下時(shí)，一直顯示歡迎界面。

b.當(dāng)按下“存”鍵時(shí)，門打開，并顯示隨機(jī)密碼。

c.當(dāng)按下“取”鍵時(shí)，顯示“請輸入密碼”，當(dāng)用戶輸入密碼時(shí)判斷密碼是否正確。

d.設(shè)計(jì)一個(gè)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(shè)計(jì)研究更有價(jià)值，可有以下的擴(kuò)展功能：

e.當(dāng)用戶按下“存”時(shí)，在30s內(nèi)用戶如果沒有關(guān)儲物柜的門，會自動(dòng)報(bào)警。

f.當(dāng)用戶輸入密碼3次不正確時(shí)，自動(dòng)報(bào)警。

2總體框圖

超市自動(dòng)存儲柜的控制系統(tǒng)由中央控制和門控制電路構(gòu)成，中央控制由微機(jī)構(gòu)成,

門控制電路采用Im3s811單片機(jī)作為主控芯片，每個(gè)單片機(jī)可控制多個(gè)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(dāng)前的狀態(tài)。門控驅(qū)動(dòng)電路顯

示門的開關(guān)狀態(tài)。下圖1為本設(shè)計(jì)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(jī)長期占據(jù)著微控制器（MCU）的主流市場，但隨著技術(shù)與需求的發(fā)展，

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

于領(lǐng)導(dǎo)地位。ARM處理器不但便宜而且性能較傳統(tǒng)的51單片機(jī)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(gè)芯片就能包容所需的

全部資源，同時(shí)ARM處理器具有功耗低、程序代碼少、自動(dòng)化程度高、響應(yīng)速度快、體積

小、可根據(jù)需要靈活定制等特點(diǎn)，適合于要求實(shí)時(shí)為多任務(wù)處理的場合。因此本設(shè)計(jì)采用

ARM處理器。

本設(shè)計(jì)所用的ARM處理器LM3s811有48個(gè)引腳⑶，其大部分引腳具有復(fù)同功能，如

LM3s811的用作JTAG的五個(gè)管腳，同時(shí)也可以作為GPIO使用，這是LM3s811的一個(gè)缺點(diǎn)，但

同時(shí)也是它的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，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(diǎn)；但同時(shí)，它有防鎖死的措施，如果使用者細(xì)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(gè)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(gè)GPIO管腳可以使用，這是它的一大優(yōu)點(diǎn)。

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

（定時(shí)器）、ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換）等，其中一些功能模塊，如串口，可以用在的調(diào)試過程中，

模擬的虛擬串口，通過串口調(diào)試器的調(diào)試，在電腦上可以看到輸入輸出的結(jié)果，同時(shí)對照

硬件的工作情況，可以更直觀的得到運(yùn)行結(jié)果。Timer可以被配置成一個(gè)32位的定時(shí)器，

也可以被分為兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器。

LM3s811芯片特點(diǎn)⑷:

?工作頻率：0~50MHz

?32可編程I/O口

?3個(gè)定時(shí)模塊，提供6個(gè)16位定時(shí)器

?具有8個(gè)中斷優(yōu)先級和26個(gè)中斷

?64k單周期flash,8K單周期訪問SRAM

?內(nèi)置看門狗

?向量中斷控制器，可配置優(yōu)先級和向量地址

?低功耗設(shè)計(jì)：具備睡眠模式和深度睡眠模式

?3個(gè)PWM信號發(fā)生模塊，提供3個(gè)16位的計(jì)數(shù)器、6個(gè)比較器，3個(gè)PWM信

號發(fā)生器、以及一個(gè)死區(qū)發(fā)生器

?支持4通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，500000次/秒的采樣率

?內(nèi)置溫度傳感器

?內(nèi)置模擬比較器

?2個(gè)異步收發(fā)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(gè)PWM發(fā)生器模塊

LM3S811的內(nèi)部系統(tǒng)方框圖及其芯片管腳⑸圖如下圖2所示：

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