05年全国电子设计大赛

-1-黄鹤松教授点评：系统扩展了两块液晶显示屏、PS/2键盘、条形码扫描器、微打、SD卡等部件，利用大赛组委会指定的32位的ARM2138作为核心器件，能很好地完成条码输入，汉字输入，实现了4种销售和清单打印，测试效果好。系统利用小液晶屏实现了顾客总价显示，与凌阳单片机SPEC061A相结合实现了销售总价语音播放、自动开关钱箱的等扩展功能。简易超市收银机中国海洋大学孟德宝何文举衣红娟目录摘要…………………………………………………………………………………6一、方案论证……………………………………………………………………71.控制器模块选型…………………………………………………………72.键盘模块方案选择………………………………………………………73.液晶模块方案选择………………………………………………………74.存储模块方案选择………………………………………………………85.温度测量模块方案选择…………………………………………………8二、详细硬件电路设计……………………………………………………81.液晶显示设计………………………………………………………………92.条形码输入器接口电路设计……………………………………………102.键盘输入设计……………………………………………………………113.打印机电路设计…………………………………………………………124.存储模块设计……………………………………………………………125.温度测量设计……………………………………………………………136.湿度测量设计……………………………………………………………147.日历时钟设计……………………………………………………………148.语音播放设计……………………………………………………………15三、系统软件设计…………………………………………………………16-2-1.主程序流程………………………………………………………………162.键盘输入程序流程………………………………………………………163.SD卡读写程序流程………………………………………………………184.打印机程序流程…………………………………………………………195.测温程序流程……………………………………………………………196.测湿程序流程……………………………………………………………217.日历时钟程序流程………………………………………………………22四、理论分析与计算………………………………………………………………231.SD卡存储空间分配………………………………………………………………232.提高DS18B20的分辨率…………………………………………………23五、测试…………………………………………………………………………241．开机屏测试…………………………………………………………………242．存货测试及销售测试………………………………………………………243.销售记录部分测试…………………………………………………………254．打印机测试…………………………………………………………………255．温度测试……………………………………………………………………266．分析…………………………………………………………………………26六、结论…………………………………………………………………………26七、附录…………………………………………………………………………271．硬件清单…………………………………………………………………272．参考文献…………………………………………………………………272006年山东省电子设计竞赛试题D题简易超市收银机一．任务采用广州周立功单片机发展有限公司赞助的ARM2138实验开发仪为主机板，设计制作一个简易超市收银机。系统组成框图如下：PHILIPSARM2138实验开发仪打印机其他功能数据存储键盘显示器二．要求1．基本要求-3--4-本题必须采用广州周立功单片机发展有限公司赞助的ARM2138实验开发仪为主机板；并扩展显示器、键盘、打印机等相应接口；超市的物品使用13位数字编码（每件物品均有相对应的条形码）。（1）简易超市收银机具有可设置100个商品价目表（PLU），并具有掉电保护。商品的数字编号、品名（数字或英文字母）、单价等信息可输入；具有200条销售日志。（2）扩展键盘实现数字和英文字符输入；（3）扩展打印机打印商品销售记录（包括售货日期、时间、商品名称、单价、合计等）；（4）显示器上可通过键盘切换显示环境的温度，并可进行温度超限报警；（温度误差:±0.5℃）。2．发挥部分（1）简易超市收银机具有可设置1000个商品价目表（PLU），并具有掉电保护。具有2000条销售日志。（2）扩展条形码输入设备，实现商品的条形码输入；（3）扩展键盘可实现全拼汉字、中英文和数字输入；（4）具有多功能销售操作，实现单次销售、多件批发、退货销售、单向折扣等销售；（5）汉字打印每笔交易的商品名、商品单价、销售数量、销售金额、小计金额、商店店名、单据流水号、交易日期和时间等等；（6）其它发挥功能。三．评分意见项目满分基本要求设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析与计算，电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析50-5-完成第（1）项20完成第（2）项5完成第（3）项10完成第（4）项10工艺5完成第（1）项5完成第（2）项10完成第（3）项5完成第（4）项10完成第（5）项5发挥部分完成第（6）项15摘要本设计以ARM2138为控制核心，实现了PS/2协议键盘输入、条形码信息输入、中英文打印；并具有温度测量、双液晶屏显示、大容量SD卡存储等功能；完成了题目中所有的基本要求和发挥要求，并具有湿度测量、语音识别与播放、自动开关钱箱等鲜明的特色。系统采用EasyARM2138实验开发板为核心控制器，完成了简易超市收银机的各项功能要求。我们实现了按PS/2协议从键盘读入各种商品信息，从扫描仪读取条形码信息以及打印购物清单等收银机最基本的功能。本系统的键盘支持全拼汉字、中英文以及数字输入，功能强大，性能稳定，打印机支持汉字打印，并可进一步打印商店名、单据流水号、实时时间等若干信息。用灵敏的数字温度传感器DS18B20完成温度测量，精确的日历时钟芯片PCF8563作为实时时钟源。同时我们用SD卡极大扩充了系统内存存储空间，可以充分满足存储1000个商品价目表以及2000条销售日志的要求。收银机的液晶显示采用LCM240128ZK液晶屏，可滚动显示扫描到的购物条目信息，并利用OCM4X8C液晶显示器来突出显示最后总价，方便顾客看到，使我们的设计作品更加成熟。此外，我们利用凌阳单片机SPCE061A强大的语音播放功能，增加收银机的语音播放特色。关键词：EasyARM2138收银机扫描仪打印机SD卡Abstract:ThisdesignrealizesreadingininformationaccordingtoPS/2keyboardandbarcodeinformationfromscanneraswellasprintinginChineseandEnglish,measuringthetemperature,displayingwithdoubleLCDscreensandhugeroomforSDcardstorageisalsoincluded.Thisdesignachievesalloftherequestssuchasthebasicandtheexertionsegment,hasitsownbrightcharacteristic,suchasmeasuringthehumidity,recognisingandplayingthesound,swtichingonandoffcashboxautomatically.ThesystemtakestheEasyARM2138experimentboardasthecorecontrollertocomplete-6-thesimplesupermarketcashregistereachfunctionrequest.Itcanrealizethemostbasicfunctionsofcashregister,suchasreadinginmanykindsofsales’informationaccordingtothePS/2agreementfromthekeyboardandbarcodeinformationfromscanneraswellasprintingshoppingdetailedlistandsoon.Thissystem’skeyboardsupportsChinese,Englishaswellasdigitalinput.Thefunctionisformidableandtheperformanceisstable.TheprintersupportChineseprinting,andmayfurtherprintthestore’sname,thebillnumber,thepresenttimeandsoon.UsetheaccuratedigitaltemperaturesensorDS18B20toreporttosurveythetemperature.UsetheprecisecalendarclockchipPCF8563tobethereal-timeclocksource.SimultaneouslyweusedtheSDcardtoexpandthesystem’smemorystoragespacewhichenormouslysatisfyfullythespacerequestof1000commoditypricelistsaswellas2000shoppingdiary.Ourcashregister’sLCDscreenistheLCM240128ZK.Wemakeitrolltheshoppingclauseinformationthatthedemonstrationscans.ThefinaltotalpriceisalsodisplayedbytheOCM4X8C.Theconvenientforcustomertoseetheresultcausesourdesignworktobematurer.Inaddition,wemakeuseoftheSPCE061A’sformidablepronunciationbroadcastfunctiontoimprovethecashregister’spronunciationbroadcastcharacteristics.Keywords:EasyARM2138cashregisterscannerprinterSDcard一、方案论证根据竞赛的试题要求，我们对简易超市收银机所需方案的各个部分进行设计论证如下：1.控制器模块选型方案一：采用传统的8位的51系列单片机作为系统控制器。P89C51RD2单片机是一款具有ISP/IAP功能的单片机，它的片内具有64K字节Flash程序存储器、1K字节数据存储器、3个16位定时/计数器，6个中断、1个全双工串行口等资源。无论是从内部构造还是编程方面51系列单片机都相对简单，容易掌握和使用。但其端口资源和功能相对不够丰富，难以满足我们的设计需要。方案二：采用32位的ARM2138作为收银机的控制核心。ARM2138具有强大的存储空间，内嵌32K片内静态RAM和512K的flash存储器，可以实现在系统可编程（ISP）、在应用可编程(IAP)，2个8路10位A/D转换器，1个D/A转换器，转换迅速准确，引脚资源丰富，多达47个可承受5V电压的通用I/O口，多个串行接口，包括2个16C550工业标准UART、2个高速I2C借口（400Kb/s）、SPI和具有缓冲作用和数据长度可变功能的SSP。ARM2138的这些特点非常有利于进