【摘要】： 自動(dòng)售貨機(jī)作為自助服務(wù)領(lǐng)域中的一員,為國(guó)內(nèi)外該領(lǐng)域廠商所研究,并且得到了廣泛的應(yīng)用。為了適應(yīng)客戶(hù)的需求,需要開(kāi)發(fā)一套功能更加完善、擴(kuò)展性能更強(qiáng)的自動(dòng)售貨機(jī)控制器。 本文以國(guó)內(nèi)自動(dòng)售貨機(jī)制造商——湖南金碼智能設(shè)備制造有限公司在自動(dòng)售貨機(jī)控制器的研究現(xiàn)狀為背景,分析了公司現(xiàn)有控制器的不足,并制定出基于ARM7與嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uC/OS-Ⅱ的自動(dòng)售貨機(jī)控制器的設(shè)計(jì)方案。 系統(tǒng)硬件完成了控制器外圍各模塊的接口電路圖設(shè)計(jì),分析了自動(dòng)售貨機(jī)控制器的組成;實(shí)現(xiàn)了電源模塊、MDB外設(shè)驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、鍵盤(pán)與顯示模塊以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的開(kāi)發(fā),并對(duì)各模塊的原理與電氣特性進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。 軟件上,將uC/OS-Ⅱ成功移植了至ARM7體系結(jié)構(gòu);針對(duì)售貨機(jī)本身是一個(gè)自反應(yīng)、事件驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng),使用有限狀態(tài)機(jī)來(lái)管理系統(tǒng)狀態(tài)以及狀態(tài)轉(zhuǎn)換,并高效地實(shí)現(xiàn)了更適用于復(fù)雜系統(tǒng)的層次型有限狀態(tài)機(jī);在uC/OS-Ⅱ與層次有限狀態(tài)機(jī)的新軟件框架支持下,編寫(xiě)了鍵盤(pán)與顯示模塊、MDB設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備等的驅(qū)動(dòng)程序和系統(tǒng)應(yīng)用程序。 最后,調(diào)試與試驗(yàn)表明基于ARM的控制器滿(mǎn)足售貨機(jī)基本要求,并且本課題的設(shè)計(jì)方案對(duì)較復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)的研究有一定的借鑒意義和應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

控制器是自動(dòng)售貨機(jī)的大腦，是整個(gè)機(jī)器的指揮中心�？刂破骼弥靼迳系挠邢拶Y源，實(shí)現(xiàn)可靠的售貨交易，提供對(duì)售貨機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的接口，并實(shí)現(xiàn)某些商業(yè)化目的(如播放商業(yè)廣告)。圖2一1展示了售貨機(jī)的整個(gè)售貨過(guò)程，首先控制器通過(guò)顯示設(shè)備向客戶(hù)輸出動(dòng)畫(huà)、語(yǔ)音或文字等提示，客戶(hù)通過(guò)某種支付方式(如紙幣器、硬幣器或IC卡)付費(fèi)，然后選擇所需商品，控制器等待用戶(hù)輸入之后，控制彈簧轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，掉貨檢測(cè)子系統(tǒng)檢測(cè)到貨品掉下之后，向控制器回復(fù)信號(hào)，控制器扣費(fèi)，向客戶(hù)提示購(gòu)物成功，并通過(guò)短信模塊向監(jiān)控中心發(fā)送購(gòu)物信息，至此整個(gè)售貨過(guò)程完畢。于是，控制器從總體上來(lái)說(shuō)可以分解成以下幾個(gè)功能模塊:(l)電機(jī)控制模塊:控制器通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)彈簧轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)貨物出售;(2)系統(tǒng)狀態(tài)管理模塊:管理自動(dòng)售貨機(jī)的系統(tǒng)狀態(tài)與由內(nèi)部事件或外部事件引起的狀態(tài)轉(zhuǎn)換;(3)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能模塊:售貨機(jī)中的系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)需要通過(guò)非易失性存儲(chǔ)器進(jìn)行存儲(chǔ);(4)通信模塊:控制器通過(guò)姻B八CP[，7]伽 dtipleDropBuS八 ntereommu- nicationProtocol)通信協(xié)議與MDB外設(shè)(紙幣器、硬幣器、調(diào)貨檢測(cè)系統(tǒng)等)通信;(5)人機(jī)交互功能模塊 :5XS管理鍵盤(pán)

時(shí)沒(méi)有充分考慮各種可能性，必然會(huì)導(dǎo)致程序結(jié)構(gòu)的混亂，降低系統(tǒng)的可靠性。低優(yōu)先級(jí)任務(wù)圖2一7可剝奪型操作系統(tǒng)內(nèi)核解決嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)復(fù)雜性問(wèn)題，最好方法是引入嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS。RTOS核心是調(diào)度器，當(dāng)系統(tǒng)包含多個(gè)任務(wù)時(shí)，可根據(jù)任務(wù)的重要性設(shè)定優(yōu)先級(jí)，調(diào)度器可根據(jù)任務(wù)的就緒狀態(tài)和優(yōu)先級(jí)來(lái)決定當(dāng)前執(zhí)行哪一個(gè)任務(wù)，這種基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度機(jī)制保證了嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)性。如圖2一7所示為可剝奪操作系統(tǒng)內(nèi)核從處理完中斷之后進(jìn)行的任務(wù)調(diào)度，可以看出高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)優(yōu)先得到了處理器資源。同時(shí)，RTOS一般還會(huì)提供一些任務(wù)同步和通信的機(jī)制，，
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：TH692.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2644796