基于STC89C52单片机的硬币统计系统设计及仿真

张朝阳++刘明慧++杨帆++王美玉

摘要：硬币在我们生活中无处不在，实现自动硬币统计成为硬币使用过程中的一个重要问题。本系统使用STC89C52单片机对识币器给出的信号进行处理并将识别结果显示在该LED屏幕上。通过proteus软件对系统进行模拟仿真，可以实现对硬币进行智能统计。本系统简单实用、性能稳定，灵敏度较高。

关键词：识币器；模拟仿真；智能统计；STC89C52

中图分类号：TP368 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）10-0003-02

随着社会经济的发展，小面额纸币逐渐退出市场，取而代之的是使用方便快捷的硬币[1]。与此同时，智能统计硬币尤其是识别硬币面值成为硬币使用中最重要的一个问题。本系统利用现有的硬币检测识别技术，通过投币器供电电路、H桥电机驱动电路给硬币识别器供电来检测识别硬币，由单片机计算处理，将处理结果显示在LCD1602上面，显示出本次投入的金额以及投入的总金额。

1 硬件电路设计

本系统采用功耗低，高性价比的STC89C52单片机。系统电路主要由单片机控制单元、电源模块、硬币识别模块、报警及电机驱动模块构成。

1.1 硬币识别电路

系统采用LSS6复合型硬币识别器，当投入硬币时，硬币通过一个由电容电感组成的高频振荡电路产生的磁场，由于投入的硬币的体积和材质的不同，电感量会出现微弱的差异，进而改变震荡频率。通過比较检测震荡频率与出厂时设定频率比较来检测投入的硬币的币种。确定币种后，经过电路处理将频率信号转换成电压信号，完成对金属硬币的识别。LSS6认币器中包含声敏传感器、电磁感应传感器和红外传感器，分别检测出硬币的种类、硬币的材质与厚度和硬币的直径[2-3]。

硬币识别电路主要由高频脉冲电路，倍压检测电路，电压检测电路等三部分组成。硬币识别电路图如图1所示。

在硬币识别电路中，选择使用NPN8050和PNP8550三极管来构成高频识别电路。在电压检测电路中，使用TLC549模拟数字转换器。电路中的Line1线与单片机的P3.5引脚相连接，当投入硬币以后，硬币识别器会检测硬币的直径、厚度、材质等指标，与初始值对比后，经过单片机P3.5引脚输出一个高频率的脉冲信号。

三极管NPN基极端和单片机发送的高频率脉冲信号相连通，发射极分别和基极、集电极导通。三极管PNP8550和8050在获得了单片机发送的高频脉冲信号以后变为1，三极管的发射极与集电极导通以后会给硬币识别器的驱动电路以及系统电路中的电磁感应线圈提供一个由可调电阻W13给出的稳定电压，当三极管PNP8550基极获得的是一个低电平的时候，则不给硬币识别器电路供电。三极管NPN8550处于高频率开关状态的时则说明单片机发出了一个高频率脉冲信号。投入硬币以后硬币识别器中的电容电感以及线圈中间多了一个金属物体，所以会产生于正常状态不同的磁场，产生不同的磁感量与出厂时设定的初始值对比进行硬币识别[4]。

1.2 投币器报警电路及电机驱动电路

报警电路：当投入硬币通过识别器发现为假币的时候，通过通道2返还假币，并进行报警提示。当识币器判断是投入硬币是假币的时候，单片机的P3.2引脚为1，三极管NPN8050基极也为1并且导通，蜂鸣器通电工作发出声音提示客户。

H桥电机驱动电路：通过对角线上的三极管的导通来分别判断电机的正转反转来控制认币器的控制门的开关和是否进入存储装置。当三极管导通以后单片机就可以正常运转了，根据不同的三极管组合来实现不同的系统功能[5]，如图2所示。

2 系统仿真

系统调试仿真使用英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件Proteus。图3为仿真电路初始化状态。当LCD1602为复位初始化时，LCD上有两行数据。第一行Totalmoney是总金额。第二行Currentmoney是本次投入的金额。右面共有四个开关，分别是一元，五角，小一角硬币，大一角硬币。初始值为总金额0元，本次投入金额0元。右侧由上至下分别对应投入1元、5角、小1角和大1角仿真时LCD屏幕上的显示信息。通过以上4次仿真可以看出，系统仿真准确无误，系统稳定性高，仿真精度高。

3 结语

本系统设计利用现有的硬币检测识别技术，通过投币器供电电路、H桥电机驱动电路给硬币识别器供电来检测识别硬币，通过单片机等信息处理来达到智能统计硬币的功能。本系统简单实用、性能稳定，灵敏度较高，可以实现对硬币进行智能统计。

参考文献

[1]宋玉山，赵连发.吉林省人民币硬币自循环现状及对策[J].吉林金融研究，2016，（07）：72-75.

[2]康思闻.全自动硬币包卷机总控制系统及硬币清分系统的研究与开发[D].陕西科技大学，2013.

[3]徐庆，王章忠.硬币·硬币材料·硬币流通[J].江苏机械制造与自动化，2000，（05）：30-31.

[4]王永立.硬币及硬币材料的发展[J].材料科学与工程，1997，（01）：68-70.

[5]于春和，黄川，张超，白莹.真伪1元硬币识别检测器[J].无损检测，2011，33（02）：56-58.endprint