基于51单片机的自动售货机设计是一项综合性的电子系统工程，它涉及到硬件设计、软件编程、电路原理以及机械结构等多个领域的知识。这个项目的主要目标是利用51系列单片机实现一个功能完备的自动售货机控制系统。 在硬件设计方面，51单片机作为核心处理器，负责接收用户输入、处理交易信息并控制执行机构。51单片机具有低功耗、高性价比的特点，是小型嵌入式系统常用的选择。自动售货机的硬件通常包括以下几个部分：输入设备（如投币口、按键面板）、输出设备（如显示屏幕、找零机构）、存储单元（用于存放商品）、以及通信模块（可能包括RFID或二维码读卡器）。原理图会详细展示各个组件之间的连接方式以及电源分配，帮助理解整个系统的运行机制。 PCB（Printed Circuit Board）设计是将电路原理图转化为实际硬件的关键步骤。在这个过程中，设计师需要考虑电路布局的合理性，确保信号传输的稳定性和抗干扰能力，同时优化空间利用率。PCB布局布线的优化对于系统的性能和可靠性至关重要。 论文部分则涵盖了项目的理论背景、设计方案、实施过程以及实验结果分析。这部分内容可能包括了51单片机的工作原理、自动售货机的控制逻辑、系统设计的挑战与解决方案，以及性能测试等。通过阅读论文，我们可以深入了解设计思路，学习如何将理论知识应用到实际项目中。 程序部分则展示了如何使用C语言或其他编程语言为51单片机编写控制程序。这包括了对输入信号的处理、状态机的设计、错误处理机制、以及与硬件接口的交互等。程序设计需要遵循模块化原则，以便于调试和维护。 51单片机自动售货机设计的实现是一个典型的嵌入式系统开发案例，涵盖了硬件电路设计、嵌入式软件编程、系统集成等多个环节。这个项目对于学习单片机应用、嵌入式系统开发以及电子工程实践具有很高的参考价值。无论是初学者还是专业人士，都能从中获得宝贵的经验和技能。

网盘内部资源：C语言源程序+Proteus仿真+论文 系统由89C51单片机为控制核心，外围电路有89C51单片机驱动电路，货物选择按键电路，数码管显示电路，退币显示以及投币电路。各部分相互协调工作，共同完成自动售货控制系统的运行。

### MCGS平台下51单片机驱动构件开发与应用 #### 一、引言 随着现代工业自动化技术的发展，工控组态软件成为连接底层设备与上位机的关键工具之一。MCGS（Monitor and Control Generated System）作为一款全中文的工控组态软件，因其强大的功能和易于使用的特性，在国内工业自动化领域得到了广泛的应用。MCGS不仅提供了丰富的设备驱动程序，还支持用户自定义开发驱动构件，以满足各种特殊设备的接入需求。 #### 二、MCGS设备驱动构件概况 MCGS采用了ActiveDLL构件的方式来实现设备驱动程序。这种方式通过规范的对象链接与嵌入（OLE）接口，将ActiveDLL构件挂接到MCGS中，使之成为一个整体。这种设计使得设备构件具有高速度和高可靠性的特点。此外，OLE作为一种开放标准，能够实现不同软件之间的相互操作，因此，开发者可以使用多种编程语言（如VB、VC、Delphi等）来编写MCGS的设备驱动程序。考虑到Visual Basic的通用性和简单性，特别是VB6.0以上版本采用了二进制码编译执行的方式，使得其成为开发MCGS设备驱动程序的首选语言。 #### 三、51系列单片机驱动构件的开发 在实际应用中，针对51系列单片机的驱动开发是十分重要的。51系列单片机以其低廉的价格、丰富的资源以及广泛的市场应用基础，在工业自动化领域占有重要地位。下面详细介绍51系列单片机驱动构件的开发过程： 1. **确定通信协议**：首先需要确定51单片机与MCGS之间的通信协议，通常包括串行通信协议（如RS-232/RS-485）或网络通信协议（如TCP/IP）。这一步是驱动开发的基础。 2. **编写驱动代码**：根据选定的通信协议，使用Visual Basic或其他支持的语言编写驱动代码。这部分代码负责解析MCGS发送的命令，并将数据反馈给MCGS。 3. **实现数据交换**：在51单片机和MCGS之间建立可靠的数据交换机制。这涉及到如何正确解析数据格式、确保数据的准确传输以及处理可能出现的错误情况。 4. **测试与调试**：完成初步编码后，进行一系列的测试与调试工作，确保驱动构件能够稳定地工作在不同的应用场景下。 5. **集成到MCGS系统**：将开发好的驱动构件集成到MCGS系统中，通过MCGS提供的OLE接口进行连接。这样就可以在MCGS环境中直接使用这个驱动构件了。 #### 四、案例分析：房间远程温度监测和灯盏控制系统 本案例介绍了一个基于MCGS平台的51单片机驱动构件的实际应用——房间远程温度监测和灯盏控制系统。该系统利用51单片机作为现场终端控制器，通过串行通信与MCGS上位机软件交互，实现了远程温度监测和灯盏的开关控制。 1. **系统架构**：该系统主要包括51单片机、温度传感器、LED灯盏以及MCGS上位机软件。51单片机负责收集温度数据并通过串行通信将数据发送给MCGS软件；同时，根据MCGS发送的指令控制LED灯的状态。 2. **驱动构件开发**：开发了专门的51单片机驱动构件，该构件支持串行通信协议，并能够处理MCGS发送的各种指令。 3. **功能实现**：通过该驱动构件，MCGS软件可以实时显示房间的温度数据，并允许用户设置报警限值。一旦温度超过设定的阈值，系统会自动触发警报并调整LED灯的状态。 4. **运行效果**：实际运行结果显示，该驱动构件有效地实现了房间远程温度监测和灯盏控制的功能，验证了驱动构件的有效性和通用性。 #### 五、结论 通过以上分析可以看出，MCGS平台下的51单片机驱动构件开发不仅有助于提高系统的灵活性和适应性，而且还能大大简化系统的设计与实施过程。对于工业自动化领域的工程师来说，掌握这项技能将极大地提升他们在项目中的竞争力。未来，随着工业4.0概念的深入发展，类似的驱动构件将会在更多的应用场景中发挥重要作用。

STM32程序设计是嵌入式系统开发中的一个重要环节，特别是在数字显示应用中，74HC595芯片常被用来扩展微控制器的GPIO口，驱动4位数码管。74HC595是一个8位串行输入、并行输出的移位寄存器，具有三态输出功能，非常适合于驱动数码管或者LED矩阵等显示设备。 我们要理解74HC595的工作原理。该芯片有三个主要的数据接口：数据输入（DS）、时钟输入（SHCP）和存储器使能（ST_CP）。当ST_CP为高电平时，DS上的数据会被锁存到移位寄存器中；当ST_CP变为低电平时，这些数据会被并行输出到输出端Q0~Q7。另外，还有一个时钟使能端（SH_CP），在每个时钟脉冲上升沿，数据会被向右移动一位。通过这些特性，我们可以实现串行数据到并行数据的转换，有效地驱动数码管。 对于4位数码管的驱动，通常需要两片74HC595，因为4位数码管需要8个控制线（4个段控制和4个位选）。其中一片74HC595用于控制数码管的4个位选线，另一片用于控制4个段控制线。STM32通过SPI或简单的串行接口与74HC595通信，将相应的数据传送到74HC595，进而驱动数码管显示所需的数字或字符。 在STM32程序设计中，我们需要配置相应的GPIO口，设置为推挽输出模式，以便驱动74HC595的控制引脚。程序一般包括以下步骤： 1. 初始化GPIO：设置DS、SHCP、ST_CP和数码管的位选线对应的GPIO引脚，初始化为GPIO_OUTPUT_PP（推挽输出）模式，并设置初始电平。 2. 初始化时钟：确保SPI或者串行接口的时钟源已启用，以便进行数据传输。 3. 串行数据传输：编写函数，按照74HC595的协议，将4位数码管的段码和位选码通过DS引脚逐位发送出去，并在每个数据位发送后，控制SHCP产生一个上升沿，将数据移位到寄存器中。 4. 控制ST_CP和位选线：根据需要，设置ST_CP和位选线的电平，使得数据在合适的时候被锁存和输出。 5. 循环显示：通过循环更新数据，实现数码管的滚动显示或者动态更新。 在提供的压缩包中，可能包含以下内容： - `74hc595驱动4位数码管.c`：这是主要的C语言源代码文件，包含了上述的程序逻辑。 - `74hc595驱动4位数码管.h`：头文件，定义了相关函数的原型和常量。 - `stm32f1xx_hal_msp.c`或类似的文件：可能包含了STM32的HAL库对GPIO和时钟的初始化代码。 理解并掌握这个程序，可以让你在STM32项目中实现数字或字符的显示，从而为各种嵌入式系统的人机交互提供便利。在实际应用中，还需要根据具体的硬件连接和需求调整程序参数，例如延时函数的设置、数码管的极性选择等。同时，为了提高效率，还可以考虑采用硬件SPI接口或者DMA来实现数据传输，减少CPU的负担。

一、 实验目的： 1、 掌握Keil、Protues软件的使用； 2、 掌握编写单片机并口输入输出程序的方法； 3、 理解7段LED的工作原理。 二、 实验内容： 1、每2个数码管为一组，交替点亮“8”。 2、对第4个数码管按照一段亮二段亮三段亮……全部亮灭一段灭二段……全部灭方式，如此反复进行。 3、将开关K0~K5的置位情况显示在数码管上，开关置“ON”的对应数码管显示“0”，开关置“OFF”（拨向下）的对应数码管显“1”。 4、将开关K0~K7的置数显示在数码管上，如K0~K7全部为OFF，第1,2位数码管显示FF。 实验1 LED数码管与拨码开关的目的是让学生掌握单片机编程及Keil、Protues软件的使用，了解7段LED的工作原理，并通过具体实验内容锻炼其实操能力。实验涉及的知识点主要包括： 1. **Keil软件**：Keil是常用的嵌入式系统开发工具，支持多种微控制器，包括51系列。它提供了C语言和汇编语言的集成开发环境，方便编写、编译和调试单片机程序。 2. **Protues软件**：Protues是虚拟仿真软件，可以模拟硬件电路，帮助开发者在实际操作前验证程序逻辑，避免硬件调试中的繁琐步骤。 3. **单片机并口输入输出**：实验中使用了51单片机，其并行端口P0、P1、P2、P3可作为数据或控制信号的输入输出。例如，P0用于连接数码管的段选线，P1可能用于位选线。 4. **7段LED工作原理**：7段LED由7个独立的LED段组成，通过不同组合点亮这7段，可以显示0-9、A-F等字符。在实验中，需要控制每个段的亮灭来显示所需数字。 5. **数码管动态显示**：由于单片机I/O资源有限，通常使用动态扫描的方式来驱动多个数码管，即快速轮流点亮各个数码管，给人眼造成同时点亮的错觉。实验要求每2个数码管为一组交替点亮"8"，这涉及到数码管的控制时序和编码。 6. **数码管编码**：实验中的`nums[]`数组包含了0-9、A-F每个字符对应的7段码，通过设置P0端口的电平，实现字符的显示。 7. **拨码开关**：拨码开关是一种多位置选择开关，实验中使用K0-K7共8个开关，通过它们的状态组合来控制数码管显示的内容。开关置"ON"表示0，"OFF"表示1，或者根据开关状态显示对应的16进制数。 8. **C语言编程**：实验代码使用C语言编写，`delay_ms_ms`是延时函数，`seg_show`负责数码管的显示，而`exp_1_1`到`exp_1_4`则是实验任务的具体实现函数。 9. **实验步骤**：包括电路的仿真设计、程序编写、结果验证等，学生需要根据实验内容编写相应的单片机程序，实现数码管的控制以及拨码开关状态的读取和显示。 10. **程序结构**：`main`函数是程序的入口，通过调用各个实验任务函数完成指定功能。`delay_ms`用于延时，确保数码管的显示效果。`seg_show`函数通过传入数码管的段码和位选码实现字符显示。 通过这个实验，学生不仅可以掌握基础的单片机编程技巧，还能理解硬件与软件之间的交互，增强对数字电路和嵌入式系统的实践能力。

在对分层思想、时间片轮转和状态机思想进行[简单应用] 二、主函数 主函数如下： 整个主函数的中心任务为功能选择切换任务，负责切换显示内容，控制ui变化等，其余任务函数除提醒任务外都是通过全局变量的形式给功能选择切换任务提供资源或从该任务获取内容。 ## 三、显示任务 由于显示任务涉及到了多个层级的函数，从最底层写命令、写数据，到中间层显示和初始化等函数。再到最顶层控制多行的显示。故使用了多级状态机的形式来完成lcd任务的状态机内容。由于C语言顺序执行的特性。规定同一层级使用同一个状态机，可以有效减少状态机的数量同时也能保证系统的稳定运行。

在电子工程领域，单片机是实现嵌入式系统的核心部件，51单片机作为其中的经典型号，广泛应用于各种控制系统。本项目聚焦于51单片机如何控制LCD1602显示器来显示4x4键盘的按键值，同时提供了Proteus仿真和Keil源码，为学习者提供了一套完整的实践方案。 LCD1602，全称是16字符×2行液晶显示器，是常用的字符型液晶屏，用于显示文本信息。它由16个字符组成，每个字符有5x8点阵，总计可以显示两行16个字符。51单片机通过I/O口与LCD1602进行通信，一般采用4线或8线接口，这里可能是4线接口，因为4x4键盘也需要占用一部分I/O资源。 4x4矩阵键盘是一种常见的键盘结构，由4行4列共16个按键组成。在单片机控制下，通过扫描行线和列线的电平变化，可以识别出被按下的按键。这种键盘设计节省了I/O端口，但需要编写智能的扫描算法来识别按键。 51单片机通过编程来控制LCD1602显示4x4键盘的按键值，首先需要初始化LCD1602，包括设置指令寄存器、数据寄存器、功能设置、显示控制等。接着，当检测到键盘有按键按下时，读取按键值并转换为16进制数。16进制数0-F的表示方法通常涉及ASCII编码，需要将16进制数值转换为对应的ASCII字符再送入LCD1602显示。 Proteus是一款强大的电子设计自动化软件，支持虚拟仿真，能将电路图与微控制器代码结合进行实时模拟。在51单片机项目中，Proteus可以帮助我们验证硬件连接和程序逻辑是否正确，无需实物硬件即可观察到运行效果，大大提高了开发效率。 Keil μVision是51单片机常用的开发环境，提供了集成开发环境（IDE）和C编译器。在Keil中，我们可以编写、编译、调试单片机程序。源码部分通常会包含主函数、LCD1602驱动函数、4x4键盘扫描函数等，通过这些函数实现了单片机对LCD和键盘的操作。 这个项目涵盖了单片机基础、LCD1602显示器接口、矩阵键盘扫描以及软件开发工具的使用。通过学习和实践这个项目，不仅可以理解单片机控制外设的基本原理，还能掌握Proteus仿真和Keil编程技巧，对于初学者或者电子爱好者来说，是一次宝贵的动手经验。

本设计旨在实现一个基于 51 单片机的蓝牙电子秤，能够精确测量物体的重量，并通过蓝牙模块将重量数据传输到手机或其他蓝牙设备上进行显示和处理。 其功能性、稳定性测试为下图： （1）分别测量不同重量的物体，检查电子秤的测量结果是否准确。 测试蓝牙通信功能，确保数据能够正确传输到手机等设备上。 （2）长时间运行电子秤，观察其测量结果是否稳定，有无异常波动。 以下是部分示例代码：

示波器显示正反转的占空比波形。 1、示波器的蓝色线：代表电机反转 2、示波器的黄色线：代表电机正转 3、外接电源可调 4、液晶显示不会乱码 5、程序有一定的注释 有完整的程序+仿真原件+仿真调试的过程说明！在附件！！！ Proteus仿真测试： 一、电机启动测试 仿真部分采用的是Proteus软件，如图1所示，程序在加载完之后系统处于静止的状态，液晶屏幕也不会有显示。在这时我们只需要按下仿真左下角的开始按键，但这时系统还不能完全工作，还需要手动按下开始按键，如图2所示，系统默认的脉冲是50%然后转速是968rpm/min。 二、 电机调速测试 电机的转速加快是通过脉冲波形的变化实现的，如图3所示，现在的脉冲是50%速度是927rpm/min，和上图的速度不一致是因为电机在运行过程中，即使电压一致也不能完全保障电机的速度不会发生变化，我们想要电机速度增加那么就要按下加速的按键，为了使电机的变化速度较为明显，我们以30%为一个加速标准值，如图4所示，当前屏幕显示的脉冲是80%，速度变成了1512rpm/min，速度是已经提升上去了。最大速度是占空比为100%，这时如图5所示，1877rp

【项目资源】： 包含前端、后端、移动开发、操作系统、人工智能、物联网、信息化管理、数据库、硬件开发、大数据、课程资源、音视频、网站开发等各种技术项目的源码。 包括STM32、ESP8266、PHP、QT、Linux、iOS、C++、Java、python、web、C#、EDA、proteus、RTOS等项目的源码。 【项目质量】： 所有源码都经过严格测试，可以直接运行。 功能在确认正常工作后才上传。 【适用人群】： 适用于希望学习不同技术领域的小白或进阶学习者。 可作为毕设项目、课程设计、大作业、工程实训或初期项目立项。 【附加价值】： 项目具有较高的学习借鉴价值，也可直接拿来修改复刻。 对于有一定基础或热衷于研究的人来说，可以在这些基础代码上进行修改和扩展，实现其他功能。 【沟通交流】： 有任何使用上的问题，欢迎随时与博主沟通，博主会及时解答。 鼓励下载和使用，并欢迎大家互相学习，共同进步。