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摘 要：随着金融服务的迅速发展，ATM已经发展成了各大银行为广大用户金融服务战略中的重要一环。系统主要包含硬件和软件两个部分，系统采用宏晶公司生产的单片机为核心控制器，通过4X4矩阵键盘，LCD12864液晶显示器，铁电存贮器（24C02），串行通讯口和单片机（STC89C52RC）的配合，以程控的方式完成自动取款机系统基本功能，包括卡号输入密码认证、查询、取款、密码修改等。
关键词：单片机，矩阵键盘，液晶显示，铁电存贮
基于单片机的电路设计。整个系统可分为：单片机系统控制器、按键输入模块、存储模块及电源电路几个部分，本设计方案采用STC89C52RC单片机作为控制模块的核心，利用软件编程使单片机检测键盘矩阵信号信号，经过数据处理，由LCD12864實现系统能够的同步显示业务界面。
（1）控制模块采用STC89C52RC单片机作为系统控制的核心。利用单片机检测键盘矩阵，经过数据处理编程调取业务界面送LCD12864显示。单片机算术运算功能强、软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制。由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低，且可对其进行扩展，附带显示设备，单键输入等设备，使用方便。还可通过软件编程实现对步进电机的速度预设显示。，由于单片机芯片引脚少，软硬件连接简便灵活，硬件容易实现。
（2）存储结构电路采用24C02芯片，因为本设计没有与上位机进行通信，所以在本设计中需要密码认证模块来实现密码存储、读取与修改功能。
（3）显示模块采用LCD12864显示。显示信息清晰、器件价格低廉，但占用单片机I/O口少。
（4）人机交互模块采用独立式按键与键盘相结合的方式，总共设置了9个独立按键及4×4键盘。人机交互模块采用4乘4矩阵键盘，查询工作方式。该方案程序复杂，但在同样多的I/O口线条件下，行列式键盘能带更多的按键，查询工作方式也不用另接门电路。
一、系统硬件设计
1、STC89C52简介
STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，STC89C52是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
2、液晶显示电路设计
液晶显示LCD（Liquid Crystal Display），如图3-3所示，是利用液晶材料在电场作用下发生位置变化，而遮蔽/通透光线的性能制作成为一种重要平板显示器件。通常使用的LCD器件有TN型（Twist Nematic，扭曲向列型液晶）、STN型（Super TN，超扭曲向列型液晶）和TFT型（Thin Film Transistor，薄膜晶体管型液晶）。TN、STN、TFT型液晶，性能依次增强，制作成本也随之增加。TN和STN型常用作单色LCD。STN型可以设计成单色多级灰度LCD和伪彩色LCD，TFT型常用作真彩色LCD。
采用 LCD12864液晶显示模块作为人机交互界面。液晶显示模块是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB 线路板、背光源、结构件装配在一起的组件。字符型液晶显示模块目前在国际上已经规范化，无论显示屏规格如何变化，其电特性和接口形式都是统一的。从性价比等方面考虑，这里选用长沙太阳人电子有限公司生产的字符型液晶显示模块SMC1602，它是一种用5x7位图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等等。本设计以常用的2行16个字的1602液晶屏来构成整个系统的显示模块。
二、系统软件设计
1、系统初始化初始化模块
根据对单片机串行通信的详细介绍可知：本设计选择串行通信工作方式1并允许接收；选择定时器1，模式2；根据波特率为4800b/s，计算出定时器计数初值；启动定时器1；开总中断、串口中断。宏定义，对各引脚端口定义，并对系统函数及子函数定义；对存储和LCD进行初始化。
2、键盘扫描部分
键盘处理程序，主要作用就是通过用户的按键识别，判断当前的系统任务，通过前面的硬件分析，采用4X3矩阵，一共十二组状态。一方面是数字的输入输出，另一方面的一系列的功能操作。经过键盘扫描程序扫描是否有按键按下，如果有再判断是数字键还是功能键，并做出相应的处理；如果没有则返回继续检查有克按键按下。
3、液晶显示部分设计
HS12864-15 系列中文图形液晶模块的特性主要由其控制器ST7920决定，ST7920 同时作为控制器和驱动器，它可提供 33 路 com 输出和 64 路 seg 输出。 在驱动器 ST7921 的配合下，最多可以驱动 256×32 点阵液晶。显示 RAM 提供 64×2 字节的空间，最多可以控制4行 16 字的中文字型显示。当写入显示资料 RAM 时，可以分别显示 CGROM，HCGROM 及 CGRAM 的字型。 三种字型的选择：
（1）显示半宽字型 ：将一位字节写入DDRAM中，范围为02H-7FH的编码。
（2）显示CGRAM字型：将两字节编码写入DDRAM中，总共有0000H，0002H，0004H，0006H四种编码
（3）显示中文字形：将两字节编码写入DDRAMK ，范围为A1A0H-F7FFH（GB码）或A140H-D75FH（BIG5码）的编码。
（4）显示程序实现
参考文献：
[1]倪云峰.单片机原理与应用.西安：西安电子科技大学出版社，2009，6.
[2]张义和.例说51单片机（C语言版）（第3版） .北京：人民邮电出版社，2010，6.
[3]章烈剽.基于单片机的高精度步进电机控制研究.武汉理工大学，2007：23-47
[4]马忠梅，等.单片机的C语言应用程序设计[M].4版.北京航空航天大学出版，2003.
[5]楼然苗.51系列单片机设计实例.北京：北京航空航天大学出版社，2006.4.
关键词：单片机，矩阵键盘，液晶显示，铁电存贮
基于单片机的电路设计。整个系统可分为：单片机系统控制器、按键输入模块、存储模块及电源电路几个部分，本设计方案采用STC89C52RC单片机作为控制模块的核心，利用软件编程使单片机检测键盘矩阵信号信号，经过数据处理，由LCD12864實现系统能够的同步显示业务界面。
（1）控制模块采用STC89C52RC单片机作为系统控制的核心。利用单片机检测键盘矩阵，经过数据处理编程调取业务界面送LCD12864显示。单片机算术运算功能强、软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制。由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低，且可对其进行扩展，附带显示设备，单键输入等设备，使用方便。还可通过软件编程实现对步进电机的速度预设显示。，由于单片机芯片引脚少，软硬件连接简便灵活，硬件容易实现。
（2）存储结构电路采用24C02芯片，因为本设计没有与上位机进行通信，所以在本设计中需要密码认证模块来实现密码存储、读取与修改功能。
（3）显示模块采用LCD12864显示。显示信息清晰、器件价格低廉，但占用单片机I/O口少。
（4）人机交互模块采用独立式按键与键盘相结合的方式，总共设置了9个独立按键及4×4键盘。人机交互模块采用4乘4矩阵键盘，查询工作方式。该方案程序复杂，但在同样多的I/O口线条件下，行列式键盘能带更多的按键，查询工作方式也不用另接门电路。
一、系统硬件设计
1、STC89C52简介
STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，STC89C52是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
2、液晶显示电路设计
液晶显示LCD（Liquid Crystal Display），如图3-3所示，是利用液晶材料在电场作用下发生位置变化，而遮蔽/通透光线的性能制作成为一种重要平板显示器件。通常使用的LCD器件有TN型（Twist Nematic，扭曲向列型液晶）、STN型（Super TN，超扭曲向列型液晶）和TFT型（Thin Film Transistor，薄膜晶体管型液晶）。TN、STN、TFT型液晶，性能依次增强，制作成本也随之增加。TN和STN型常用作单色LCD。STN型可以设计成单色多级灰度LCD和伪彩色LCD，TFT型常用作真彩色LCD。
采用 LCD12864液晶显示模块作为人机交互界面。液晶显示模块是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB 线路板、背光源、结构件装配在一起的组件。字符型液晶显示模块目前在国际上已经规范化，无论显示屏规格如何变化，其电特性和接口形式都是统一的。从性价比等方面考虑，这里选用长沙太阳人电子有限公司生产的字符型液晶显示模块SMC1602，它是一种用5x7位图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等等。本设计以常用的2行16个字的1602液晶屏来构成整个系统的显示模块。
二、系统软件设计
1、系统初始化初始化模块
根据对单片机串行通信的详细介绍可知：本设计选择串行通信工作方式1并允许接收；选择定时器1，模式2；根据波特率为4800b/s，计算出定时器计数初值；启动定时器1；开总中断、串口中断。宏定义，对各引脚端口定义，并对系统函数及子函数定义；对存储和LCD进行初始化。
2、键盘扫描部分
键盘处理程序，主要作用就是通过用户的按键识别，判断当前的系统任务，通过前面的硬件分析，采用4X3矩阵，一共十二组状态。一方面是数字的输入输出，另一方面的一系列的功能操作。经过键盘扫描程序扫描是否有按键按下，如果有再判断是数字键还是功能键，并做出相应的处理；如果没有则返回继续检查有克按键按下。
3、液晶显示部分设计
HS12864-15 系列中文图形液晶模块的特性主要由其控制器ST7920决定，ST7920 同时作为控制器和驱动器，它可提供 33 路 com 输出和 64 路 seg 输出。 在驱动器 ST7921 的配合下，最多可以驱动 256×32 点阵液晶。显示 RAM 提供 64×2 字节的空间，最多可以控制4行 16 字的中文字型显示。当写入显示资料 RAM 时，可以分别显示 CGROM，HCGROM 及 CGRAM 的字型。 三种字型的选择：
（1）显示半宽字型 ：将一位字节写入DDRAM中，范围为02H-7FH的编码。
（2）显示CGRAM字型：将两字节编码写入DDRAM中，总共有0000H，0002H，0004H，0006H四种编码
（3）显示中文字形：将两字节编码写入DDRAMK ，范围为A1A0H-F7FFH（GB码）或A140H-D75FH（BIG5码）的编码。
（4）显示程序实现
参考文献：
[1]倪云峰.单片机原理与应用.西安：西安电子科技大学出版社，2009，6.
[2]张义和.例说51单片机（C语言版）（第3版） .北京：人民邮电出版社，2010，6.
[3]章烈剽.基于单片机的高精度步进电机控制研究.武汉理工大学，2007：23-47
[4]马忠梅，等.单片机的C语言应用程序设计[M].4版.北京航空航天大学出版，2003.
[5]楼然苗.51系列单片机设计实例.北京：北京航空航天大学出版社，2006.4.