点钞机技术文档.doc
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点钞机技术文档
一、点钞机总体组成
图1点钞机系统的组成框图
点钞机主要包括点钞和验钞功能。
从验钞角度包括各种用于假钞识别的传感器和检测电路,如磁性检测、金属安全线检测、荧光检测、红外穿透检测等,用于点钞功能的主要包括红外计数检测,进钞与接钞光电检测等,另外还包括电机驱动控制,蜂鸣器报警,按键检测及数码管或液晶显示等。
通用点钞机系统的组成框图如图1所示。
二、点钞机电源电路
图2点钞机电源电路图
点钞机的电源部分的电路图如图2所示。
通过变压器对交流220V市电进行降压,通过桥式整流输出脉动直流电,通过电容滤波后输出较为平稳的直流电,通过7805输出正5V电源,7905输出负5V电源,通过7806输出正6V电源。
在电路设计中,采用多组变压器输出信号,可以降低各组电源之间的相互干扰,提高系统的稳定性。
三、点钞机显示电路
点钞机显示部分的电路原理图如图3所示,该显示电路采用数码管动态扫描显示,利用74LS164的串并转换功能实现输出端口的扩展,通过ULN2003驱动实现对7个数码管的驱动选择功能。
为了充分的节省端口资源,将6个LED指示灯当作一个数码管,作为动态扫描的一部分,利用单片机I/O口的输入/输出双向功能,将按键接在数码管显示的f,a,g代码段,用以检测按键的触发状况。
图3点钞机显示部分电路图
四、点钞机传感器检测电路
1.点钞机纸币计数传感器电路设计
点钞机纸币计数传感器电路路如图4所示。
在点钞机的转轮两端类别安装计数对管,在没有纸币经过时,光敏三极管接收红外发射管发射的红外信号,光敏三极管导通,光敏三极管发射极输出高电平,LM324构成比较器,同相端电压大于反相端电压,LM324输出高电平。
当有纸币经过时,纸币挡住了发射管的红外信号,光敏三极管由于接收不到红外信号而截至,光敏三极管的发射极输出低电平,LM324的同相端电压小于反相端电压,LM324输出电平,当纸币经过后,LM324的输出端又回到高电平,这样每经过一张纸币,会产生一个低电平脉冲,对脉冲个数技术即可实现对纸币张数的检测功能。
另外红外光电对管在安装时按左右安装,如果左右两端只有一端检测到低电平脉冲,则认为检测到的纸币为残币,进行报警提示。
图4点钞机纸币计数传感器电路
2.红外透光检测电路
为了实现红外透光的检测功能,在转轴的两端分别安装红外发射管和红外接收管,当有纸币经过时,纸币吸收了部分红外信号,红外接收管接收的信号大小反映了纸币的透光率信息,利用LM324组成的放大电路对信号进行放大后,送A/D转换电路进行模数转换,对转换后的数字量进行分析即可识别纸币的真伪情况。
红外透光检测电路图如图5所示。
图5红外透光检测电路
3.荧光防伪检测电路
荧光防伪检测电路图如图6所示。
电路图左端为紫光发射电路,由单片机的I/O口控制三极管的通断来控制紫光的发射。
当I/O口送出低电平时,三极管9013截止,紫光管不发光;当I/O口送出高电平时,三极管9013导通,紫光管电路形成通路而导通发射紫光。
与紫光管对应的荧光检测传感器采用硅光电池。
硅光电池的输出短路电路与接收的特定波长的光照成线性关系,利用前级TL082组成的I/U转换电路将电流信号转换为电压信号,经而后级TL082构成的信号放大电路进行电压放大,然后送A/D转换电路进行模数转换,输出的数字量反应了纸币的荧光效应,进行实现利用纸币的荧光效应实现防伪的功能。
图6荧光防伪检测电路图
4.磁性安全线检测电路
图7磁性安全线检测电路图
磁性安全线检测电路如图7所示。
在点钞的送钞轮下端中部安装了中磁头,当纸币经过时,磁性安全线紧贴着中磁头经过,中磁头检测到安全线的磁性信息,经过信号的两级放大,通过比较器的比较输出高低电平变化的波形,利用单片机技术对该波形进行检测与识别,即可判断出纸币的真伪及纸币的金额。
5.磁性检测电路
磁性检测电路图如图8所示,在点钞机的送钞轮两端分别安装左右磁头,左右磁头采用磁阻传感器,当有纸币经过时,纸币上的磁性油墨经过磁头时,造成磁头磁阻的变化,使磁头输出的电压发生变化,通过信号的两级放大,并经过LM393构成的比较电路,最终即可输出反映纸币磁性油墨信息的高低电平信号,通过单片机对信号的处理,即可识别出纸币的真伪。
图8磁性检测电路图
6.进钞光电检测电路
在点钞机的抄板中安装一反射式光电对管,当有纸币放入时,红外发射管发射的红外信号经纸币反射,光敏三极管接收到红外信号。
进钞光电检测电路如图9所示。
在该电路设计中,利用LM567锁相环产生特定频率的信号,通过三极管驱动红外发射管发送该频率的红外调制信号,5,6脚之间所接的电阻R及6脚到地的电容C决定了LM567产生信号的频率,该频率为:
图9进钞光电检测电路图
当红外接收管接收到红外调制信号,并送入LM567的1脚信号输入端,LM567的1脚接收到红外信号后,8脚输出端输出有效的低电平。
五、电机驱动电路
1.直流电机驱动电路
点钞机实际应用中的直流电机驱动电路如图10所示。
交流220V市电经变压器降压后,通过桥式整流滤波提供直流电。
单片机的I/O口控制三极管的通断,当I/O口为高电平时,三极管导通,直流电机得电运行,当I/O口为低电平时,三极管截止,继电器失电停止运行。
图10点钞机的直流电机驱动电路图
2.单相交流电机驱动电路
图11点钞机主电机驱动电路图
点钞机的主电机驱动的电路图如图11所示。
主电机采用额定工作电压为220V的单相交流异步电动机。
系统采用单片机的I/O口控制电机的启动运行及反转制动,为了降低电机停启产生的干扰对单片机系统的影响,采用光电耦合器进行电气隔离,通过两组可控硅分别实现对电机的正转运行和反转制动的控制。
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