ATM出鈔模塊的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、ATM出鈔模塊的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)作者：發(fā)布時(shí)間：2009-04-22 09:19:56來源：繁體版 訪問數(shù)： 50 前言 ATM機(jī)的核心部件是出鈔模塊，它是集電子、機(jī)械于一體的自動化裝置，到現(xiàn)在為止，只有幾個發(fā)達(dá)國家可以研發(fā)和制造，但隨著我國機(jī)械制造和自動控制技術(shù)的提高，完全有能力研制出適合中國國情的ATM出鈔模塊。歡迎訪問前言 ATM機(jī)的核心部件是出鈔模塊，它是集電子、機(jī)械于一體的自動化裝置，到現(xiàn)在為止，只有幾個發(fā)達(dá)國家可以研發(fā)和制造，但隨著我國機(jī)械制造和自動控制技術(shù)的提高，完全有能力研制出適合中國國情的ATM出鈔模塊。ATM出鈔模塊的結(jié)構(gòu) ATM出鈔模塊一般由上、下兩層功能

2、模塊組成：上層為驗(yàn)鈔、送鈔及廢鈔回收模塊；下層為鈔箱及挖鈔模塊(由14個結(jié)構(gòu)相同的挖鈔單元組成)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。 驗(yàn)鈔及送鈔模塊的作用是對由供鈔模塊挖出的每張鈔票進(jìn)行高度、厚度以及傾斜度進(jìn)行檢測，通過控制分揀器把不合格的鈔票送進(jìn)廢鈔箱，而合格的鈔票則送到疊鈔器，最后由送鈔機(jī)械手把整疊的鈔票送到出鈔口，完成一次出鈔操作。如客戶超時(shí)不取款，則把鈔票收回并放到回鈔箱里。 挖鈔模塊的作用是放置鈔箱并根據(jù)指令把鈔票從鈔箱中一張一張地挖出來，挖鈔方式有兩種：真空吸鈔和摩擦出鈔。這兩種方式各有千秋，真空吸鈔精確可靠，容易維護(hù)，但出鈔速度較慢(12張/秒)，目前只有NCR公司使用。而摩擦出鈔技術(shù)的優(yōu)

3、點(diǎn)是出鈔速度快(57張/秒)，為絕大部分ATM廠商所采用。圖1 ATM出鈔模塊結(jié)構(gòu)示意圖ATM出鈔模塊控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 整個控制系統(tǒng)的主要功能就是通過各種電子電路驅(qū)動電磁閥、單、雙向電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，以實(shí)現(xiàn)對整個出鈔模塊的所有機(jī)械部件的動作，并對各種開關(guān)量輸入(如光電感應(yīng)器、微動開關(guān)、高低電平等)和各種物理參數(shù)測量電路的直流電壓信號(如單張、整疊鈔票厚度)做實(shí)時(shí)、連續(xù)的檢測，根據(jù)檢測結(jié)果及時(shí)調(diào)整機(jī)械部件的動作，保障顧客在取鈔過程中的正確、安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障時(shí)能夠記錄故障狀態(tài)，給出錯誤代碼，并進(jìn)行相應(yīng)的故障處理，為維護(hù)人員提供準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)?？刂葡到y(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖

4、2 控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)MSC1210Y5單片機(jī)簡介 MSC1210Y5PAGT是TI公司生產(chǎn)的集成數(shù)字/模擬混合信號單片機(jī)，具有運(yùn)行速度快、功耗低等特點(diǎn)，其時(shí)鐘頻率最高可達(dá)33 MHz，運(yùn)行速度高達(dá)825 MIPS，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力；芯片內(nèi)集成了大量的模擬和數(shù)字外圍模塊：內(nèi)含32KB的Flash程序存儲器，并具有多重密碼鎖死(LOCK)功能，保密性較強(qiáng)。在對Flash程序存儲器編程方面，可通過SPI串行接口或一般的編程器進(jìn)行重新編程，因而可對用MSC1210Y5組成的系統(tǒng)進(jìn)行在系統(tǒng)編程，給新產(chǎn)品的開發(fā)、老產(chǎn)品升級和維護(hù)帶來極大的方便。單片機(jī)內(nèi)還包含8通道模擬信號輸入，1128倍可編程增益

5、放大器、24位高精度A/D轉(zhuǎn)換器，非常適合鈔票厚度檢測等模擬信號的處理。鈔票厚度信號采集電路 本系統(tǒng)采用電渦流傳感器對鈔票的厚度進(jìn)行采集，電渦流傳感器能靜態(tài)和動態(tài)的非接觸、高線性度、高分辨率地測量被測金屬導(dǎo)體表面與探頭表面的距離，將位置信號轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號，然后通過CPU內(nèi)部的24位高精度ADC進(jìn)行轉(zhuǎn)換，檢測精度可以達(dá)到0.0005mm。CPLD電路 為了簡化硬件電路結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的集成度和可靠性，同時(shí)，也減輕應(yīng)用系統(tǒng)中處理器的負(fù)擔(dān)，采用了基于CPLD 的步進(jìn)電機(jī)控制電路，把處理器接口邏輯、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動角度控制、環(huán)形脈沖分配器、斬波恒流驅(qū)動邏輯等幾個模塊在一個CPLD 器件中實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)

6、系統(tǒng)的挖鈔時(shí)序控制。步進(jìn)電機(jī)控制的邏輯如圖3所示。圖3 步進(jìn)電機(jī)控制的邏輯圖通信和在線編程電路 出鈔模塊和主機(jī)的通信接口采用RS-232C接口，通過CPU的串行口0來實(shí)現(xiàn)通信，接口芯片采用MAX3232。MCU的在線編程與通信電路共用CPU的串行口0，二者之間通過跳線來實(shí)現(xiàn)接口的轉(zhuǎn)換，在線編程時(shí)， PC將產(chǎn)生RST信號,RST信號經(jīng)過MAX3232轉(zhuǎn)換成TTL電平信號給MCU編程信號PSEN，MCU復(fù)位后開始接收下載的程序。鍵盤和顯示電路 鍵盤和顯示電路的主要功能是在沒有外部主機(jī)的情況下，維護(hù)人員也可以對出鈔模塊進(jìn)行相應(yīng)的操作，通過鍵盤輸入相應(yīng)的命令，并將執(zhí)行結(jié)果在LED上顯示出來。LED顯示

7、采用靜態(tài)方式，通過CPU的串口和74LS164串行移位來實(shí)現(xiàn)，大大節(jié)省了CPU資源。圖4 控制系統(tǒng)軟件主流程圖出鈔模塊控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)出鈔模塊控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 出鈔模塊控制軟件主要接收ATM主機(jī)的控制命令，根據(jù)這些命令執(zhí)行相應(yīng)的功能操作，并將執(zhí)行結(jié)果送回到ATM主機(jī)，因此可以將ATM出鈔模塊的控制軟件劃分為通信模塊和命令功能模塊。通信模塊實(shí)現(xiàn)ATM出鈔模塊與ATM主機(jī)之間的信息交換，命令功能模塊主要實(shí)現(xiàn)挖鈔命令、送鈔命令、 未取鈔回收命令、通道清理與復(fù)位命令、獲取鈔箱信息命令、出鈔口取鈔檢測命令和拒絕命令操作，ATM主機(jī)通過發(fā)送這些命令實(shí)現(xiàn)顧客在ATM機(jī)上的取款操作。整個控制系統(tǒng)軟件主程序如圖

8、4所示。通信模塊 出鈔模塊通信采用中斷方式，CPU接收到一個命令包之后，設(shè)立一個標(biāo)志，主程序檢測到這個標(biāo)志后就讀取命令包。 出鈔模塊在執(zhí)行命令后，以一定格式將命令的執(zhí)行結(jié)果返回到PC主機(jī)，在執(zhí)行命令過程中出鈔模塊不接收命令，直到命令返回。命令功能模塊 命令功能模塊實(shí)現(xiàn)挖鈔命令、送鈔命令、 未取鈔回收命令、通道清理與復(fù)位命令、獲取鈔箱信息命令、出鈔口取鈔檢測命令和拒絕命令操作。ATM主機(jī)軟件在啟動時(shí)，先要發(fā)送通道清理與復(fù)位命令，檢測出鈔模塊的狀態(tài)；進(jìn)行一次完整的取款操作需要依次發(fā)送獲取鈔箱信息命令、挖鈔命令、送鈔命令和出鈔口取鈔檢測命令；如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)檢測到鈔票沒有取走，則發(fā)送未取鈔回收命令

9、，將出鈔口鈔票回收，拒絕命令是在挖鈔命令執(zhí)行出錯的時(shí)候發(fā)送。每個命令都必須按照這個順序來發(fā)送，否則被視為非法命令，不予執(zhí)行。1通道清理與復(fù)位命令 此命令的主要功能是復(fù)位出鈔模塊內(nèi)部寄存器、清理挖鈔通道和送鈔通道，如果有殘余鈔票在通道中，則將其送入回收箱，同時(shí)檢測各個部件是否正常。ATM主機(jī)軟件在啟動時(shí)，首先要發(fā)送此命令對出鈔模塊進(jìn)行通道清理和復(fù)位，出鈔模塊將相應(yīng)的執(zhí)行結(jié)果返回到控制主機(jī)，如果出鈔模塊有故障返回碼，表示出鈔模塊不能正常工作，ATM主機(jī)控制軟件需要停止取款的功能，并給出相應(yīng)的故障提示，等待維護(hù)。2獲取鈔箱信息命令 此命令的主要功能是出鈔模塊將模塊中鈔箱的配置信息，包括各個鈔箱中鈔票

10、的面額和幣種信息返回給主機(jī)控制軟件，在有取款操作時(shí)，主機(jī)控制軟件通過這些信息來分配每個鈔箱的出鈔數(shù)量。3挖鈔命令 此命令的功能是執(zhí)行主機(jī)控制軟件所分配的各個鈔箱的出鈔數(shù)量，在對每個通道鈔箱進(jìn)行挖鈔操作時(shí)，都要對鈔票進(jìn)行檢測，如果有尺寸或者厚度不合格的，則打開分揀器將其送入廢鈔箱中，將合格的鈔票送到疊鈔板上，整個命令執(zhí)行完成后將各個鈔箱的出鈔數(shù)量和廢鈔數(shù)量返回到主機(jī)，等待主機(jī)控制軟件發(fā)送下一個命令，即送鈔命令。4送鈔命令 此命令的主要功能是把疊鈔板上的鈔票送到閘門口，取款人就可以將鈔票拿走。5出鈔口檢測命令 此命令的主要功能是檢測閘門口的鈔票是否被拿走，并將信息返回到主機(jī)，如果檢測到鈔票已經(jīng)拿走，機(jī)械手將回到原始位置。6未取鈔回收命令 如果在銀行規(guī)定的時(shí)間內(nèi)(一般是30秒，時(shí)間由主機(jī)控制軟件控制)閘門口的鈔票都未拿走，主機(jī)控制軟件將發(fā)送此命令，通知出鈔模塊將閘門口鈔票回收，送入回收箱中。7拒絕命令 在挖鈔命令執(zhí)行過程中出現(xiàn)了故