ATM出鈔模組的控制系統設計

2021-04-09 01:19:49 字數 3440 閱讀 4428

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atm機的核心部件是出鈔模組,它是集電子、機械於一體的自動化裝置,到現在為止,只有幾個發達國家可以研發和製造,但隨著我國機械製造和自動控制技術的提高,完全有能力研製出適合中國國情的atm出鈔模組。

atm出鈔模組的結構

atm出鈔模組一般由上、下兩層功能模組組成:上層為驗鈔、送鈔及廢鈔**模組;下層為鈔箱及挖鈔模組(由1~4個結構相同的挖鈔單元組成),其結構示意圖如圖1所示。

驗鈔及送鈔模組的作用是對由供鈔模組挖出的每張鈔票進行高度、厚度以及傾斜度進行檢測,通過控制分揀器把不合格的鈔票送進廢鈔箱,而合格的鈔票則送到疊鈔器,最後由送鈔機械手把整疊的鈔票送到出鈔口,完成一次出鈔操作。如客戶超時不取款,則把鈔票收回並放到回鈔箱裡。

挖鈔模組的作用是放置鈔箱並根據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,但出鈔速度較慢(1~2張/秒),目前只有ncr公司使用。而摩擦出鈔技術的優點是出鈔速度快(5~7張/秒),為絕大部分atm廠商所採用。

圖1 atm出鈔模組結構示意圖

atm出鈔模組控制系統的硬體設計

整個控制系統的主要功能就是通過各種電子電路驅動電磁閥、單、雙向電機和步進電機,以實現對整個出鈔模組的所有機械部件的動作,並對各種開關量輸入(如光電感應器、微動開關、高低電平等)和各種物理引數測量電路的直流電壓訊號(如單張、整疊鈔票厚度)做實時、連續的檢測,根據檢測結果及時調整機械部件的動作,保障顧客在取鈔過程中的正確、安全穩定執行。同時,在執行過程中出現故障時能夠記錄故障狀態,給出錯誤**,並進行相應的故障處理,為維護人員提供準確的參考資料。控制系統的硬體結構如圖2所示。

圖2  控制系統的硬體結構

msc1210y5微控制器簡介

msc1210y5pagt是ti公司生產的整合數字/模擬混合訊號微控制器,具有執行速度快、功耗低等特點,其時鐘頻率最高可達33 mhz,執行速度高達825 mips,具有很強的資料處理能力;晶元內整合了大量的模擬和數字外圍模組:內含32kb的flash程式儲存器,並具有多重密碼鎖死(lock)功能,保密性較強。在對flash程式儲存器程式設計方面,可通過spi序列介面或一般的程式設計器進行重新程式設計,因而可對用msc1210y5組成的系統進行在系統程式設計,給新產品的開發、老產品公升級和維護帶來極大的方便。微控制器內還包含8通道模擬訊號輸入,1~128倍可程式設計增益放大器、24位高精度a/d轉換器,非常適合鈔票厚度檢測等模擬訊號的處理。

鈔票厚度訊號採集電路

本系統採用電渦流感測器對鈔票的厚度進行採集,電渦流感測器能靜態和動態的非接觸、高線性度、高解析度地測量被測金屬導體表面與探頭表面的距離,將位置訊號轉換成模擬電壓訊號,然後通過cpu內部的24位高精度adc進行轉換,檢測精度可以達到0.0005mm。

cpld電路

為了簡化硬體電路結構,提高系統的整合度和可靠性,同時,也減輕應用系統中處理器的負擔,採用了基於cpld 的步進電機控制電路,把處理器介面邏輯、步進電機轉速和轉動角度控制、環形脈衝分配器、斬波恆流驅動邏輯等幾個模組在乙個cpld 器件中實現,實現系統的挖鈔時序控制。步進電機控制的邏輯如圖3所示。

圖3  步進電機控制的邏輯圖

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的情況下,維護人員也可以對出鈔模組進行相應的操作,通過鍵盤輸入相應的命令,並將執行結果在led上顯示出來。led顯示採用靜態方式,通過cpu的串列埠和74ls164序列移位來實現,大大節省了cpu資源。

圖4  控制系統軟體主流程圖

出鈔模組控制系統軟體設計

出鈔模組控制系統軟體結構

出鈔模組控制軟體主要接收atm主機的控制命令,根據這些命令執行相應的功能操作,並將執行結果送回到atm主機,因此可以將atm出鈔模組的控制軟體劃分為通訊模組和命令功能模組。通訊模組實現atm出鈔模組與atm主機之間的資訊交換,命令功能模組主要實現挖鈔命令、送鈔命令、 未取鈔**命令、通道清理與復位命令、獲取鈔箱資訊命令、出鈔口取鈔檢測命令和拒絕命令操作,atm主機通過傳送這些命令實現顧客在atm機上的取款操作。整個控制系統軟體主程式如圖4所示。

通訊模組

出鈔模組通訊採用中斷方式,cpu接收到乙個命令包之後,設立乙個標誌,主程式檢測到這個標誌後就讀取命令包。

出鈔模組在執行命令後,以一定格式將命令的執行結果返回到pc主機,在執行命令過程中出鈔模組不接收命令,直到命令返回。

命令功能模組

命令功能模組實現挖鈔命令、送鈔命令、 未取鈔**命令、通道清理與復位命令、獲取鈔箱資訊命令、出鈔口取鈔檢測命令和拒絕命令操作。atm主機軟體在啟動時,先要傳送通道清理與復位命令,檢測出鈔模組的狀態;進行一次完整的取款操作需要依次傳送獲取鈔箱資訊命令、挖鈔命令、送鈔命令和出鈔口取鈔檢測命令;如果在規定的時間內檢測到鈔票沒有取走,則傳送未取鈔**命令,將出鈔口鈔票**,拒絕命令是在挖鈔命令執行出錯的時候傳送。每個命令都必須按照這個順序來傳送,否則被視為非法命令,不予執行。

1通道清理與復位命令

此命令的主要功能是復位出鈔模組內部暫存器、清理挖鈔通道和送鈔通道,如果有殘餘鈔票在通道中,則將其送入**箱,同時檢測各個部件是否正常。atm主機軟體在啟動時,首先要傳送此命令對出鈔模組進行通道清理和復位,出鈔模組將相應的執行結果返回到控制主機,如果出鈔模組有故障返回碼,表示出鈔模組不能正常工作,atm主機控制軟體需要停止取款的功能,並給出相應的故障提示,等待維護。

2獲取鈔箱資訊命令

此命令的主要功能是出鈔模組將模組中鈔箱的配置資訊,包括各個鈔箱中鈔票的面額和幣種資訊返回給主機控制軟體,在有取款操作時,主機控制軟體通過這些資訊來分配每個鈔箱的出鈔數量。

3挖鈔命令

此命令的功能是執行主機控制軟體所分配的各個鈔箱的出鈔數量,在對每個通道鈔箱進行挖鈔操作時,都要對鈔票進行檢測,如果有尺寸或者厚度不合格的,則開啟分揀器將其送入廢鈔箱中,將合格的鈔票送到疊鈔板上,整個命令執行完成後將各個鈔箱的出鈔數量和廢鈔數量返回到主機,等待主機控制軟體傳送下乙個命令,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,並將資訊返回到主機,如果檢測到鈔票已經拿走,機械手將回到原始位置。

6未取鈔**命令

如果在銀行規定的時間內(一般是30秒,時間由主機控制軟體控制)閘門口的鈔票都未拿走,主機控制軟體將傳送此命令,通知出鈔模組將閘門口鈔票**,送入**箱中。

7拒絕命令

在挖鈔命令執行過程中出現了故障,整個命令未成功執行,或者是挖鈔命令執行成功,但由於某些原因,不能進行送鈔操作,此時主機控制軟體需要傳送拒絕命令,通知出鈔模組將疊鈔板上的鈔票送入**箱中。

結語由於篇幅所限,本文只能從出鈔模組控制系統的功能著手對整個控制系統做乙個簡單的介紹。本文所介紹的出鈔模組控制系統已應用於atm機中,實踐證明,系統可靠、穩定。

參考文獻

1.鄧巨集彬等編著.msc121x系統級微控制器原理與應用. 北京:機械工業出版社,2004

2.艾克武等譯. 嵌入式系統的c程式設計.機械工業出版社,2002

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