一种智能储蓄罐的设计

文/张意如

随着科学技术的发展，普通的硬币储蓄罐已经无法满足人们使用的需求，因为传统的硬币储蓄罐主要的功能是对硬币进行存储，而不能对硬币的币种进行分类，也不能对硬币的数量及金额进行显示。因此，为使储蓄罐实现自动分拣硬币、分别储存硬币、对储蓄罐内的币种和数量进行显示等功能，应对储蓄罐进行智能化设计，以提高储蓄罐的实用性。

1 智能储蓄罐的总体设计

智能储蓄罐设计的控制核心主要以STM32 单片机组成，本设计主要由投币模块、整理模块、统计模块、储蓄模块、出币模块、等五部分组成。

1.1 投币模块

投币模块是通过独立开关进行控制的，当用户投入多枚硬币时，打开投币模块的开关，使装置的电机振动，从而保证硬币有序的进入整理模块。当所有的硬币都进入到整理模块后，便可以关掉开关。

1.2 整理模块

整理模块是通过一个分类轨道来完成工作的，通过测量不同币种的直径，从而设置不同规格的方孔。与此同时，分类轨道的合理放置，能够保证不同规格的硬币依次进入储蓄模块。为了防止硬币出现重叠的情况，应在分类轨道的入口处设置一个挡板。除此之外，还要额外设计一个出口，因为当硬币进入轨道时速度较快，有时会导致硬币无法正常进入轨道，这个出口的设置能够解决这一问题。

1.3 统计模块

为了使储蓄罐能够对硬币的数量进行统计，可以通过加入光电传感器来实现，光电检测具有精准度高、反应快等特点。为使储蓄罐实现统计功能，首先需要在整理模块和储蓄模块加装光电传感器。光线通过发射器发出，然后被接收器接收，当传感器感受到硬币通过时，硬币会阻挡光线，这时传感器就会产生信号并传输到单片机，从而完成硬币数量的统计工作。

1.4 储蓄模块

储蓄模块的主要作用就是对硬币进行存储，为了方便硬币的传送，一般该模块都会采用筒式装置。设计人员一定要控制好圆筒直径的大小，过大或过小都会引发一些问题，影响模块的正常工作。因此，应使圆筒直径稍大于硬币直径。

1.5 出币模块

出币模块主要由矩阵键盘、显示屏、步进电机组成，在进行出币操作时，首先需要借助矩阵键盘输入出币金额，控制单元通过算法，将使面额较大的硬币优先完成出币工作，同时控制单元通过步进电机的转动，从而将硬币传送到出币口。

2 智能储蓄罐的控制程序设计

2.1 入币程序设计

为了提高储蓄罐的智能化程度，使储蓄罐能够显示每一个币种的数量和硬币总数，就需要对储蓄罐进行入币程序设计，首先硬币需要通过整理模块，然后穿过轨道并根据硬币直径的不同分别进入不同规格的方孔，最后到达储蓄模块。当传感器感受到硬币通过时，它会产生信号，信号经过处理后会传输到单片机的控制单元。当用户每投入一枚硬币时，智能储蓄罐就会对相应币种的数量进行计数，然后将每个币种的数量和金额在显示屏上显示出来。

2.2 出币程序设计

智能储蓄罐出币程序的设计主要是为了实现智能取币的功能，出币控制程序的流程如下，首先需要用户输入所取金额，当用户所输入的金额大于储蓄罐实际储存的金额时，输入无效，程序会提示用户重新输入金额。当用户所输入的金额小于等于储蓄罐实际储存的金额时，智能储蓄罐执行指令，并通过算法，优先使大面额的硬币完成出币工作。而硬币的出币工作主要借助电片机控制不同硬币下的电机转动来完成，通过机械运动产生的推力将硬币从存储仓内推出，使其掉入出币仓，完成出币工作。

2.3 显示程序设计

智能储蓄罐的显示程序设计，主要是为了实现储蓄罐内不同币种数量、储蓄罐内的总金额、出币金额及数量的显示功能。显示屏的设计工作，需要通过指令与数据的设计来完成。首先应设置显示屏的显示模式，除此之外，再对光标、显示开关等项目进行设置，这部分内容完成了显示程序设计中的指令设计。除此之外，为使智能储蓄罐的显示屏能够显示硬币的数量及金额，还需要完成显示程序设计中数据设计的工作。当完成这两部分的工作后，设计人员应通过单片机发出指令，初始化显示屏，然后再通过指令的发送，对字符、光标的显示位置进行规定，从而保证液晶屏的显示工作稳定运行。

3 结论

一种智能储蓄罐的设计，主要是为了使储蓄罐更加智能化，完成硬币的分类与计数工作，改变传统储蓄罐在日常生活中所扮演的角色。通过程序设计，使储蓄罐利用整理模块与统计模块，将不同的硬币送入不同的轨道，以便其进入储蓄模块，完成存储。与此同时，智能储蓄罐的显示屏上将会准确、及时的显示出不同币种的数量以及总的金额。当用户需要取钱时，则可以通过键盘输入金额，使储蓄罐完成自动出币的工作，这极大地提高了储蓄罐的实用性。总之，智能储蓄罐的总体设计及程序设计，优化了储蓄罐的功能，使人们不再为硬币的分类与计数工作而烦恼。与此同时，设计人员还可以对储蓄罐进行其他功能的开发，使智能储蓄罐向着智能化、自动化程度更高的方向发展。