單片機倉庫管理仿真系統淺議

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隨著物流業的快速發展和人民生活水平的不斷提高，倉儲配套物流顯得尤為重要。目前，倉庫管理中存在著效率低下、庫存混亂等問題。在高校，這些問題尤為突出。本文設計的仿真系統可以根據需要對倉庫進行實時控制。該系統可實現入庫、出庫數量的統計，并可手動停止盤點。通過仿真實驗，發現該方法可以代替人工管理，有效地解決人工成本和人工計算誤差問題，從而完成高效控制，提高計算精度。

1倉庫管理系統的背景

隨著我國經濟的快速發展，人民收入水平不斷提高，消費者越來越熱衷于便捷的網上購物，電子商務從無到有快速發展。龐大的網購量刺激了電子商務企業和快遞企業的發展壯大。然而，越來越多的電子商務業務給快遞企業帶來了巨大的壓力。尤其是節假日，業務量的激增已成為下游快遞企業的一大挑戰。我國快遞業發展太短，整個行業運行機制不完善，導致快遞終端效率低下，無法滿足龐大的網購量。快遞終端的運行機制不完善，表現在快遞滿員后，會導致人力資源流失大、倉儲時間慢、取貨效率低。這些問題在高校尤為突出。如今，隨著系統的不斷升級和完善，適合國內低成本企業的倉儲管理系統層出不窮。以標領倉儲管理系統為例，其價格低廉，操作界面簡單，培訓時間短，對操作人員的技術和專業要求較低。而且它的管理功能非常強大，適合很多企業。在整個物流過程中，貨物從倉庫轉移到個人的過程尤為重要。如果采用傳統的人工倉庫管理方法，不僅耗費人力和時間，而且容易產生差錯。將基于MCU的倉庫管理應用于貨物管理中，可以避免錯誤，大大提高倉庫的工作效率。因此，運用MCU管理是降低成本、實現物流倉庫現代化管理的重要手段。單片機是一種微型計算機。其結構的最大特點是將CPU、存儲器、定時器和各種輸入/輸出接口電路集成到一個超大規模的集成電路芯片中。它的成本低、體積小、可控性強、可靠性高，應用遍及各個領域，本文所論述的系統便采用了80C51單片機來模擬實現倉庫管理。

2系統設計

軟件設計：倉庫管理系統總體結構如圖1所示，總的來說，該系統設計主要包括四個模塊，分別為按鈕控制、撥碼開關、單片機以及四位LED顯示數碼管組成。單片機可以通過編程控制顯示的數碼管，選用的單片機型號為80C51。80C51是一種具有4K字節的flash可編程可擦除80C51MCU。單片機可以通過編程實現做算術邏輯指令從而達到控制數碼管低電平從而有效控制LED顯示模塊。按鈕控制模塊提供四個按鈕實現加一、減一、停止等操作模擬貨物的入庫出庫等行為。撥碼開關用于置數，模擬貨物的總庫存量。四位LED顯示模塊則負責實現對應數碼管發光。系統控制流程可描述為：根據實時監測倉庫庫存，單片機會通過撥碼開關設定庫存量；按鈕開關start控制，指示燈亮，系統開始工作。每撥動入庫出庫開關，數碼管顯示數字加一或減一視作入庫或出庫一件，直到數碼管顯示上限停止入庫或是數碼管顯示零時停止出庫。

3硬件設計

系統原理，包含單片機模塊、顯示模塊、按鈕模塊、電機控制模塊、置數模塊。

3.1單片機模塊

STC89C51RC/RD系列單片機是STC推出的新型的具有超強抗干擾、高速、低功耗等優異性能的單片機，各種指令以及代碼完美兼容傳統的51單片機，其內部的時鐘、機器周期可以隨意選擇。內部集成MAX810專用復位電路，當時鐘頻率在6MHz時，該復位電路是可靠的；當時鐘頻率在12MHz時，勉強可用。在要求不高的情況下，可在復位腳外接電阻電容復位，其內部結構圖如圖3所示。

3.2顯示模塊

數碼管可以顯示從0到9的總共10位數字。如果加上小數點，驅動數碼管顯示器的段選擇信號需要總共8位數據，如圖4所示。

3.3置數模塊

采用8位薄編碼器和5位表盤的組合，形成最高13位的二進制數，即最大設定值8191，很好地利用了4位數碼管，如圖5所示。

3.4按鈕模塊

每個按鍵連接一條輸入線，一條輸入線的工作狀態不影響其他輸入線。軟件設計同時采用查詢方式和外部中斷的方法。該鍵直接與80C51的I/O端口線相連，通過讀取I/O端口的電平狀態即可識別按鍵。電路原理如圖6所示。

3.5電機控制模塊

二極管用來保護三極管，電容用來減少火花的沖擊。如圖7所示。

4仿真及調試

系統仿真過程如下：當需要設置數字時，8位撥碼盤控制二進制數的下8位，5位撥碼盤控制上8位。啟動后，LED數碼管將顯示設定的編碼。按啟動鍵STAR，電機將開始運行，LED數碼管將顯示4位數字。按入庫鍵INTO，然后按數碼管顯示數字加1，這意味著一件貨物入庫。然后按RST鍵，數字將被清除，計數將再次開始，此時，我們仍可以按入庫鍵計數。出庫同理，按出庫鍵OUT，按數碼管顯示數字減1，表示貨物出庫一件。在這個過程中，可以按動STOP鍵關閉電機，同時停止計數，然后按STAR的開始鍵，從它剛剛停止時繼續計數。本文介紹了利用80C1單片機代替人工實現對物流倉庫的管理。基于單片機的倉庫管理系統可以有效解決倉儲管理中存在的工作量大、效率低等問題。通過系統仿真證明，這種管理系統能夠解放雙手，利用單片機自動管理倉庫，實現倉庫入庫、出庫數量的統計以及手動停止計數等功能。經仿真實驗發現，采用該倉庫管理系統可以代替人工管理，有效地解決了人力的成本和人工計算出現差錯等問題，從而完成高效控制，提高計算精度，有著良好的利用價值。

作者:管小衛 丁琳 單位:江蘇財經職業技術學院 江蘇財經職業技術學院