自動售貨機(jī)的軟件設(shè)計(jì)及仿真測試案例目錄TOC\o"1-3"\h\u24025自動售貨機(jī)的軟件設(shè)計(jì)及仿真測試案例 154911自動售貨機(jī)的軟件設(shè)計(jì) 167271.1自動售貨機(jī)總流程圖 143101.2商品選擇流程圖 3179721.3投入系統(tǒng)流程圖 588101.4出貨以及找零系統(tǒng)流程圖 7652第2章系統(tǒng)的仿真 817382.1仿真軟件Proteus的簡介 8172352.2系統(tǒng)的仿真結(jié)果 91自動售貨機(jī)的軟件設(shè)計(jì)1.1自動售貨機(jī)總流程圖本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總流程圖包括三個子系統(tǒng)流程，分別是商品選擇系統(tǒng)流程，投入貨幣系統(tǒng)流程和出貨以及找零系統(tǒng)流程。首先介紹本系統(tǒng)的總流程圖。在無交易的情況下，系統(tǒng)處于初始化界面，等待購買。如果產(chǎn)生交易，首先通過矩陣鍵盤的按鍵來選擇所需要購買的商品，在確定商品種類之后，再次通過矩陣鍵盤來確定購買商品的數(shù)量。確定后系統(tǒng)自動計(jì)算出所需的總價，之后便進(jìn)入到投幣系統(tǒng)。經(jīng)過系統(tǒng)外部硬件傳感器對貨幣辨別真?zhèn)魏螅瓦M(jìn)入到出貨以及找零系統(tǒng)。如果投入的貨幣大于所需的總價，系統(tǒng)自動推出商品同時完成找零。其中，在上述的任意階段，可通過矩陣鍵盤上的“NO”直接取消交易，返回初始化界面。系統(tǒng)總流程圖如下所示。圖1.1系統(tǒng)總流程圖1.2商品選擇流程圖本設(shè)計(jì)設(shè)定了1—8元不等的商品種類，且對應(yīng)著1—8號的商品。當(dāng)系統(tǒng)啟動之后，可以通過矩陣鍵盤上“PRICE+”和“PRICE-”來切換商品的種類，待購買的商品確定之后，在通過鍵盤上“NUM+”和“NUM-”來確定商品的數(shù)量，之后按下“OK”鍵，會自動跳轉(zhuǎn)到投入貨幣系統(tǒng)。按“NO”鍵，則取消該交易，直接返回初始化界面，等待購買。如圖以選擇一號商品為例。圖1.2貨物選擇流程圖1.3投入系統(tǒng)流程圖經(jīng)過確定商品的種類和數(shù)量之后，系統(tǒng)就會進(jìn)入到投幣系統(tǒng)。利用矩陣鍵盤模擬投幣，此設(shè)計(jì)設(shè)有對應(yīng)的按鍵分別為1RMB,5RMB,10RMB,20RMB,50RMB,100RMB。當(dāng)你還未投入金額或者是投入的金額小于購買的總價，系統(tǒng)會顯示繼續(xù)投幣的狀態(tài)。直到你所投入的金額大于或等于購買的總價，此時系統(tǒng)就會進(jìn)入到出貨和找零系統(tǒng)。此流程如下圖所示。圖1.3投幣系統(tǒng)流程圖1.4出貨以及找零系統(tǒng)流程圖上述投幣系統(tǒng)完成之后便進(jìn)入到出貨以及找零系統(tǒng)。當(dāng)你投入的貨幣在購買商品完成的同時沒有多余貨幣時，系統(tǒng)直接推出商品；當(dāng)你投入的貨幣在購買商品完成的同時還留有余幣，系統(tǒng)會推出商品，與此同時返還多余的余幣。此流程如下圖所示。圖1.4出貨以及找零系統(tǒng)流程圖第2章系統(tǒng)的仿真2.1仿真軟件Proteus的簡介Proteus仿真軟件是LabCenterElectronics公司推出的一個EDA工具軟件，經(jīng)常用來對單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行虛擬仿真的軟件開發(fā)平臺。Proteus是目前世界上唯一支持嵌入式處理器的虛擬仿真平臺，除了可以仿真模擬電路，數(shù)字電路之外，還可以仿真8051，PICI12/16/18系列，AVR系列，MSP430等各主流系列的單片機(jī)，以及各種外圍可編程接口芯片。此外還支持ARM7，ARM9等型號的嵌入式微處理器的仿真。由于Proteus的虛擬仿真，不需要用戶硬件樣機(jī)，就可以直接在PC機(jī)上對單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行虛擬仿真，將系統(tǒng)的功能以及運(yùn)行過程形象化，可以像焊接好的電路板一樣看到單片機(jī)系統(tǒng)的執(zhí)行效果。Proteus元件庫中具有幾萬種元件模型，可直接對單片機(jī)的各種外圍元件及電路進(jìn)行仿真，如RAM、ROM、總線驅(qū)動器、各種可編程外圍接口芯片、LED數(shù)碼管顯示器、LCD顯示模塊、矩陣式鍵盤以及多種D/A和A/D轉(zhuǎn)換器等。此外還可對RS232總線、IC總線、SPI總線進(jìn)行動態(tài)仿真。Proteus提供了各種信號源、虛擬仿真儀器,并能對電路原理圖的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行虛擬測試。Proteus提供了豐富的調(diào)試功能。在虛擬仿真中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能,同時可觀察各變量、寄存器的當(dāng)前狀態(tài)。盡管Proteus具有開發(fā)效率高，不需要附加的硬件開發(fā)裝置成本等優(yōu)點(diǎn)，但是不能進(jìn)行用戶樣機(jī)硬件的診斷。所以在單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)中，一般是先在Proteus環(huán)境下繪出系統(tǒng)的硬件原理電路圖,在Keil-C51環(huán)境下書寫并編譯程序，然后在Proteus環(huán)境下仿真調(diào)試通過。依照仿真結(jié)果，來完成實(shí)際的硬件設(shè)計(jì)，并把仿真通過的程序代碼通過編程器或在線燒錄到單片機(jī)的程序存儲器中，然后運(yùn)行程序觀察用戶樣機(jī)的運(yùn)行結(jié)果，如有問題，再連接硬件仿真器或直接在線修改程序去分析、調(diào)試。2.2系統(tǒng)的仿真結(jié)果完成系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)之后，還需要對系統(tǒng)電路進(jìn)行調(diào)試，利用Proteus8和KeiluVision5軟件對系統(tǒng)進(jìn)行仿真，仿真的結(jié)果如下圖所示:當(dāng)系統(tǒng)啟動時，系統(tǒng)處于待購買界面，等待購買按鍵被按下。仿真結(jié)果如下圖5.1所示:圖5.1系統(tǒng)待購買界面開始購買時，通過按鍵“PRICE+”和“PRICE-”來選擇商品的種類，這里以四號商品為例。確定商品種類后，D4-LED指示燈點(diǎn)亮代表你選擇的商品種類。再通過按鍵“NUM+”和“NUM-”來選擇商品的數(shù)量。同理，在此以購買數(shù)量為十為例。仿真結(jié)果如下圖5.2所示:圖5.2系統(tǒng)選擇貨物種類和數(shù)量當(dāng)選擇好商品的種類和對應(yīng)的數(shù)量時，按下“OK”按鍵，系統(tǒng)就會自動計(jì)算出所需的總價，從而進(jìn)入到系統(tǒng)的投幣階段。如圖5.3所示:圖5.3系統(tǒng)等待投幣狀態(tài)在進(jìn)入到等待投幣的狀態(tài)下，可供投入的貨幣面額分別1,5,10,20,50,100這幾種，單類面額可以累積疊加。這里以投入1,5,10,20為例。仿真結(jié)果如下圖5.4所示:圖5.4繼續(xù)投幣狀態(tài)因?yàn)橥度氲呢泿判∮谒璧目偨痤~，所以系統(tǒng)會一直處于等待繼續(xù)投幣的狀態(tài)，直到投入的金額大于或的等于所需的總金額。所以，在上述已投入36RMB的基礎(chǔ)上，再投入50RMB。最終結(jié)果投入86RMB，因此找零46RMB。仿真結(jié)果如下圖5.5所示:圖5.5系統(tǒng)推出商品和找零狀態(tài)上述過程即為完成一次購買，再推出商品和找零后，系統(tǒng)又再次返回待購買界面，等待購買。仿真結(jié)果如圖5.6所示:圖5.6