1、 本本 科科 畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文（設(shè)文（設(shè) 計(jì)）計(jì)） 題目（中文） 基于 LabVIEW 的飲料自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì) （英文） The Design of Drinks Vending Machine Based on LabVIEW 學(xué) 院 信息與機(jī)電工程學(xué)院 年級(jí)專業(yè) 2011 級(jí)電子信息工程 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 完完 成成 日日 期期 20152015 年年 4 4 月月 上海師范大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）上海師范大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 誠(chéng)信聲明誠(chéng)信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） ，題目 基于 LabVIEW 的飲料自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì) 是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下， 進(jìn)行研究工

2、作所取得的成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè) 人和集體，均已在文中以明確方式注明。除此之外，本論文 （設(shè)計(jì)）不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品 成果。本人完全意識(shí)到本聲明應(yīng)承擔(dān)的法律責(zé)任。 作者簽名： 日期： 年 月 日 上海師范大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）選題登記表上海師范大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）選題登記表 學(xué)生姓名學(xué)號(hào)專業(yè)電子信息工程 學(xué) 院指導(dǎo)教師姓名/職稱 題 目基于 LabVIEW 的飲料自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì) 本選題的意義及國(guó)內(nèi)外發(fā)展簡(jiǎn)況： 自動(dòng)售貨機(jī)（Vending Machine，VEM）是能根據(jù)投入的錢幣自動(dòng)付貨 的機(jī)器，是商業(yè)自動(dòng)化的常用設(shè)備。它不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，能節(jié)省

3、人 力、方便交易，是一種全新的商業(yè)零售形式，又被稱為 24 小時(shí)營(yíng)業(yè)的微型 超市。目前，日本以每 23 人就能擁有一臺(tái)售貨機(jī)的數(shù)量成為全球之冠。而 在中國(guó)，此類機(jī)器的普及度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，公共場(chǎng)合能見到的自動(dòng)售貨機(jī)還很 有限。但隨著時(shí)代的發(fā)展，相信這種方便簡(jiǎn)單的售賣方式會(huì)很快為大家所 接受。 LabVIEW 軟件是一種圖形化編程語(yǔ)言的開發(fā)環(huán)境，使用這種語(yǔ)言編程 時(shí)，基本上不寫程序代碼，取而代之的是流程圖或框圖。因此，LabVIEW 是一個(gè)面向最終用戶的工具，使用它進(jìn)行原理研究、設(shè)計(jì)、測(cè)試并實(shí)現(xiàn)儀 器系統(tǒng)時(shí)，可以大大提高工作效率。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要利用 LabVIEW 工具 編寫自動(dòng)售貨機(jī)出售程序，使其

4、具有編程方便、界面美觀、易吸引人的特 點(diǎn)。 研究?jī)?nèi)容： 根據(jù)售貨機(jī)在實(shí)際中的用途及使用條件，本次設(shè)計(jì)研究主要分三個(gè)部 分： 信號(hào)輸入：設(shè)置商品種類及數(shù)量選擇按鍵、貨幣按鍵、確定購(gòu)買按鍵、 結(jié)束購(gòu)買按鍵，模擬用戶實(shí)際購(gòu)買操作過程；核心貨幣處理：包括消費(fèi)金 額計(jì)算、找零金額計(jì)算、二維圖片顯示、警告燈閃爍模塊,相應(yīng)的功能有找 零、顯示出貨、余額不足警告等；信號(hào)輸出：運(yùn)用警告燈模塊實(shí)現(xiàn)結(jié)果提 示，當(dāng)程序運(yùn)行顯示“余額不足”時(shí)，紅燈閃爍，當(dāng)顯示“購(gòu)買成功”時(shí)， 綠燈亮，同時(shí)顯示出貨和找零金額。 研究方法、手段及步驟： 首先學(xué)習(xí)和掌握 LabVIEW 編程語(yǔ)言的開發(fā)環(huán)境，深入了解 LabVIEW 模 塊功

5、能實(shí)現(xiàn)的原理。然后運(yùn)用所學(xué)，編寫基于 LabVIEW 設(shè)計(jì)的自動(dòng)售貨機(jī) 程序，過程中，主要用到 While 循環(huán)和 Case 結(jié)構(gòu)。最后結(jié)合軟件的編寫調(diào) 試、模擬應(yīng)用，使本系統(tǒng)的大部分功能得以實(shí)現(xiàn)，并且達(dá)到較高的系統(tǒng)穩(wěn) 定性。 主要參考文獻(xiàn)： 1 陳樹學(xué).LabVIEW 實(shí)用工具詳解M.2014,9(1):357-440. 2 陳樹學(xué)、劉萱.LabVIEW 寶典M.2011,3(1):203-235. 3 阮奇楨.我和 LabVIEWM.2009,9(1):180-192. 4 陳龍、張躍明、張乃龍.以為平臺(tái)的測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.現(xiàn)代制造工 程,2009,第 10 期：139-141. 5 修運(yùn)訪

6、、羅凱、高天德、袁貴榮.基于事件結(jié)構(gòu)的電臺(tái)自動(dòng)化測(cè)試 系統(tǒng)J.測(cè)控技術(shù),2008,第 2 期:38-41. 時(shí)間進(jìn)度： 2014 年 11 月2014 年 12 月：設(shè)計(jì)準(zhǔn)備和構(gòu)思階段； 2015 年 1 月2015 年 2 月：綜合設(shè)計(jì)和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)階段； 2015 年 3 月2015 年 4 月：系統(tǒng)設(shè)計(jì)總結(jié)、測(cè)試和論文撰寫。 學(xué)生 （簽名） 年 月 日 指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師 （簽名） 年 月 日 專業(yè)負(fù)責(zé)人意見： 專業(yè)負(fù)責(zé)人 （簽名） 年 月 日 注：本表與畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）一起存檔，保存期為四年。 上海師范大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)記錄表上海師范大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)記錄表 學(xué)院：學(xué)院：

7、 信息機(jī)電學(xué)院 專業(yè)電子信息工程指導(dǎo)教師楊敏學(xué)生姓名高若星學(xué)號(hào) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目基于 LabVIEW 的飲料自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì) 日期指導(dǎo)內(nèi)容存在問題與進(jìn)一步改進(jìn)意見教師簽名學(xué)生簽名 2014.11.15 選題的討論和資料搜集 對(duì)選題的內(nèi)容需要進(jìn)一步深入：1. 確定以 LabVIEW 為編程環(huán)境設(shè)計(jì) 2. 了解其實(shí)際應(yīng)用， 選擇一項(xiàng)貼近生活的設(shè)計(jì) 2014.11.30 論文初步提綱討論：1. 設(shè)計(jì)題目及意義 2. 設(shè) 計(jì)方法 3. 設(shè)計(jì)初步步驟 論文各部分尚缺乏必要邏輯，仔細(xì)規(guī)劃后完成 畢業(yè)論文選題登記表 2014.12.15 論文寫作細(xì)綱討論：1. 設(shè)計(jì)具體方法與步驟 2.設(shè)計(jì)運(yùn)用主要模塊介紹

8、,程序設(shè)計(jì)問題討論 1. 論文各部分內(nèi)容分析層次不夠明晰，軟件 介紹混亂，一二章合并 2. 需要重新設(shè)計(jì)程序 框架 2015.3.10 論文初稿和程序細(xì)節(jié)討論1. 完成初稿修改，更改目錄設(shè)計(jì) 2. 改善程 序前面板設(shè)置，使其更美觀 2015.4.10 論文二稿討論：1. 章節(jié)之間介紹內(nèi)容重復(fù) 2. LabVIEW 模塊介紹不充分 完成二稿修改，增加 While 循環(huán)和 Case 結(jié)構(gòu) 介紹 2015.4.20 論文定稿：1. 缺少設(shè)計(jì)思路介紹 2. 圖片編碼 錯(cuò)誤 1. 增加程序設(shè)計(jì)流程圖 2. 修改論文電子版 格式和打印稿裝訂格式 3. 模擬操作，檢查細(xì) 節(jié)錯(cuò)誤 注：本表由指導(dǎo)教師根據(jù)畢業(yè)論

9、文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)工作方案和實(shí)際指導(dǎo)情況填寫，在指導(dǎo)工作完成后交學(xué)院存檔，保存期四年。 摘要 自動(dòng)售貨機(jī)是能根據(jù)投入的錢幣自動(dòng)付貨的機(jī)器。本次論 文是基于 LabVIEW 開發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)的飲料自動(dòng)售貨機(jī)程序，與一 般的自動(dòng)售貨機(jī)一樣，主要由貨幣處理裝置、貯藏售貨裝置和 顯示裝置組成。在程序中，包括商品選擇、消費(fèi)金額計(jì)算、找 零金額計(jì)算、二維圖片顯示、警告燈閃爍模塊,相應(yīng)的功能有找 零、顯示出貨、余額不足警告等。通過圖形化編程語(yǔ)言，可使 編程方便、界面美觀易吸引人。最后結(jié)合程序的編寫調(diào)試、模 擬應(yīng)用，使本系統(tǒng)的大部分功能得以實(shí)現(xiàn)，并且達(dá)到較高的系 統(tǒng)穩(wěn)定性。 關(guān)鍵詞：自動(dòng)售貨機(jī)；LabVIEW；圖形化

10、編程 Abstract The vending machine is based on input of coin machine automatically pay for the goods. This graduation design is based on the LabVIEW development environment drinks vending machine design, with general vending machine by monetary until as its main, storage vending device, display device,

11、 etc. Including consumption amount, change the amount of calculation, 2 d image display, warning lights flashing modules, such as the function of the corresponding change, showing shipment, insufficient warning, etc. Through the graphical programming language, can make the programming convenient, be

12、autiful interface is easy to attract people. Finally through the writing of the program debugging, simulation application, make the most of the functions of the system, and to achieve high system stability. Key Words: the vending machine; LabVIEW; graphical pr- ogramming 目錄 上海師范大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠(chéng)信聲明 上海師范

13、大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）選題登記表 上海師范大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)記錄表 中文摘要及關(guān)鍵詞 英文摘要及關(guān)鍵詞 1 緒論 1 1.1 自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展及主要應(yīng)用 1 1.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)與任務(wù) 2 2 軟件平臺(tái)介紹 4 2.1 LabVIEW 開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介 4 2.2 LabVIEW 應(yīng)用領(lǐng)域 4 2.3 主要程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 6 2.3.1 While 循環(huán)結(jié)構(gòu) 6 2.3.2 Case 結(jié)構(gòu)6 3 飲料自動(dòng)售貨機(jī)程序設(shè)計(jì) 8 3.1 總體設(shè)計(jì)方案 8 3.2 前面板設(shè)計(jì) 8 3.3 程序框圖設(shè)計(jì) 10 3.3.1 總程序框圖設(shè)計(jì) 10 3.3.2 變量初始化 12 3.3.3 商品種類及數(shù)量的

14、選擇 12 3.3.4 貨幣的投入 12 3.3.5 確認(rèn)購(gòu)買 13 3.3.6 結(jié)束交易 13 3.4 程序調(diào)試結(jié)構(gòu) 14 4 結(jié)論 17 致謝18 參考文獻(xiàn)19 附錄20 1 緒論 1.1 自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展及主要應(yīng)用 自動(dòng)售貨機(jī)（Vending Machine，VEM）是能根據(jù)投入的錢幣自動(dòng)付貨 的機(jī)器，是商業(yè)自動(dòng)化的常用設(shè)備。它不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，能節(jié)省人 力、方便交易，是一種全新的零售形式，又被稱為 24 小時(shí)營(yíng)業(yè)的微型超 市。生活中常見的自動(dòng)售貨機(jī)大概有三種：飲料自動(dòng)售貨機(jī)、食品自動(dòng)售 貨機(jī)和綜合自動(dòng)售貨機(jī)。常見的飲料自動(dòng)售貨機(jī)如圖 1.1 所示： 圖 1.1 飲料自動(dòng)售貨機(jī) 公元

15、 1 世紀(jì)，希臘人希羅制造的自動(dòng)出售圣水的裝置是世界上最早的 自動(dòng)售貨機(jī)。然而，自動(dòng)售貨機(jī)的真正普及是在第二次世界大戰(zhàn)之后。著 名飲料商可口可樂公司在全世界分布有 50 萬(wàn)臺(tái)飲料自動(dòng)售貨機(jī)。在日本， 70%的罐裝飲料是通過自動(dòng)售貨機(jī)售出的。70 年代以來，相繼出現(xiàn)了采用 微型計(jì)算機(jī)控制的各種新型自動(dòng)售貨機(jī)和利用信用卡代替錢幣并與計(jì)算機(jī) 連接的更大規(guī)模的無人售貨系統(tǒng)，如無人自選商場(chǎng)、車站的自動(dòng)售票和檢 票系統(tǒng)、銀行的現(xiàn)金自動(dòng)支付機(jī)等?，F(xiàn)代自動(dòng)售貨機(jī)的種類、結(jié)構(gòu)和功能 依出售的物品而異，主要有糖果、飲料、報(bào)紙等自動(dòng)售貨機(jī)。 其實(shí)自動(dòng)售貨機(jī)是勞動(dòng)密集型社會(huì)向技術(shù)密集型社會(huì)轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。目 前普遍存在的

16、超市、百貨中心等流通渠道，面臨著人工勞力、占地面積以 及購(gòu)物便利性等因素的限制，具有很大的發(fā)展制約性。為了解決這一問題， 銷售環(huán)境和消費(fèi)模式正不斷變化，無人自動(dòng)售貨機(jī)作為一種必須的機(jī)器應(yīng) 運(yùn)而生。 進(jìn)入 21 世紀(jì)，自動(dòng)售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)合理化。例如：在信息化 方面實(shí)行聯(lián)機(jī)方式，通過電話線路將自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)的庫(kù)存信息及時(shí)地傳送 至各營(yíng)業(yè)點(diǎn)的電腦中，從而確保商品選購(gòu)、補(bǔ)充的順利進(jìn)行；在能源利用 方面開發(fā)節(jié)能型清涼飲料自動(dòng)售貨機(jī)。夏季電力消費(fèi)高峰期，這種機(jī)型的 自動(dòng)售貨機(jī)即使在關(guān)掉冷卻器的狀況下也能保持低溫，與以往的機(jī)器相比， 能夠節(jié)約 1015%的電力。 自動(dòng)售貨機(jī)的應(yīng)用十分廣泛，主要有：刷卡購(gòu)

17、物，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境支持的 情況下，具備多種電子支付功能，如信用卡、儲(chǔ)值卡、手機(jī)卡等刷卡消費(fèi)； 貨幣識(shí)別，電控系統(tǒng)可以配合紙幣、硬幣識(shí)別器增加代金券功能，可以識(shí) 別紙質(zhì)和硬幣類型的代金券；網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)，將自動(dòng)售貨機(jī)當(dāng)前運(yùn)營(yíng)的數(shù)據(jù)， 包括系統(tǒng)狀態(tài)、系統(tǒng)故障、料道故障、缺貨情況、銷售數(shù)據(jù)通過安裝在自 動(dòng)售貨機(jī)上的 GPRS 模塊無線傳輸?shù)绞圬洐C(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，運(yùn)營(yíng)人員可以在 任何一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的電腦上掌握售貨機(jī)的這些信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的大規(guī)模 運(yùn)營(yíng)和網(wǎng)絡(luò)化管理；多媒體顯示，采用 LED 顯示屏、多媒體顯示器技術(shù)， 自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)與 PC 系統(tǒng)對(duì)接，使消費(fèi)者可以通過 PC 控制的觸摸屏選購(gòu) 售貨機(jī)的商品，不但取代選貨

18、按鍵，而且使售貨機(jī)具有傳媒功能；自助繳 費(fèi)，將 ATM 機(jī)系統(tǒng)嵌入到自動(dòng)售貨機(jī)中，使自動(dòng)售貨機(jī)作為移動(dòng)、金融終 端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)自助繳費(fèi)業(yè)務(wù)等。 在今后的發(fā)展中，不論是制造業(yè)、服務(wù)業(yè)還是零售業(yè)，我們都將看到 更多的設(shè)備取代人工，自動(dòng)售貨機(jī)的前景必定光明。 1.2 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目標(biāo)與任務(wù) 出于對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的興趣，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要利用圖形編程軟件 LabVIEW 環(huán)境，編寫一個(gè)飲料自動(dòng)售貨機(jī)的基本售賣程序。 首先通過一個(gè)半月時(shí)間學(xué)習(xí)和掌握 LabVIEW 編程語(yǔ)言的開發(fā)環(huán)境，深 入了解 LabVIEW 模塊功能實(shí)現(xiàn)的原理，搜集實(shí)際應(yīng)用素材。然后運(yùn)用所學(xué)， 構(gòu)思飲料自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)過程，在老師的幫助下

19、，確定具體研究方法和 內(nèi)容。準(zhǔn)備工作充分之后，開始獨(dú)自編寫基于 LabVIEW 設(shè)計(jì)的售貨機(jī)程序， 主要用到 While 和 Case 兩個(gè)結(jié)構(gòu)的控件。最后結(jié)合軟件的編寫調(diào)試、模 擬應(yīng)用，演示自動(dòng)售賣過程，使程序能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)、找零、告警等功能，并 且達(dá)到較高的系統(tǒng)穩(wěn)定性。 2 軟件平臺(tái)介紹 2.1 LabVIEW 開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介 LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering）是美國(guó)國(guó) 家儀器公司（National Instruments，NI）開發(fā)的一種圖形化的編程語(yǔ)言。 圖形化的程序語(yǔ)言，又稱為“”語(yǔ)言,使用這種語(yǔ)言編程時(shí)，基本上不 寫程序代

20、碼，取而代之的是流程圖。它盡可能利用了技術(shù)人員、科學(xué)家、 工程師所熟悉的術(shù)語(yǔ)、圖標(biāo)和概念，使編程簡(jiǎn)單直觀。LabVIEW 圖標(biāo)如圖 2.1 所示： 圖 2.1 LabVIEW 圖標(biāo) 傳統(tǒng)的文本編程語(yǔ)言根據(jù)語(yǔ)句和指令的先后順序決定程序執(zhí)行順序， 而 LabVIEW 則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向決定 了 VI 及函數(shù)的執(zhí)行順序。VI 指虛擬儀器，是 LabVIEW 的程序模塊。 LabVIEW 提供很多外觀與傳統(tǒng)儀器（如示波器、萬(wàn)用表）類似的控件， 可用來方便地創(chuàng)建用戶界面。用戶界面在 LabVIEW 中被稱為前面板，使用 圖標(biāo)和連線，可以通過編程對(duì)前面板上的對(duì)象進(jìn)行控制，這

21、就是圖形化源 代碼，又稱 G 代碼。LabVIEW 的圖形化源代碼在某種程度上類似于流程圖， 因此又被稱作程序框圖代碼。 2.2 LabVIEW 應(yīng)用領(lǐng)域 LabVIEW 有很多優(yōu)點(diǎn)，尤其是在某些特殊領(lǐng)域其特點(diǎn)尤其突出。 測(cè)試測(cè)量：LabVIEW 最初就是為測(cè)試測(cè)量而設(shè)計(jì)的，因而測(cè)試測(cè)量也 就是現(xiàn)在 LabVIEW 最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。經(jīng)過多年的發(fā)展，LabVIEW 在測(cè)試 測(cè)量領(lǐng)域獲得了廣泛的承認(rèn)。至今，大多數(shù)主流的測(cè)試儀器、數(shù)據(jù)采集設(shè) 備都擁有專門的 LabVIEW 驅(qū)動(dòng)程序，使用 LabVIEW 可以非常便捷的控制這 些硬件設(shè)備。同時(shí)，用戶也可以十分方便地找到各種適用于測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域 的 L

22、abVIEW 工具包。這些工具包幾乎覆蓋了用戶所需的所有功能，用戶在 這些工具包的基礎(chǔ)上再開發(fā)程序就容易多了。有時(shí)甚至于只需簡(jiǎn)單地調(diào)用 幾個(gè)工具包中的函數(shù)，就可以組成一個(gè)完整的測(cè)試測(cè)量應(yīng)用程序。 控制：控制與測(cè)試是兩個(gè)相關(guān)度非常高的領(lǐng)域，從測(cè)試領(lǐng)域起家的 LabVIEW 自然而然地首先拓展至控制領(lǐng)域。LabVIEW 擁有專門用于控制領(lǐng) 域的模塊-LabVIEWDSC。除此之外，工業(yè)控制領(lǐng)域常用的設(shè)備、數(shù)據(jù)線等 通常也都帶有相應(yīng)的 LabVIEW 驅(qū)動(dòng)程序。使用 LabVIEW 可以非常方便的編 制各種控制程序。 仿真：LabVIEW 包含了多種多樣的數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)，特別適合進(jìn)行模擬、 仿真、原型

23、設(shè)計(jì)等工作。在設(shè)計(jì)機(jī)電設(shè)備之前，可以先在計(jì)算機(jī)上用 LabVIEW 搭建仿真原型，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性，找到潛在的問題。在高等教 育領(lǐng)域，有時(shí)如果使用 LabVIEW 進(jìn)行軟件模擬，就可以達(dá)到同樣的效果， 使學(xué)生不致失去實(shí)踐的機(jī)會(huì)。 兒童教育：由于圖形外觀漂亮且容易吸引兒童的注意力，同時(shí)圖形比 文本更容易被兒童接受和理解，所以 LabVIEW 非常受少年兒童的歡迎。對(duì) 于沒有任何計(jì)算機(jī)知識(shí)的兒童而言，可以把 LabVIEW 理解成是一種特殊的 “積木” ，把不同的原件搭在一起，就可以實(shí)現(xiàn)自己所需的功能。著名的 可編程玩具“樂高積木”使用的就是 LabVIEW 編程語(yǔ)言。兒童經(jīng)過短暫的 指導(dǎo)就可以利

24、用樂高積木提供的積木搭建成各種車輛模型、機(jī)器人等，再 使用 LabVIEW 編寫控制其運(yùn)動(dòng)和行為的程序。除了應(yīng)用于玩具，LabVIEW 還有專門用于中小學(xué)生教學(xué)使用的版本。 快速開發(fā)：根據(jù)筆者參與的一些項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)，完成一個(gè)功能類似的大型 應(yīng)用軟件，熟練的 LabVIEW 程序員所需的開發(fā)時(shí)間，大概只是熟練的 C 程 序員所需時(shí)間的 1/5 左右。所以，如果項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間緊張，應(yīng)該優(yōu)先考慮 使用 LabVIEW，以縮短開發(fā)時(shí)間。 跨平臺(tái)：如果同一個(gè)程序需要運(yùn)行于多個(gè)硬件設(shè)備之上，也可以優(yōu)先 考慮使用 LabVIEW。LabVIEW 具有良好的平臺(tái)一致性。LabVIEW 的代碼不需 任何修改就可以運(yùn)行

25、在常見的三大臺(tái)式機(jī)操作系統(tǒng)上：Windows、Mac OS 及 Linux。除此之外，LabVIEW 還支持各種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和嵌入式設(shè)備， 比如常見的 PDA、FPGA 以及運(yùn)行 VxWorks 和 PharLap 系統(tǒng)的 RT 設(shè)備。 2.3 主要程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 2.3.1 While 循環(huán)結(jié)構(gòu) While 循環(huán)可以從程序框圖中的結(jié)構(gòu)子選板中創(chuàng)建。while 循環(huán)包括 兩個(gè)端口：條件端口和重復(fù)端口。While 循環(huán)的功能：重復(fù)執(zhí)行內(nèi)部的子 程序框圖，直到條件接線端接收到待定的布爾值。 While 循環(huán)結(jié)構(gòu)如圖 2.2 所示，其中右邊的帶箭頭的小圖標(biāo)是用來接 循環(huán)條件的，當(dāng)調(diào)節(jié)為“真”時(shí)，開始繼

26、續(xù)執(zhí)行下一次循環(huán)，為“假”時(shí) 停止執(zhí)行循環(huán)條件。這里循環(huán)條件的檢驗(yàn)是在循環(huán)體執(zhí)行完時(shí)，因此循環(huán) 至少執(zhí)行一次。i 的作用也是指示循環(huán)次數(shù)。 圖 2.2 While 循環(huán)結(jié)構(gòu) 循環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳遞：如果需要有數(shù)據(jù)在循環(huán)結(jié)構(gòu)的內(nèi)外傳輸，可以 在循環(huán)體內(nèi)的端子與循環(huán)體外的端子連線，這時(shí)循環(huán)體邊框上出現(xiàn)小的黑 方塊，即“隧道” 。在循環(huán)執(zhí)行期間隧道不能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，只能在循環(huán) 結(jié)束時(shí)將最后一次循環(huán)的結(jié)果輸出。所以要對(duì)每一次循環(huán)的結(jié)果進(jìn)行觀察 我們就應(yīng)該將顯示端子放在循環(huán)體內(nèi)部。 1.3.2 Case 結(jié)構(gòu) 與一般機(jī)器語(yǔ)言中的條件語(yǔ)句非常相似，LabVIEW 提供了 Case 結(jié)構(gòu)。 Case 結(jié)構(gòu)如圖

27、2.3 所示，圖（a）左邊帶有問號(hào)的小方框是用來連接 Case 結(jié)構(gòu)選擇端的值的，圖（b） 、圖（c） ，如果連接的是代數(shù)值則上邊框之中 顯示的是數(shù)字，如果是邏輯型，則顯示的是 true or false 兩種條件。 Case 結(jié)構(gòu)每次只能顯示一個(gè)子圖，單擊上面中間的箭頭顯示條（或點(diǎn)擊箭 頭）可以選擇不同的子圖。對(duì)于數(shù)值型結(jié)構(gòu)只要在邊框上點(diǎn)擊右鍵，通過 Add Case 就可以增加條件子圖。輸入輸出與循環(huán)結(jié)構(gòu)一樣，不同的是需要 在輸入數(shù)值的同時(shí)輸入判斷條件。 （a） （b） （c） 圖 2.3 Case 結(jié)構(gòu) 3 飲料自動(dòng)售貨機(jī)項(xiàng)目設(shè)計(jì) 3.1 總體設(shè)計(jì)方案 根據(jù)實(shí)際生活中常見自動(dòng)售貨機(jī)的用途

28、功能，本次設(shè)計(jì)主要包括商品 種類及數(shù)量選擇模塊、貨幣投入模塊、余額計(jì)算模塊、警告顯示模塊和出 貨模塊組成?？傮w系統(tǒng)組成框圖如圖 3.1 所示： 用戶模擬使用飲料自動(dòng)售貨機(jī) 商品種類及數(shù)量的選擇 投入貨幣 投幣充足 投幣不足 購(gòu)買成功 購(gòu)買失敗 警告燈閃爍 圖 3.1 總體系統(tǒng)組成框圖 用戶進(jìn)入系統(tǒng)，可通過按鍵完成商品種類及數(shù)量的選擇； 通過貨幣按鍵完成貨幣的投入； 系統(tǒng)進(jìn)行貨幣處理：計(jì)算消費(fèi)金額，比較投入貨幣與消費(fèi)金額； 若投入金額大于等于消費(fèi)金額，則交易成功； 若投入金額小于消費(fèi)金額，則交易失敗，警告燈閃爍。 3.2 前面板設(shè)計(jì) 前面板使用輸入控制和輸出顯示構(gòu)成?？刂剖怯脩糨斎霐?shù)據(jù)到程序的

29、接口，而顯示是輸出程序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)接口?？刂坪惋@示有許多種類，可以 從控制模板的各個(gè)子模板中選取。兩種最常用的前面板對(duì)象是數(shù)字控制和 數(shù)字顯示。若想要在數(shù)字控制中輸入或修改數(shù)值，只需要用操作工具點(diǎn)擊 控制部件和增減按鈕，或者用操作工具或標(biāo)簽工具雙擊數(shù)值欄進(jìn)行輸入數(shù) 值修改。 本次設(shè)計(jì)前面板用戶界面主要由：飲品的圖標(biāo)、價(jià)格及數(shù)量標(biāo)簽、貨 幣圖標(biāo)、購(gòu)買確定鍵、投入金額顯示、消費(fèi)金額顯示、余額不足警告燈及 結(jié)束購(gòu)買按鍵部分組成。用戶在使用虛擬售貨機(jī)時(shí)，所用的操作界面就是 在這個(gè)界面完成的。具體的前面板設(shè)計(jì)圖如圖 3.2 所示： 圖 3.2 前面板設(shè)計(jì)圖 飲品圖標(biāo)：通過插入四個(gè)不同的飲品圖片表示四種不同

30、的飲料， 分別是可口可樂、冰紅茶、果粒橙和雪碧； 飲品價(jià)格：設(shè)置四種飲料的出售單件，其中可口可樂 5 元、冰紅 茶 10 元、果粒橙 4 元、雪碧 5 元； 飲品數(shù)量：設(shè)置四種飲料的剩余數(shù)量，其中可口可樂剩余 50 件、 冰紅茶剩余 20 件、果粒橙剩余 40 件、雪碧剩余 100 件。 貨幣圖標(biāo)：設(shè)置三種不同的貨幣圖標(biāo)，分別為 1 元硬幣、10 元紙 幣和 20 元紙幣，用戶通過貨幣圖標(biāo)可選擇投入的金額，可多次點(diǎn) 擊累計(jì)金額； 購(gòu)買確定鍵：用戶選擇商品種類及數(shù)量，且投入貨幣后，可通過 購(gòu)買確認(rèn)鍵確認(rèn)此次交易。 投入金額顯示：用戶成功投幣后，在界面中， “已投幣”處會(huì)顯示 投入金額； 消費(fèi)金額

31、顯示：用戶點(diǎn)擊確認(rèn)購(gòu)買鍵后，會(huì)彈出成功購(gòu)買確定鍵， 此時(shí)消費(fèi)金額處將顯示已消費(fèi)的金額； 余額不足警告燈：當(dāng)用戶投入貨幣小于實(shí)際消費(fèi)金額時(shí)，點(diǎn)擊確 認(rèn)購(gòu)買鍵，警告燈會(huì)閃爍，表示無法交易。 結(jié)束購(gòu)買鍵：取貨后，用戶需點(diǎn)擊結(jié)束購(gòu)買鍵找回余額。 通過前面板的用戶界面，用戶可以模擬實(shí)際購(gòu)買操作，選擇自己所需 要的商品，順利交易。售貨機(jī)有多種飲料出售，用按鍵模擬投入 1 元硬幣、 10 元紙幣和 20 元紙幣三種貨幣，可連續(xù)投幣，同時(shí)顯示投入的金額。投 幣后，用戶可以選擇自己要買的商品以及數(shù)量，每個(gè)商品最多只能購(gòu)買 5 件，然后按確認(rèn)購(gòu)買鍵，同時(shí)顯示消費(fèi)金額，并在出貨區(qū)領(lǐng)取商品。每次 出貨完畢，用戶可通過

32、結(jié)束購(gòu)買鍵完成交易，同時(shí)售貨機(jī)自動(dòng)提示找零金 額。用戶投入貨幣后，可以多次購(gòu)買，但在消費(fèi)的金額大于投入的金額時(shí)， 將不能繼續(xù)購(gòu)買商品，同時(shí)余額不足的警告燈開始閃爍，提示用戶余額不 足，不能交易。 3.3 程序框圖設(shè)計(jì) 根據(jù)售貨機(jī)在實(shí)際中的用途及使用條件，本文設(shè)計(jì)研究自動(dòng)售貨機(jī)的 主要功能模塊有：消費(fèi)金額計(jì)算、找零金額計(jì)算、二維圖片顯示、警告燈 閃爍，相應(yīng)的功能有找零、顯示出貨、余額不足警告等。 3.3.1 總程序框圖設(shè)計(jì) 根據(jù)飲料自動(dòng)售貨機(jī)的實(shí)際要求，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要用到了 While 循 環(huán)、事件結(jié)構(gòu)和條件結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)框。主要由以下幾個(gè)部分組成：變量初 始化、商品種類及數(shù)量的選擇、貨幣的投入

33、、確認(rèn)購(gòu)買、結(jié)束交易?？傇O(shè) 計(jì)流程圖如圖 3.3 所示，總程序框圖如附錄 1 所示。 變量初始化：“商品 0”剩余數(shù)量=100 “商品 1”剩余數(shù)量=50 “商品 2”剩余數(shù)量=40 “商品 3”剩余數(shù)量=20 商品購(gòu)買數(shù)量=0 投入貨幣金額=0 點(diǎn)擊某一商品 a 的次數(shù) n=0 n=n+1 no n5 n=5 yes 商品購(gòu)買數(shù)量=商品 a 購(gòu)買數(shù)量+n 商品 a 剩余數(shù)量=商品 a 剩余數(shù)量-n 消費(fèi)金額=商品數(shù)量*單價(jià) yes no 投入貨幣金額消費(fèi)金額 找零金額=投入貨幣金額-消費(fèi)金額警告燈閃爍 警告燈閃爍 二維圖片可見 二維圖片不可見 警告燈不閃爍 商品 a 剩余數(shù)量=商品 a 剩余

34、數(shù)量 +n 退 出 圖 3.3 總設(shè)計(jì)流程圖 3.3.2 變量初始化 在模擬用戶購(gòu)買商品之前，需將一些變量初始化：出貨區(qū)設(shè)置二維圖 片不可見；購(gòu)買成功顯示燈不閃爍；找零金額設(shè)置為 0 元。變量初始化程 序如圖 3.4 所示： 圖 3.4 變量初始化程序 3.3.3 商品種類及數(shù)量的選擇 本次設(shè)計(jì)運(yùn)用自定義控件模擬按鍵，表示商品的輸入，即按下一次商 品鍵代表一次商品的選擇，多次按鍵程序累計(jì)加 1，表示購(gòu)買商品數(shù)量的 增加，同時(shí)前面板顯示購(gòu)買數(shù)量，但每種商品最多只能購(gòu)買 5 件。且前面 板顯示的剩余數(shù)量會(huì)隨著購(gòu)買數(shù)量的增加逐次減 1。商品種類及數(shù)量選擇 程序如附錄 2 示。 3.3.4 貨幣的投入

35、 本次設(shè)計(jì)運(yùn)用自定義控件模擬按鍵，表示貨幣的投入，即按下一次貨 幣鍵代表著一次貨幣的投入，多次按鍵可增加投入數(shù)量。 例如，按“1 元 硬幣”鍵，表示投入 1 元硬幣，連續(xù)按鍵會(huì)依次累加 1。按“10 元紙幣” 鍵，表示投入 10 元紙幣，連續(xù)按鍵會(huì)依次累加 10。按“20 元紙幣”鍵， 表示投入 20 元，連續(xù)按鍵會(huì)依次累加 20。投入 1 元、10 元、20 元貨幣的 程序分別如圖 3.5、圖 3.6、圖 3.7 所示： 圖 3.5 投入 1 元貨幣的程序 圖 3.6 投入 10 元貨幣的程序 圖 3.7 投入 20 元貨幣的程序 3.3.5 確認(rèn)購(gòu)買 用戶點(diǎn)擊確認(rèn)購(gòu)買鍵可確認(rèn)此次交易。在程

36、序中，根據(jù)最大索引確定 用戶購(gòu)買的飲料種類和單價(jià)，將單價(jià)與購(gòu)買數(shù)量相乘獲取用戶實(shí)際消費(fèi)金 額。 然后對(duì)比投入金額與消費(fèi)金額： 若投入金額大于等于消費(fèi)金額，則購(gòu)買成功，剩余數(shù)量減去購(gòu)買數(shù)量 等于剩余數(shù)量，且在前面板顯示，出貨區(qū)二維圖片可見，且購(gòu)買成功顯示 燈不閃爍； 若投入金額小于消費(fèi)金額，則購(gòu)買不成功，剩余數(shù)量加購(gòu)買 數(shù)量等于剩余數(shù)量，且在前面板顯示，出貨區(qū)二維圖片不可見，購(gòu)買成功 顯示燈閃爍。確認(rèn)購(gòu)買程序如附錄 3 所示。 3.3.6 結(jié)束交易 用戶點(diǎn)擊結(jié)束購(gòu)買鍵可結(jié)束此次交易。在程序中，購(gòu)買數(shù)量重置為 0，二維圖片設(shè)置為不可見，購(gòu)買成功顯示燈不閃爍，將 Numeric 中間變 量賦值給找零

37、，同時(shí)在前面板顯示找零金額。結(jié)束交易程序如圖 3.8 所示： 圖 3.8 結(jié)束交易程序 3.4 程序調(diào)試結(jié)果 程序初步設(shè)計(jì)完成后，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試。在多次調(diào)試和多次修改 后，系統(tǒng)才實(shí)現(xiàn)售貨機(jī)的功能。 例如用戶購(gòu)買 3 件可口可樂，投入 20 元貨幣，通過點(diǎn)擊確定購(gòu)買鍵， 出貨區(qū)會(huì)顯示可口可樂圖片，購(gòu)買成功警告燈不閃爍，并彈出成功購(gòu)買確 認(rèn)確認(rèn)鍵。即投幣充足確定購(gòu)買時(shí)的前面板顯示如圖 3.9 所示： 圖 3.9 投幣充足確定購(gòu)買時(shí)的前面板顯示 點(diǎn)擊成功購(gòu)買確認(rèn)鍵，前面板會(huì)顯示消費(fèi)金額 15 元和投入剩余金額 4 元。即成功購(gòu)買時(shí)的前面板顯示如圖 3.10 所示： 圖 3.10 成功購(gòu)買時(shí)的前面板顯示 若繼續(xù)購(gòu)買一件冰紅茶，投入余額 5 元小于冰紅茶單價(jià) 10 元，再次 點(diǎn)擊確定購(gòu)買鍵，由于余額不足，交易失敗，購(gòu)買成功顯示燈開始閃爍， 提示投幣不足，出貨區(qū)二維圖片也不可見。即投幣不足時(shí)的前面板顯示如 圖 3.11 所示： 圖 3.11 投幣不足時(shí)的前面板顯示 交易結(jié)束，用戶可通過結(jié)束購(gòu)買鍵完成操作，同時(shí)顯示找零