主控系统设计方案包括的内容

1.方案一：采用模块化的设计方案

根据自动售货机的组成结构和工作流程，主控系统的软件采用模块化的方法进行设计，主要由初始化、投币过程、价格比较过程、商品选择、显示、退币和报警等模块组成，其中一些主要模块的功能如图5-59所示。

（1）投币模块 在投币过程中，每投下一枚硬币，经钱币识别传感器把信号传递给PLC，该模块将完成辨别硬币的真伪和判定具体的币值，可以进行钱币的叠加，并显示出相应的币值。

（2）价格比较模块 投币完成后，系统对余额中钱币数据和可以购买的商品价格进行区间比较，若大于或等于商品的价格，则可以购买该商品，指示灯亮。

（3）货物选择模块 此模块可以实现用户对商品的选择购买。

（4）退币模块 系统可在顾客购买完商品后退回余币。在退币过程中，最主要的是要完成退币的运算过程，运算结果放在数据寄存器，根据结果起动退币电动机工作，输出相应的钱币，退币结束时还要给程序中使用到的某些寄存器重新赋0。

按照上面划分的模块，逐个模块编写程序代码及进行仿真，最后综合在一起，上升到顶层模块代码进行仿真及调试。

2.方案二：采用状态机的设计方案

自动售货机要求每次投币一枚，分为五角和一元两种，根据两种币值的投币信号指示售货机是否发货以及是否找零。这种情形可以用状态机进行描述，可定义7个状态，根据每次投入的币值决定下一个状态的变化，7个状态的含义如下：

STATUS0：投币时，售货机内没有硬币；

STATUS1：投币时，售货机内已有5角硬币；

STATUS2：投币时，售货机内已有1元硬币；

STATUS3：投币时，售货机内已有1元5角硬币；(www.xing528.com)

STATUS4：投币时，售货机内已有2元硬币；

STATUS5：投币时，售货机内已有2元5角硬币；

STATUS6：投币时，售货机内已有3元硬币。

图5-58 系统程序流程图

图5-59 模块化设计框图

由于投币信号five_jiao和one_yuan不会同时为1，所以只有三种组合会引起状态发生转移。若商品价格为2.5元，当已投入2.5元时仍继续投币，则售一件商品后转至FIVE或TEN状态；若已经投入3元，则将找零的5角作为基数，状态转移至TEN或FIFTEEN，开始新的转移。通过上述分析可画出状态转移图，如图5-60所示。

图5-60 自动售货系统的状态转移图

模块化设计方法最显著的优势有两个：一是协同设计；二是在调试、更改某个有缺陷的子模块时，不会影响到其他模块的实现结果，从而保证设计的稳定性与可靠性。模块化的设计方法一般在规模较大的设计中才有更好的性能表现。状态机设计方法中，设计思路与控制程序的流程图更加接近，实现起来比较简洁明了。因此，下面选择状态机来设计自动售货机。