自动售货机系统用例图
软件工程课程设计【自动售货机】
《软件工程》课程设计报告目录：序 (2)一、问题描述 (3)（一）关于自动售货机 (3)（二）自动售货机的设计 (3)二、需求分析 (3)（一）UML自动售货机系统功能需求： (3)（二）UML自动售货机系统控制要求： (4)（三）业务流程图 (6)（四）数据流程图 (7)三、各种UML图型及其分析 (8)（一）用例图 (8)（二）类图 (9)（三）序列图 (10)（四）协作图 (15)（五）状态图 (18)（六）活动图 (20)（七）组件图 (24)（八）配置图 (24)（九）数据模型图 (25)四、心得体会 (25)序一．目的软件工程课程设计是软件工程专业一个综合性的实践教学环节，其目的在于促进学生复习和巩固计算机软件设计知识，加深对软件设计方法、软件设计技术和设计思想的理解，并能运用所学软件设计知识和面向对象技术进行综合软件设计，提高学生的综合应用能力。
通过这次课程设计，要掌握UML（统一建模语言），并能运用UML在Rational Rose中建模。
二．要求：一人一组。
熟悉Rose开发环境。
掌握UML的基本模型元素(如角色、用例、类等)。
熟悉UML，主要了解UML中的9大图：Use case diagram(用例图)、Class diagram(类图)、Sequence diagram(序列图)、Collaboration diagram(协作图)、Statechart diagram(状态图)、Activity diagram(活动图)、Component diagram(组件图)、Deployment diagram(配置图)、datamodel diagram（数据模型图）。
进行系统需求分析与系统功能模块设计，绘出系统详细的业务流程图和数据流程图，建立完整的系统数据库的逻辑模型。
完成对系统的建模实现。
进行检查，并提交设计报告。
三．报告要求：实验题目、实验目的、实验要求、实验内容、系统设计的源程序和文档（包括说明）、心得体会四．参考资料：Wendy Boggs & Michael Boggs 著邱仲潘译《UML与Rational Rose2002从入门到精通》电子工业出版社Martin Fowler & Kendall Scott：UML Distilled Second Edition A Brief Guide to the Standard Object Modeling LanguageUML参考手册Jason T. Roff 著张瑜杨继萍等译《UML基础教程》清华大学出版社参见本中心服务器ftp:\\s@172.16.38.223软件开发基础或《软件工程课程设计》目录下的相关文档。
自动售货机控制系统的设计(最终版)
课程设计任务书设计题目：饮料自动售货机PLC控制系统设计学院：机械工程学院专业：机械测控班级：姓名：组员：指导老师：【摘要】本文介绍了自动售货机的基本原理以及工作流程，然后以一次交易过程为例，把交易过程分为几个程序块，然后分别对程序块进行编程。
具体说明了可编程序控制器在自动售货机中的作用。
程序涉及到了自动售货机工作的绝大部分过程。
利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证自动售货机能够长期稳定运行。
关键词：自动售货机；可编程序控制器；梯形图Abstract:This paper introduces the basic principle s of vending machines, as well as workflow, and t hen to a transaction process as an example, the t ransaction process is divided into several block, a nd then the block were programmed. Specify the PLC in the role of vending machines. Procedures relat ed to the work of the vast majority of vending m achine process. PLC control of the use of vending machines enhance the stability of the system to ensure that vending machines capable of long-term s table operation.Key words:Vending machines; PLC; Ladder Diagram一．PLC的概述1.1 PLC的产生20世纪20年代起，人们把各种继电器，定时器，接触器及其触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制系统，控制各种生产机械，这就是大家所熟悉的传统继电接触器控制系统。
实验一用例图设计参考解答
实验一用例图设计参考解答公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]实验11. 一台自动售货机能提供6种不同的饮料，售货机上有6个不同的按钮，分别对应这6种不同的饮料，顾客通过这些按钮选择不同的饮料。
售货机有一个硬币槽和找零槽，分别用来收钱和找钱。
现在为这个系统设计一个用例图。
找零钱自动售货机系统用例图2.现有一个产品销售系统，其总体需求如下：系统允许管理员生成存货清单报告。
管理员可以更新存货清单。
销售员记录正常的销售情况。
交易可以使用信用卡或支票，系统需要对其进行验证。
每次交易后都需要更新存货清单。
分析其总体需求，并绘制出其用例图。
产品销售系统用例图3 某酒店要开发一个酒店住宿管理系统，该酒店可对外开放500个双人间和50个单人间，房间费用视情况按季节由管理人员进行调整，但周一到周五半价（周末全价）折扣不变。
只有在该系统进行了注册的人员才能登录该系统进行酒店住宿预定。
对于顾客的请求，该系统能根据请求入住时间预定指定档次的房间信息，记录该顾客姓名、地址、联系电话、有效证件号、房间类型和预定的天数，并计算出总费用。
预定的同时顾客按规定要提交10%定金。
六个小时之内酒店允许顾客取消预定金，超过六个小时定金不退还。
每周一系统自动打印一周预定情况的清单。
顾客离开时，可以到总台办理结帐。
结帐方式可采用两种方式，一种是现金结帐，另一种是银行卡结帐，银行卡结帐将通过与银联POS机来完成。
POS4.登录一个网上酒店管理系统，根据其客人预订房间流程，描述系统的“预订房间”用例。
当客人登陆网上酒店管理系统，系统显示需要选择的服务，客人选择预订房间，系统判断客人预订的房间是否还有剩余，如果没有剩余，询问顾客是不是要继续选择预订其他的房间，顾客如果选择是，则重新进去预订房间的用例，如果客人选择不继续预订房间的话，系统询问客人是否要选择退出，客人退出，如果客人要预订的房间有剩余，系统询问顾客是不是要确定预订这个房间，顾客选择是，然后系统询问顾客的详细的信息，系统记录信息，然后回到系统询问顾客是否需要其他的服务，顾客选择退出，系统注销用户的登录信息。
自动售货机的结构
自动售货机的系统结构1.1自动售货机的系统概述自动售货机是集光、机、电一体化的独立机构，它只需要顾客投币和按购物键选择即可自动售货及退找零钱，其工作程序如下图1.1图1.1 自动售货机工作时序图售货机的工作原理是：（1）从投币口送入货币，然后通过传感器采集数据、识别器判断货币的真伪并判别面值。
（2）识别器把信息数据传给通信模块。
（3）通信模块与售货机的主控系统通信，主控系统显示面值，启动售货机的面板键，显示出哪个货道有货，哪个货道已经售完，并等待顾客按键选择商品。
（4）顾客选择商品后，售货机自动把商品送出，等待顾客取走。
（5）显示余额，如果金额足够多，顾客可以选择找币或者继续买商品；如果款额不够，售货机经过延时予以退币。
退币分为两种情况：一种是由货币识别器完成退纸币，另一种是由硬币的通信模块完成退硬币。
（6）系统复零，完成售货。
自动售货机的硬件原理构成如下图2.2所示图1.2 自动售货机硬件结构图综合所述，售货机系统可以分为三部分组成，即自动售货机的控制子系统、通讯子系统、硬币器子系统以及纸币器子系统。
其中控制子系统是本设计研究重点。
这些内容在下文中进一步介绍。
1．1．1自动售货过程的控制子系统简述控制子系统由以下四个部分组成，分别是预设自动售货机系统、金额累计、可售指示和退币系统、售完检测系统、售出累计及自测功能系统。
1、预设自动售货机系统。
自动售货机售出的同类商品可分为若干品种，其售前设定价格须预先寄存在控制系统内。
售货机的价格设置由按键和存储器组成。
通过按键选择被设价商品的种类及价格，并将价格写入存储器中，该存储器本身具有掉电保护功能，属于软件设置方式。
此外，在简易售货机中，由于出售商品的种类少，价格变化下，使用币种单一，也可以用硬件设置价格，才用拨码开关对应方式，结构简单，操作方便。
2、金额累计、可售指示和退币系统。
控制系统的核心CPU 对识币、退币、无货检验及购货信号进行循环检查，当有识币信号后，将金额数值送入金额累计存储器中进行累计，并通过串行接口使可售指示灯亮，提示购货。
自动售货机PLC设计(带很十分详细的梯形图等)
自动售货机PLC设计目录一、引言 (1)二、控制要求 (2)三、设计任务 (2)四、系统总体方案设计方案4.1 系统硬件配置及组成原理 (3)4.2 系统变量定义及分配表 (3)4.3 系统接线图设计 (4)4.4系统可靠性设计 (4)五、控制系统设计5.1 控制程序流程图设计 (5)5.2 控制程序时序图设计 (6)5.3 控制程序设计思路 (7)5.4 编程系统的调试 (7)5.5创新设计内容 (7)六、上位监控系统设计6.1 PLC与上位监控软件通讯 (8)6.2 上位监控系统组态设计 (8)6.3 实现的效果 (12)七、系统调试及结果分析7.1 系统调试及解决的问题 (12)7.2 结果分析 (13)八、结束语 (13)九、参考文献 (14)十、附录 (14)一：引言可编程序控制器（Programmable Logic Controller ）简称PLC, 是一种以微处理器为核心的用于工程自动控制的工业控制机，其本质是一台工业控制专用计算机。
它的软、硬件配置与计算机极为类似，只不过它比一般计算机具有更强的与工业过程相连接的接口和更直接的适应于控制要求的编程语言。
硬件主要由中央处理单元CPU、存贮器、输入/输出单元以及编程器、电源和智能输入/输出单元等构成.PLC是一种专为在工业环境应用而设计的数字运算电子系统，它是以微处理机为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，是当今工业发达国家自动控制的标准设备之一。
自动售货机是集声、光、机、电于一体的智能科技产物,进入21世纪，自动售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。
使未来的自动售货机不仅仅具有售货功能，而是更加多元化,及人性化;如：手机支付、远程联机管理、个性的LCD广告显示屏、更节能。
自动售货机的普及在某种程度上能反映一个国家的科技发展水平，是一个国家文明程度的象征。
自动售货机测试用例(因果图)
之蔡仲巾千创作题目：有一个处理单价为5角钱的饮料的自动售货机软件测试用例的设计。
其规格说明如下：若投入5角钱或1元钱的硬币，押下〖橙汁〗或〖啤酒〗的按钮，则相应的饮料就送出来。
若售货机没有零钱找，则一个显示〖零钱找完〗的红灯亮，这时在投入1元硬币并押下按钮后，饮料不送出来而且1元硬币也退出来；若有零钱找，则显示〖零钱找完〗的红灯灭，在送出饮料的同时退还5角硬币。
1.分析这一段说明，列出原因和结果原因：3.投入5角硬币5.押下啤酒按钮结果：21.售货机〖零钱找完〗灯亮23.退还5角硬币如图所示。
所有原因结点列在左边，所有结果结点列在右边。
建立中间结点，暗示处理的中间状态。
中间结点：11. 投入1元硬币且押下饮料按钮12. 押下〖橙汁〗或〖啤酒〗的按钮13. 应当找5角零钱而且售货机有零钱找14. 钱已付清3.转换成判定表：1)在售货机有零钱找的情况下，投入1元硬币，押下橙汁按钮，找回5角硬币并送出橙汁饮料。
2)在售货机有零钱找的情况下，投入1元硬币，押下啤酒按钮，找回5角硬币并送出啤酒饮料。
3)在售货机有零钱找的情况下，投入1元硬币，系统不做任何处理。
4)在售货机有零钱找的情况下，投入5角硬币，押下橙汁按钮，送出橙汁饮料。
5)在售货机有零钱找的情况下，投入5角硬币，押下啤酒按钮，送出啤酒饮料。
6)在售货机有零钱找的情况下，投入5角硬币，系统不做任何处理。
7)在售货机有零钱找的情况下，押下橙汁按钮，系统不做任何处理。
8)在售货机有零钱找的情况下，押下啤酒按钮，系统不做任何处理。
9)在售货机没有零钱找的情况下，投入1元硬币，押下橙汁按钮，售货机“零钱找完”灯亮，并退还1元硬币。
10)在售货机没有零钱找的情况下，投入1元硬币，押下啤酒按钮，售货机“零钱找完”灯亮，并退还1元硬币。
11)在售货机没有零钱找的情况下，投入1元硬币，售货机“零钱找完”灯亮。
12)在售货机没有零钱找的情况下，投入5角硬币，押下橙汁按钮，售货机“零钱找完”灯亮，并送出橙汁饮料。
自动售货机PLC梯形图及解释 MAIN
X000 X001 0M1X002X003PLSPLSPLS M1M2M313ADD D0 K1 D0M221ADD D0 K2 D0M329ADD D0 K5 D0X000 37CMPCMPD0D0K11K14M4M75256M4 Y002M7Y003T1T4Y000Y001M4X004M15 60SUBP D0 K12D0Y002T0Y002K70T0T2T1T1T2K5K5X0接开关，打开后常闭。
若按下X1，发出一个上升沿，M1通若按下X2，发出一个上升沿，M2通若按下X3，发出一个上升沿，M3通若M1通，则D0值加1若M2通，则D0值加2若M3通，则D0值加5若D0>11，则M4通若D0>14，则M7通M4通，说明可以买汽水，汽水指示灯亮M7通，说明可以买咖啡，咖啡指示灯亮汽水指示灯亮且按下X4，或按下汽水排出，D0减12汽水指示灯亮且按下X4，T1通，开始计时汽水指示灯亮且按下X4，T0开始计时，限制时间T0时间到后，汽水排出关闭T1通，T2开始计时M7 X005 M1586 SUBP D0 K15 D0Y003 T3Y003K70T3T5T4T4T5 K5 K5112 X000 X006 Y003 Y002M15 M15M15118 CMP D0 K4 M30 M30 M20SUB D0 K5 D0T11PLS M20T10Y006T11T10T10T11 K5 K5M15 M32153M31 M40 M21CMPSUB D0D0K2K2M40D0M41 T13PLS M21 T12Y005T13T12T12T13 K5 K5咖啡指示灯亮且按下X5，或按下咖啡排出，D0减15T3时间到后，咖啡排出关闭咖啡指示灯亮且按下X5，T3开始计时，限制时间咖啡指示灯亮且按下X5，T4通，开始计时T4通，T5开始计时按下找钱按钮，M15自锁若D0>4，则M30通M30通，则Y6通，出币5元M30通时，T10开始计时，闪烁五次，即5元出币时间T10通，T11开始计时若D0>2，M40通T11通一次，M20加 1D0值减2T13通一次，M21加 1M40通，则Y5通，出币2元M40通时，T12开始计时，闪烁五次，即2元出币时间T12通，T13开始计时M20通，D0值减5M15 M32 M42193M31 M50 M22CMPSUB D0D0K1K1M50D0M51 T15PLS M22 T14Y004T15T14T14T15 K5 K5M15 M32 M42 M52234 ZRST T0 T15 M31250ZRST M0 M100END若D0>1，M50通D0值减1T15通一次，M22加1M50通，则Y4通，出币1元T14开始计时，闪烁五次，即1元出币时间T14通，T15开始计时投币完成，复位T0 — T15同时复位M0 — M100梯形图说明：打开X0开关，自动售货机开始工作；M1、M2、M3为投币1、2、5元中间继电器；M4、M7为买汽水、咖啡中间继电器；当买汽水灯Y0亮后，可按买汽水按钮，计时器T1开始计时，指示灯闪烁五次，排出完成；买咖啡灯Y1亮后，可按买咖啡按钮，计时器T4开始计时，指示灯闪烁五次，排出完成；购买结束后，当按下X6按钮，进入找钱状态，M30、M40、M50、分别表示余额大于5元、2元、1元；如果余额大于5元，则进行5元退币，余额相应减5；如果余额小于5元，大于2元，则进行2元退币，余额相应减2；如果余额小于2元，大于1元，进行1元退币，当余额为零后，对 T0—T15，M0—M100 复位，程序结束。
自动售货机PLC控制原理图和T形图
T2 Y013 M45 M45 T2 T2
Y023 T3 T2 Y110 M46 M46 T2 T2
Y020 T3 T2 Y115 M47 M47 T2 T2
Y025 T3 X007 X012 X014 X011 X013 X010 X015 M1000 T3 M40 T3 M30 T1 T4 M1000 K20
Y017 T3 T2 Y012 M42 M42 T2 T2
Y022 T3 T2 Y014 M43 M43 T2 T2
Y024 T3 T2 Y011 M44 M44 T2 T2
Y021 T3
M45 174 M3 M4 M35 185 Y021 M46 190 M6 M7 M36 201 Y020 M47 206 M6 M7 M37 217 Y025 X006 222 M40
X012
X014
X013
X010
X015 M1004
K20
X013 367 M45
X006
X007
X012
X014
X011
X010
X015 M1005 T3 M45 T3 M35 T1 T9 K20
M1005 388 X010 396 M46 T3 M46 T3 M36 T1 M1006 417 X015 425 M47 T3 M47 T3 M37 T1 M1007 446
SUB D200 K45 D200 SUB D200 K45 D200 SUB D200 K35 D200
X006
X007
X012
X014
X011
X013
X015 M1006
K20 T10
X006
X007
X012
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9.8 小结
9.8 小结
对于大型软件产品来说，把该产品看作是由一 系列本质上相互独立的小产品组成，这就不仅降 低了开发工作的技术难度，而且也使得对开发工 作的管理变得比较容易了。面向对象范型明显优 于结构化范型。此外，使用面向对象范型能够开 发出稳定性好、可重用性好和可维护性好的软件， 这些都是面向对象方法学的突出优点。
9.6.2 用例建模
获取用例是需求分析阶段的主要工作之一，而 且是首先要做的工作。
大部分用例将在项目的需求分析阶段产生，并且随 着开发工作的深入还会发现更多用例，这些新发现的用例 都应及时补充进已有的用例集中。用例集中的每个用例
都是对系统的一个潜在的需求。
一个用例模型由若干幅用例图组成。
创建用例模型的工作步骤：
例如， 在自动售货机系统中，张三投入硬币购买矿泉水，
系统收到钱后把矿泉水送出来，上述过程就是一个 脚本；
李四投币买可乐，但是可乐已卖完了，于是系统 给出提示信息并把钱退还给李四，这个过程是另一 个脚本。
3. 行为者
3. 行为者（参与者（Actor））
•参与者（Actor）是系统外部的一个实体（可以是 任何的事物或人），它以某种方式参与了用例的执行过程。
其中，对象模型是最基本、最核心、最重要的。
-
本章所讲述的面向对象方法及定义的概念和表示 符号，可以适用于整个软件开发过程。软件开发人 员无须像用结构分析、设计技术那样，在开发过程 的不同阶段转换概念和表示符号。
•参与者通过向系统输入或请求系统输入某些事件来 触发系统的执行。参与者是系统之外，透过系统边界与系统进行 有意义交互的任何事物（人或事物）。
•在处理参与者时，应考虑其参与系统的身份，而不 是人名或工作名。
•在UML中，参与者用人形图符表示。
•但参与者未必是人，可以- 是一个外部系统。
4. 用例之间的关系
谁需要系统的支持以完成日常工作任务？
谁负责维护、管理并保持系统正常运行（副行为者）？
系统控制哪些硬件设备？系统需要与哪些其他系统交互？ 哪些人或系统对本系统产生的结果（值）感兴趣？
2. 寻找用例
2. 寻找用例 一旦找到了行为者，就可以通过请每个行为者回
答下述问题来获取用例：
•行为者需要系统提供哪些功能？ •行为者自身需要做什么？ •行为者是否需要读取、创建、删除、修改或存储系 统中的某类信息？ •系统中发生的事件需要通知行为者吗？行为者需要 通知系统某些事情吗？从功能观点看，这些事件能做 什么？ • 行为者的日常工作是否因为系统的新功能而被简化 或提高了效率？
4. 用例之间的关系
UML用例之间主要有扩展和使用两种关系， 它们是泛化关系的两种不同形式。 （1） 扩展关系
向一个用例中添加一些动作后构成了另一 个用例。 （2） 使用关系
当一个用例使用另一个用例时，这两个用 例之间就构成了使用关系。
图9.18 含扩展和使用关系的用例图
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图9.18 含扩展和使用关系的用例图 9.6.2 用例建模
用例具有下述特征：
（1） 用例代表某些用户可见的功能，实现一个具 体的用户目标；
（2） 用例总是被行为者启动的，并向行为者提供 可识别的值；
（3） 用例必须是完整的。
登记课程
•UML中用例用一个椭圆来表示，用例的名字可以写在椭圆
的内部或下方。
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脚本
脚本：
通常把用例的实例称为脚本。脚本是系统的一 次具体执行过程。
①定义系统，②寻找行为者和用例，③描述用例， ④定义用例之间的关系，⑤确认模型。其中，寻找行 为者和用例是关键。
1. 寻找行为者
1. 寻找行为者
为获取用例首先要找出系统的行为者，可以通过请系统的用 户回答一些问题的办法来发现行为者。下述问题有助于发现行为 者：
ห้องสมุดไป่ตู้谁将使用系统的主要功能（主行为者）？ 谁改变系统的数据？谁从系统获取信息？
UML 图：用例图
• 用例图（Use Case Diagram）
- 用例图定义了系统的功能需求，它完全是从系统外 部观看系统功能，并不描述系统内部对功能的具体 实现。 - 用例图表示了用例、参与者及其它们之间的关系。
• UML 符号
用例 参与者
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• 用例图显示一组用例，参与者以及它们之间的关系。 用于需求分析阶段，即确定“谁使用系统以及做什 么”。
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用面向对象观点建立系统的模型，能够促进和加深 对系统的理解，有助于开发出更容易理解、更容易 维护的软件。
通常，建立起3种不同的模型。它们分别是 描述系统静态结构的对象模型、使用UML的类图来 建立 描述系统控制结构的动态模型、使用UML的状态图 来建立 描述系统计算结构的功能模型。使用数据流图或 UML的用例图来建立功能模型。在UML中把用用例 图建立起来的系统模型称为用例模型。
• 画好用例图是由软件需求到最终实现的第一步。
• 用例图的主要元素是用例和参与者. • 用例图着重于从系统外部参与者的角度来描述系统
需要提供哪些功能，并且指明这些功能的参与者是 谁。
• 图9.17是自动售货机系统的用例图。
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图9.17 自动售货机系统用例图 2. 用例
2. 用例
一个用例是可以被行为者感受到的、系统的一个 完整的功能。
9.7 3种模型之间的关系
9.7 3种模型之间的关系
面向对象建模技术所建立的3种模型，分别从3个 不同侧面描述了所要开发的系统。这3种模型相互补 充、相互配合，使我们对系统的认识更加全面：
对象模型则定义了做事情的实体。 功能模型指明了系统应该“做什么”； 动态模型明确规定了什么时候，在何种状态下接受 了什么事件的触发，做；
面向对象方法学比较自然地模拟了人类认识客 观世界的思维方式，它所追求的目标和遵循的基 本原则，就是使描述问题的问题空间和在计算机 中解决问题的解空间，在结构上尽可能一致。
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面向对象方法学认为，客观世界由对象组成。不同 对象彼此间通过消息相互作用、相互联系，从而构 成了我们所要分析和构造的系统。系统中每个对象 都属于一个特定的对象类。类是对具有相同属性和 行为的一组相似对象的定义。应该按照子类、父类 的关系，把众多的类进一步组织成一个层次系统， 这样做了之后，如果不加特殊描述，则处于下一层 次上的类可以自动继承位于上一层次的类的属性和 行为。