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一、作品简介 本作品是一台以 HelloKitty 为主题的自动售货机交互与出料控制系统，由迪文 DGUS 串口智能屏界面工程与51 单片机 C51 控制程序两部分组成。屏幕承担商品展示、数量增减、总价显示、出货图标联动与待机动画；单片机通过读写屏幕的 VP 变量完成计价、按键识别与 PWM 出料控制。两端只以一张变量地址表约定交互，界面改版不需要同步改动控制逻辑。 图1 作品基本信息表 作品的几个特点： 主题化视觉与状态映射：10 张商品图与 1 张 Kitty 待机图共用一个图标变量控件，用变量值直接表达「该商品是否有货在手」。 屏机解耦：界面元素只认识 VP 地址，业务判断全部落在单片机，界面调整不影响程序结构。 两条独立按键通道：出货键与结算键分属不同地址，出货只驱动 PWM，结算只做清零，互不干扰。 屏端自循环动画：待机动画由动画图标控件在屏内循环，单片机只需写一次启动值。 二、工作原理 整套系统按「屏做界面、机做逻辑」分工运行。用户在屏幕上点按加减、结算与出货按键时，DGUS 控件把结果写进约定好的 VP 变量；单片机在主循环里周期性读取这些变量，完成累加计价、键值判断与 PWM 输出，再把需要显示的结果写回 VP，屏幕控件随即自动重绘。 1. 系统组成:系统自下而上分为四层：交互层是三个功能页面，数据层是屏幕的 VP 变量区，控制层是单片机的三个功能模块，执行层是 PWM 与出料机构。下图中标出各层承担的角色与它们之间的连接关系。 图 2 系统组成 层次划分的意义在于故障定位：按下按键没有反应，先查交互层到数据层的写入是否成功；数据变化了但显示不刷新，查控件配置；显示正常但机构不动，查控制层的 PWM 与执行层接线。三层之间不会互相掩盖问题。 2.数据交互流程 一次完整的操作在屏与机之间往返六步，回到起点后进入下一次循环，形成右图所示的主循环结构。关键在于每一步只做一件事：屏幕不参与计算，单片机不直接绘图。
图3 数据交互流程
由于屏幕侧的图标控件和数值控件会持续读取自己的 VP，单片机把结果写入后无需再下发布局指令，屏幕自动完成重绘。因此主循环里只有「读—算—写」三件事，没有逐帧刷新的开销。 3.变量地址与数据约定 地址表是两端唯一的技术契约，界面搭建与程序编写都以它为准，任何一方不得私自改动。 图 4 变量地址与数据约定 4.计价与图标联动算法 计价循环把「读数、算价、换图」三件事合并在一趟遍历里完成：读出一类商品的数量，按数量是否为零决定写商品图还是 Kitty 图，同时把「数量 × 单价」累加进 32 位总价，最后只写一次总价变量，避免刷新过程中出现闪烁的中间值。单价按商品编号顺序存放，与地址偏移一一对应。 控制器主程序的核心代码如下，计价、出货与清零三个模块都在同一个主循环里按顺序执行。 5.出货与结算的状态迁移 出货与结算是两条互不干扰的通道，各自用不同地址和键值触发。出货按下后不会立刻清零，也不影响计价结果；结算按下只负责把购物车复位，不驱动机构。 空闲态：pwm_set_duty(0)，CHUHUO_FLG = 0，主循环正常计价与刷新。 出货态：读到 0x1040 的键值 0x0022，输出 pwm_set_duty(0xB4) 并置标志位，随即回写 0 清除键值，防止长按重复触发。 定时复位：延时 3000ms 后输出 0，标志位清零，回到空闲态等待下一次按键。 结算分支：读到 0x1010 的键值 0x000b，调用清零函数把 0x1000~0x1009、0x1050~0x1059 与 0x2000 全部写 0，下一轮计价立即显示总价 0、全部图标回到 Kitty。 6.动画图标与待机演示 出货页的待机动画由 DGUS 的动画图标控件实现，控件绑定 0x1070，停止值 1、开始值 2，图标序列从 0 号播到 10 号，单帧显示时间 17，显示模式为循环播放。变量等于开始值时控件在序列内自行循环，等于停止值时定格在停止图标，其余值不显示。因此单片机既不需要逐帧下发，也无需为动画单独开定时器；屏幕上电后的默认值让它保持静止，由按键向 0x1070 写入 2 才开始演示。 三、设计思路 整个作品按「先定契约、再搭界面、最后写逻辑」的顺序推进。因为屏与机是两个独立开发环境，最怕的是双方对同一个变量的理解不一致，所以把地址表提前固定下来，后续所有工作都围绕这张表展开。 图5 开机界面 图6 商品选择 1.设计过程 1.需求拆解与页面规划：先把功能拆成「看商品、选数量、算总价、出货、待机演示」五件事，再据此划分页面。商品选择、购物车总价、出货与动画三页各自职责单一，避免在同一页混放操作与结果。 2.变量地址规划：按用途成段分配地址——数量从 0x1000 连续排十位，图标紧接其后从 0x1050 排十位，总价单独占 0x2000，两条按键各占一个字节地址，动画单独占 0x1070。连续排列使程序可以用「基址 + 偏移」循环访问，不必写十次重复代码。 3.界面搭建：制作 Kitty 主题背景与商品图，导入 40图标.icl；出货页放十个图标变量控件逐一绑定 0x1050~0x1059；总价用数据变量显示控件，设为整数 2 字节、0 位小数；再把按键配置为向对应地址写入键值。 4.程序编写：程序分成计价、出货、清零三个函数，主循环按固定顺序调用。VP 读写统一按 2 字节处理，配合小端排列手工拆高低位，避免依赖编译器类型长度。 5.联调与排错：屏幕与单片机分开验证——先确认界面能正确写变量、控件能正确显示，再接入主循环联调。下表记录了过程中最有代表性的几类问题。 2. 联调中的典型问题与处理 图7 联调中的典型问题与处理 3.创新点 以 VP 变量表为核心的屏机契约：界面元素只认识地址、不认识业务，两份程序因此可以并行开发和独立调试；换主题、换图片只需改界面工程。 用图标变量做状态映射：一个 2 字节变量承载 11 种显示状态（十类商品图加 Kitty 待机图），把「有没有选这件商品」这类逻辑状态转换为用户一眼可读的图形，省掉了额外的文字提示控件。 按键通道分离：出货与结算使用不同地址与键值，出货只置位 PWM，结算只复位数据，读后立即回写 0 清除，从结构上避免长按连触和功能串扰。 动画交给屏端自循环：待机演示由动画图标控件在屏幕内部完成，单片机只写一次启动值，不占用主循环时间，也为后续加入更多演示序列留出空间。 可复用的排错方法：把「界面配置—变量数值—程序读写」三者分开验证，先确认变量监视器中数值正确，再判断是控件问题还是代码问题，显著缩短定位时间。 四、演示视频 五、附件上传
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