8.1 Форомалізований підхід до розробки прикладної програми

Якщо цільова функція використання мікроконтролера КР1816ВЕ5 визначена, тобто, поставлена задача на розробку праграми, то для отримання вихідної програми необхідно виконати настпні послідовні дії:

■ виконати детальний опис задачі, яку повинен виконувати КР1816ВЕ51;

■ провести аналіз задачі;

■ виконати інженерну інтерпретацію задачі з використовуванням апарату формалізації (наприклад, скласти граф автомата Мілі (рис.8,а), використати матрицю стану або мережі Петрі тощо);

■ розробити загальну блок-схему алгоритму (БСА) мікроконтролера (рис.8,б);

■ розробити деталізовані БСА окремих процедур, які повинні бути виділені

на базі модульного принципу складання програми;

■ виконати детальну розробку інтерфейсу мікроконтролера;

■ розподілити робочі регістри та пам’ять мікроконтролера;

■ виконати форматування тексту вихідної програми.

В результаті роботи по першим трьом пунктам наведеного переліку дій отримують так звану функціональну специфікацію прикладної програми, в які основна увага повинна бути зосереджена на деталізації способів формування вхідної і вихідної інформації.

На мові схем алгоритмів розробник описує метод, який вибраний для вирішення поставленої задачі. Часто буває, що одна і таж задача може бути

вирішена різними методами. Спосіб вирішення задачі , що вибраний на стадії її інженерної інтерпретації, на базі якого складається БСА, буде визначати як якість майбутньої прикладної програми, так і якість функціонування мікроконтролера на об’єкті.

П орівнюючи фрагменти гафа Мілі та фрагмент БСА, які приведені на рис.8, можна стверджувати , що вони еквівалентні. На фрагментах X та Z- двійкові вектори, що належать множині комбінацій вхідних {x} та вихідних {z} сигналів, а Q – це стан автомату із множини можливих станів {q}. Стан автомату Q_i і вихідний вектор Z_i є функціями попереднього стану Q_i-1 автомату і плинного вхідного вектору X_i.

Операторні прямокутники в БСА інтерпретуються як

а) б) вершини (стійкі стани) графу автомата, а умовні

Рис. 8.1 оператори – як дуги графу X_i/Z_i, тобто, переходи з одного стійкого стану в інший. При цьому операторний прямокутник являє собою фрагмент програми. В час всього стійкого стану Q_i вихідний вектор Z_i залишається незмінним, поки не змінить свій стан вхідний вектор X_i. Для цього в період стійкого стану Q_i умовні оператори алгоритму програмної реалізації автомату селектують (із заданим періодом дискретизації) зміну вхідного вектору X_i, якщо вона відбулась під дією зовнішніх (по відношенню до МП) подій. В результаті встановлення факту зміни вектора X_i. контролер переходить в новий стійкий Q_i+1 стан автомату і генерує новий вихідний вектор Z_i+1, значення якого повністю визначені графом автомата.

В свою чергу при розробці БСА бажано притримуватись наступних етапів:

■ визначити, що повинен робити кожний модуль, кожний фрагмент пркладної програми;

■ визначити способи отримання модулем вихідних даних (від первинних вимірювальних перетворювачів (сенсорів) через порти, чи таблиць пам’яті, чи робочі регістри); для реалізації введення вихідних даних в модуль в його БСА ввести відповідні оператори;

■ визначити неохідність попередньої обробки введених даних (маскування, зсув, масштабування , перекодування тощо) іпри неохідності останньої ввести

відповідні оператори;

■ визначити способи перетворення вхідних даних у необхідні вихідні;

використовуючи оператори процедур та умовні оператори , відображувати

на БСА вибраний метод змістовної обробки вхідних даних;

■ визначити способи видачі із модуля опрацьованих даних (передати у пам’ять,чи у програму виклику, чи у порти тощо);

визначити необхідність постобробки виведених даних (зміна формату,перекодування, масштабування, маскування тощо) і ввести по необхідності в БСА відповідні оператори для виводу інформації із модуля;

■ повернутись на початок та проаналізувати отриманий результат. По можливості виконати ітеративне коригування БСА з метою його спрощення;

■ перевірити алгоритм на папері шляхом введення в нього дійсних даних та розглянути граничні значення інформаційних об’єктів в ньому (аналіз можливих переповнень розрядної сітки МП, зміна знаку результату операції, ділення на змінну, яка може приймати нуль, реакцію алгоритму на переривання тощо).

Наступний етап - компіляція вихідного модулю отриманої прикладної програми на мову машинних команд та занесення об’єктного модулю у ППЗП з подальшим налаштуванням МП КР1816ВЕ31(51) в складі МПС.