1.2 Описание интерфейса между системой и пользователем

Важным вопросом при разработке функциональной спецификации является взаимодействие между пользователем и системой. В системе регулировки мощности взаимодействие между системой и пользователем осуществляется с помощью кнопок и семисегментного индикатора (Рисунок 1.1).

Рисунок 1 – Интерфейс между системой и пользователем

Учет человеческих факторов при проектировании должен приводить к простоте системы и легкости ее использования. Эти цели достигаются посредством проектирования надлежащего системного интерфейса. На основании списка функций выполняемых системой определим интерфейс между системой и пользователем.

Для переключения уровней мощностей предусмотрены две кнопки: «Ув. мощности» и «Ум. мощности». Для аварийного останова – кнопка «Останов».

Управление системой производится следующим образом. При включении микродрели в сеть питания происходит инициализация (мощность = 0). При нажатии кнопки «Ув. мощности» микродрель начинает работать (уровень мощности равен 1, или при автоповторе соответствующая). Если перед работой нужно установить определённый уровень мощности (не 1-ый), нажимается кнопка «Останов»; кнопками «Ув. мощности» и «Ум. мощности» задается мощность и затем повторным нажатием кнопки «Останов» микродрель, плавно разгоняясь, начинает работать на заданной мощности. Если во время работы нужно быстро перейти к какой-либо скорости – удерживаем соответствующую клавишу, что вызывает автоповтор. Для паузы в работе или при аварийной ситуации нажимаем кнопку «Останов». Для возобновления работы нажимаем эту кнопку повторно.

На семисегментном индикаторе отображается соответствующее значение мощности.

2 Предварительное проектирование системы

2.1 Разбиение системы на модули

Используя предварительные данные, разобьем нашу проектируемую систему на отдельные модули.

1. Системный исполнительный модуль обеспечивает последовательное исполнение системой функций необходимых для нормального функционирования нашей системы. Исполнительный модуль содержит программные средства, необходимые для реализации исполнительной процедуры. Исполнительный модуль представляет собой программное обеспечение системы.

2. Модуль инициализации. После включения питания устройства происходит начальная инициализация устройства.

3. Модуль мощности уменьшает, увеличивает или задаёт автоповтор мощности в зависимости от нажатой кнопки.

4. Модуль аварийного останова выключает микродрель при нажатии кнопки останова.

5. Входной модуль осуществляет считывание текущего состояния кнопок и его запоминание (хранение).

6. Выходной модуль. Управление мощностью нашего двигателя.

7. Модуль ШИМа управляет переключением частоты ШИМа.

8. Модуль индикации: управляет выводом на семисегментный индикатор текущего значения мощности.

Полученная таким образом модульная структура системы показана на рисунке 2.

Рисунок 2 – Модульная структура системы

Каждый модуль состоит из набора функций, принадлежащих этому модулю. Способ распределения функций по конкретным модулям зависит от личного предпочтения разработчика. Если модуль содержит слишком много функций, он может быть разделен на несколько модулей. С целью упрощения несколько модулей, каждый из которых содержит небольшое число функций, могут быть объединены в один модуль. Модульная структура позволяет легко добавлять функции к системе, а также изменять или удалять часть системы в любой момент цикла ее проектирования.

Рассмотрим, как распределяются функции по модулям системы управления мощности двигателя постоянного тока.

1. Исполнительный модуль состоит из единственной управляющей функции.

2. Входной модуль включает:

– считывание состояния кнопок Ув./Ум. мощности

– считывание состояния кнопки аварийного останова

3. Выходной модуль включает:

– подача управляющего сигнала на двигатель постоянного тока

– вывод на семисегментный индикатор

4. Модуль мощности включает единственную функцию задания мощности в соответствии с нажатием кнопок.

5. Модуль инициализации включает:

– инициализацию системы при начальном включении (включение питания);

6. Модуль ШИМа управляет формированием импульсов.

7. Модуль аварийного останова включает:

– прекращение работы двигателя при нажатии на кнопку аварийного останова

– возобновление работы двигателя

8. Модуль индикации управляет выводом на семисегментный индикатор

Полная функционально-модульная структура устройства управления мощностью двигателем, включающая функции для каждого модуля, показана на рисунке 3.

Рисунок 3 – Функционально-модульная структура устройства управления