Сафоненко Практикум по интерфейсам последователной передачи 2012

Пример 2. Применение графического интерфейса

Рассмотрим пример передачи пуассоновского потока данных, который передается через последовательный порт. Период следования данных случаен и распределен по закону Пуассона. Период приема данных (опроса порта) изменяется случайно и распределен по нормальному закону.

Для работы примера требуется создать связь между портами

COM3 и COM4, посредством ПО Eltima Virtual Serial Ports Driver XP. Программа демонстрирует применение стандартных графических средств GUI системы MATLAB .

%инициализацияи работа с формой task2.fig function varargout = task2(varargin)

%TASK2 M-file for task2.fig

%TASK2, by itself, creates a new TASK2 or raises the existing

%singleton*.

%

%H = TASK2 returns the handle to a new TASK2 or the handle to

%the existing singleton*.

%

%TASK2('CALLBACK',hObject,eventData,handles,...) calls the lo-

cal

%function named CALLBACK in TASK2.M with the given input arguments.

%TASK2('Property','Value',...) creates a new TASK2 or raises the

%existing singleton*. Starting from the left, property value pairs

are

%applied to the GUI before task2_OpeningFunction gets called.

An

%unrecognized property name or invalid value makes property application

%stop. All inputs are passed to task2_OpeningFcn via varargin.

%*See GUI Options on GUIDE's Tools menu. Choose "GUI allows only one

122

%instance to run (singleton)".

%See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES

%Edit the above text to modify the response to help task2

%Last Modified by GUIDE v2.5 19-Mar-2007 01:05:00

%Begin initialization code – DO NOT EDIT

gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1});

end

if nargout

[varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); else

gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});

end

%End initialization code – DO NOT EDIT

%--– Executes just before task2 is made visible.

function task2_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)

%This function has no output args, see OutputFcn.

%hObject handle to figure

%eventdata reserved – to be defined in a future version of MATLAB

%handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

%varargin command line arguments to task2 (see VARARGIN)

%Choose default command line output for task2

123

handles.output = hObject;

% Update handles structure guidata(hObject, handles);

global s1 s2 t2 t1 P A kol a ch sec1 sec2 sch kol2

P=[];ch=[];A=[];sec1=[];sec2=[];sch=1;

%интервалгенерации случайных чиселдля распределения Пуассона

kol=15;

%параметр распределения Пуассона

a=5;

% интервалгенерации случайных чиселдля нормального распределения

kol2=13;

warning off

% инициализацияобъектов последовательного порта s1=serial('COM3');

s2=serial('COM4');

zadcom41=ceil(rand(1)*kol2);

sec2=[sec2;zadcom41];

A=0;

%открытие портов fopen(s1); fopen(s2);

%инициализация системных таймеров

124

t1 = timer('TimerFcn',@tsend, 'Period', 1, 'TasksToExecute',1,'startdelay',1,'ExecutionMode','fixedRate');

t2 = timer('TimerFcn',{@tfun,handles}, 'Period', 1, 'TasksToExecute',1,'startdelay',zadcom41,'ExecutionMode','fixedRate');

% задание параметровпортов s1.baudrate=4800; s2.baudrate=4800; s1.databits=8;

s2.databits=8;

s1.parity='odd';

s2.parity='odd';

s1.stopbits=1;

s2.stopbits=1;

s1.flowcontrol='hardware';

s2.flowcontrol='hardware';

%запуск таймера start(t1); start(t2);

%--– Outputs from this function are returned to the command line. function varargout = task2_OutputFcn(hObject, eventdata, handles)

%varargout cell array for returning output args (see VARARGOUT);

%hObject handle to figure

%eventdata reserved – to be defined in a future version of MATLAB

%handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

%Get default command line output from handles structure varargout{1} = handles.output;

global s1 s2

%--– Executes on button press in pushbutton1.

function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)

%hObject handle to pushbutton1 (see GCBO)

%eventdata reserved – to be defined in a future version of MATLAB

125

% handles structure with handles and user data (see GUIDATA) global s1 s2 A P kol sec1 sec2 kol2 sch

%завершение работы с портами fclose(s1);

delete(s1); clear s1; fclose(s2); delete(s2); clear s2;

%закрытие формы close task2;

%график распределения Пуассона figure;

hist(sec1,1:1:kol); grid on; xlabel('x'); ylabel('F(x)');

title('Puasson distribution');

% график равномерного распределения figure;

hist(sec2,1:1:kol2); grid on; xlabel('x'); ylabel('F(x)');

title('Normal distribution');

%Окончательный график очереди

[n,m]=size(A);

figure;

plot(1:1:m,A,'ro'); grid on;

126

xlabel('n');

ylabel('x'); title('All x');

%массив интервалов, распределенныхпо закону Пуассона sec1

%переданные числа

P

%массив интервалов, распределенныхпо равномерному закону sec2

%функция, передающая данные

function tsend(obj,event) global s1 s2 t1 kol a sec1

% передаем случайное число от 0 до kol for i=[1:1:kol]

granici(i)=(a^i)*exp(-a)/factorial(i);

end

granici_new(1)=granici(1)*kol;

for i=[2:1:kol] granici_new(i)=granici(i)*kol+granici_new(i-1);

end

random=kol*rand(1);

if (random>=0&&random<=granici_new(1)) num=1;

end

for i=[2:1:kol]

if (random>=granici_new(i-1)&&random<=granici_new(i)) num=i;

end

127

end stop(t1);

t1.startdelay=num;

start(t1);

fwrite(s1,num,'double');

sec1=[sec1;num];

%функция, вызываемая при срабатывании системного таймера (принимающая данные)

function tfun(obj,event,handles)

global s1 s2 t2 P A kol2 a sec2 sch

sch=sch+1;

if (s2.BytesAvailable~=0) %получение числа из очереди p=fread(s2,1,'double');

av=s2.BytesAvailable/8; A=[A av];

P=[P;p];

%перерисовываем график очереди plot(handles.axes1,1:1:sch,A,'ro') set(handles.axes1,'XGrid','on'); set(handles.axes1,'YGrid','on');

%равномерное распределение zadcom4=ceil(rand(1)*kol2); sec2=[sec2;zadcom4];

%останавливаем системный таймер stop(t2);

%время задержки на число zadcom4 t2.startdelay=zadcom4;

128

Лабораторный практикум

Работа 1 Программирование последовательного канала: байтовая передача

Цель работы – разработка программ моделирования последовательного интерфейса и анализ протоколов обмена.

Задание к выполнению работы

Разработать и представить алгоритм протокола связи двух устройств, подключенных к каналу последовательного типа связи. Варианты и характеристики систем перечислены в табл. 1.1. Варианты заданий перечислены в табл. 1.2−1.4. При подготовке алгоритма по одному из предложенных вариантов следует учесть, что виды обменов (симплексный, полудуплексный, дуплексный), а также контрольные параметры протокола связи (контроль числа полученных символов) должны быть применены ко всем вариантам заданий.

Порядок выполнения лабораторной работы

1.Разработать, написать и отладить программу связи компьютеров по шине RS-232. Прием и передача данных – по прерыванию (асинхронный режим) или по готовности (синхронный режим).

2.Программу оформить на языке Си.

3.Провести анализ передачи данных в ОС Windows.

4.Предусмотреть интерфейс, который позволит изменять параметры системы без повторной компиляции текста программы.

5.Подготовить и провести демонстрацию работы программы; процесс приема – передачи в системе отображается на экранах обоих компьютеров в режиме реального времени.

6.Для формирования временных интервалов можно использовать прерывания системного таймера или дозированные циклы.

7.Подготовить отчет о выполненной работе, в состав которого включить:

а) структурную схему системы; б) математическую модель протокола обмена в системе;

в) текст программы с комментариями;

130