2.2 Пояснительная записка

2.2.1 Назначение и область применения

Целью данной работы является разработка программной системы, позволяющей пользователю создать схему соединения программных и аппаратных модулей микроконтроллерной системы, написать программу для каждого микроконтроллера в схеме, выполнить отладку и тестирование программ на модели системы, получить сгенерированную программу на языке С. Разрабатываемая система должна поддерживать программирование микроконтроллеров архитектуры AVR фирмы Atmel семейств tiny, mega, xmega. Архитектура разрабатываемой системы должна предусматривать расширение перечня поддерживаемых контроллеров и определять ограничения на их архитектуру, а также пути преодоления этих ограничений.

2.2.2 Описание разработанной технологии создания программ для распределенных микроконтроллерных систем

Предлагаемая технология создания программ для распределенных микроконтроллерных систем предполагает несколько аспектов разработки пользователем программ управления:

1) описание схемы оборудования;

2) построение диаграммы задач;

3) разработка кода на текстовом языке.

Описание схемы оборудования и построение задач производятся пользователем в графических редакторах, разработка кода – в текстовом редакторе. Наибольший интерес представляют собой диаграмма задач и новый текстовый язык программирования: в то время как схема оборудования позволяет осуществить пользователю конфигурацию оборудования и не является принципиально новым инструментом (его прототипами служат: схема конфигурации во FlowCode и инструмент Grace в Code Composer Studio), диаграмма задач и текстовый язык предлагают новые нотации для описания программ.

2.2.2.1 Схема оборудования

Схема оборудования служит для конфигурации устройств, задания их аппаратных настроек. На схеме оборудования отображаются автоматизирующие устройства (ЭВМ, микроконтроллеры) и автоматизируемые, в частности:

- переменные резисторы / слайдеры, клавиатуры, переключатели (switch), кнопки;

- жк-дисплеи, 7-сегментные дисплеи, светодиоды;

- шаговые двигатели, серводвигатели.

На рисунке 2.1 приведен пример схемы оборудования.

В состав микроконтроллера на схеме оборудования входят блоки, которые представляются прямоугольниками с надписями. Изначально на схеме внутри контроллера располагаются только аппаратные блоки, из палитры можно добавлять виртуальные блоки. Функциональность виртуальных блоков предполагает программную реализацию блоков без поддержки специфических функций аппаратурой. Блоки выполняют логически целостную группу функций (например, блоки для реализации интерфейсов, блоки таймеров / счетчиков / широтно-импульсной модуляции). Блоки могут иметь выводы, которые необходимо связать с конкретными ножками устройства. У блоков можно выставить параметры их работы в окне свойств.

Для возможности моделирования работы схемы необходимые компоненты нужно связать линиями. Можно связывать выводы конкретных устройств (при этом возникают цифровые линии связи), можно тянуть стрелку от одного интерфейсного блока к другому (при этом между контроллерами возникают особые связи, название которых есть название интерфейса, по которому происходит взаимодействие).

Каждый блок имеет соответствующую ему задачу на диаграмме задач. Функции этой задачи пользователь может вызывать из любого места в своей программе. Для интерфейсного блока в соответствующей ему аппаратной задаче будут присутствовать функции инициализации, посылки сообщений, принятия сообщений и так далее.

Рисунок 2.1 – Эскиз схемы оборудования