Процес розробки програмного забезпечення

При розробці складних програм необхідно дотримуватися наступної послідовності:

визначити завдання;

прийняти рішення - розділити на функціональні блоки;

скласти алгоритм програми;

написати програму;

випробувати й налагодити кожну команду;

випробувати й налагодити повну програму.

Перший крок очевидний. До того, як прийняти рішення, необхідно зрозуміти завдання. Потрібно скласти набір характеристик програми: визначити, що є вхідними параметрами, як їх потрібно обробити, що є виходом.

Після визначення цих характеристик можна приступитися до розробки програми. Спочатку треба продумати її, загальну конструкцію. Краще розділити програму на невеликі модулі, кожний з яких повинен мати чітко певні вхід і вихід. Пошук дефектів у програмі, розділеної на функціональні блоки, значно полегшується. Такий же метод застосовується при конструюванні апаратної частини.

Одним з методів визначення структури розроблювальної програми є структурне програмування, загальний принцип якого приводиться в даному розділі.

Після визначення завдання, вибору методу й поділу програми на модулі можна приступитися до складання алгоритмів. Звичайно складається загальний алгоритм, у якому кожний модуль програми зображується у вигляді квадрата. Складаються алгоритми й для кожного модуля.

Після цього можна писати програму. Старанність виконання попередніх кроків полегшує написання програми.

Після складання програми її необхідно перевірити. Модульність програми полегшує перевірку. Кожний модуль може бути перевірений окремо. Коли всі модулі перевірені, можна з'єднати їх разом і перевіряти всю програму.

Приклад розробки програмного забезпечення

Розглянемо опис програми контролера " вогні, що біжать,".

Індикатори вихідного порту /світлодіоди/ використовуються як імітатори " вогнів, що біжать,". Контролер повинен регулювати наступну послідовність чергування горіння світлодіодів:

1. Горять світлодіоди 1, 4, 7; інші погашені.

2. Час горіння встановлених світлодіодів.

3. Горять світлодіоди 2, 5, 8; інші погашені.

4. Час горіння встановлених світлодіодів.

5. Горять світлодіоди 3, 6; інші погашені.

6. Час горіння встановлених світлодіодів.

7. Повторення процесу /перехід до кроку 1/.

На мал.1, наведений алгоритм роботи контролера.

Вихідні індикатори / світлодіоди YDI...YD8/ підключаються до шини даних за допомогою програмувального інтерфейсу.

У табл.1 показані використовувані комбінації сигналів імітування " вогнів, що біжать," на світлодіодах. Одиниця у двійковому коді сигналу означає включений індикатор.

VD1 VD2 VD3 VD4 VD5 VD6 VD7 VD8	КОД
1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0	92 16 49 16 24 16

Рис.1. Алгоритм програми послідовності горіння світлодіодів

Програма затримки

Для роботи основної програми необхідно розробити підпрограму, що викликає затримку. Найпростіший спосіб генерування затримки показаний на мал.2. Однак, максимальний час затримки, отримане таким способом, не перевищує 1785 мкс. Принцип одержання більше тривалої затримки буде описаний нижче.

ПРОГРАМА КОНТРОЛЕРА " ВОГНІ, ЩОБІЖАТЬ,"

Після складання алгоритмів і визначення характеристик -, можна писати програми. Основна програма послідовності досить проста /табл.2/ .

Таблиця 2

Мітки	Команди	Коментарі
SEQ	MOV А, 92	Установка горіння світлодіодів 1,4,7 Час горіння встановлених сигналів
	MVI D, I
	CALL DELAY
	MOV A, 49	Установка горіння світлодіодів 2,5,8 Час горіння встановлених сигналів
	MVI D, I
	CALL DELAY
	MOV A, 24	Установка горіння світлодіодів 3,6 Час горіння встановлених сигналів
	MVI D, I
	CALL DELAY

Програма послідовності встановлює в регістр А число 92 - код вихідних індикаторів, при якому світлодіоди 1, 4, 7 - горять, а світлодіоди 2, 3, 5, 6, 8 - погашені.

Потім викликає підпрограму затримки. Для чого програма послідовності задає величину затримки в регістр D, після чого викликається сама підпрограма затримки. Далі ця послідовність повторюється для інших кодів вихідних сигналів світлодіодів .

Рис.2. Алгоритм програми затримки

РОЗРОБКА ПРОГРАМИ ЗАТРИМКИ

У табл.3 наведена програма затримки, алгоритм якої показаний на мал.2.

Таблиця 3 Проста програма затримки

Мітки	Команди	Коментарі	Примітка
DELAY	DCR A	рахунок, що зменшує	4 такти
	JNZ DELAY	Продовження рахунку, якщо вміст акумулятора 0	7/10 тактів
	RET	Повернення	10 тактів

Щоб використовувати цю програму, в акумуляторі встановлюється потрібне значення затримки й викликається програма затримки. Уміст акумулятора зменшується доти, поки не досягає нуля, після чого керування вертається на програму виклику.

затримки. У цій програмі дві петлі: зовнішня й внутрішня. Внутрішня петля генерує затримку 0,786 з, зовнішня - безліч таких затримок. Така організація програми називається вкладенням.

Повна програма контролера " вогні, що біжать," наведена в табл.4.

Таблиця 4

Адреси	Коди	Мітки	Команди		Коментарі
8000	ЗЕ	MOV A ,81	MOV A ,81		Програмування інтерфейсу
8001	81
8002	D3
8003	FB		OUT FB
8004	ЗЕ	SEQ	MOV A, 92		Установка коду горіння 1,4,7 світлодіодів,
8005	92
8006	D3		OUT F9
8007	F9
8008	16		MVI D, I		Горіння даної послідовності
8009	01
800А	CD		CALL DELAY
800У	22
800С	80
800D	ЗЕ		MOV A , 4 9	Установка коду горіння 2,5,8 світлодіодів
800Е	49
800F	D3		OUT F9
8010	F9
8011	16		MVI D, I	Горіння даної послідовності-
8012	01
8013	CD		CALL DELAY
8014	22
8015	80
8016	ЗЕ		MOV A, 24	Установка коду горіння 3,6 світлодіодів
8017	24
8018	D3		OUT F9
8019	F9
801А	16		MVI D,I	Горіння даної послідовності
801У	01
801С	CD		CALL DELAY
8010	22
801Е	80
801F	СЗ		JMP SEQ	Повернення в основну програму" вогні, що біжать,"
8020	04
8021	80
8022	01	DELAY	LXI B,0025	Початок внутрішньої петлі затримки
8023	00
8024	25
8025	0У	LOOP	OCX В	Внутрішня петля, що генерує затримку 0,786 с
8026	78		MOV А, В
8027	В1		ORA С
8028	З2		JNZ LOOP
8029	25
802А	80
802У	15		OCR D	Основна петля затримки
802С	З2		JNZ DELAY
802D	22
802Е	80
802F	З9		RET	Повернення

Продовження табл.1

Перевірка програми

1. Уведіть програму з табл.4 в ОЗУ акумулятора.

2. Упевніться, що вона правильно записана на згадку.

3. Виконуйте основну програму, що починається за адресою 8000.

4. Значення тимчасових затримок можна замінити на інші значення, для зменшення швидкості " вогнів, щобіжать," по адресах 8009, 8012,801А, 8023, 8024.

КЛАВІАТУРА Й ІНДИКАЦІЯ КЛАВІАТУРА

Клавіатура являє собою набір ключів /кнопок/, організованих у вигляді матриці 8x3. Кожний ряд з 8 кнопок допитується окремо/апаратне забезпечення описане в уроці 9/. Зчитувальні дані перетворяться в код, що відповідає натиснутій кнопці, за допомогою програми монітора KEYIN /адреса 0216Н/. Ця програма викликається за допомогою команди CALL KEYIN. Після повернення із програми KEYIN в акумуляторі буде втримуватися код натиснутої кнопки /табл.1/. Ця моніторна програма може використовуватися для читання клавіатури.

Таблиця 1 Коди кнопок мікролабораторії

Кнопка	Код /Н/	Кнопка	Код /Н/
0	00	D	OD
1	01	Е	ОЕ
2	02	F	OF
3	03	ПУСК	10
4	04	ВОЗВР .	11
5	05	УСТ . АД .	12
6	06	АД.-	13
7	07	АД.+	14
8	08	ЗП	15
9	09	ВИВІД	16
А	ОА	УВЕДЕННЯ	17
В	ОВ
С	ОС

У табл.2 показаний лістинг програми, що викликає звуковий сигнал, якщо натиснуто кнопку 7. Клавіатура читається за допомогою вищеописаної програми KEYIN, що заносить код натиснутої клавіші в акумулятор.

Команда CPI 07 установлює нульовий прапор процесора, якщо вміст акумулятора дорівнює 07. Команда JNZ READ викликає повернення програми на початок, якщо нульовий прапор не встановлений. Якщо нульовий прапор установлений, то буде визиватися підпрограма BEEP. Потім процес повторюється. Таким чином, звуковий сигнал буде генеруватися при натисканні кнопки 7.

Уведіть лістинг програми в мікролабораторію й перевірте правильність уведення. Запустите програму.

Таблиця 2 Програма виклику звукового сигналу

Адреса	Уміст	Мітка	Команда	Коментарі
8000	CD	READ	CALL KEYIN	Виклик програми, читання клавіатури
8001	16
8002	02
8003	FE		CPI 07	Порівняння коду ключа з 07
8004	07
8005	З2		JNZ READ	Повернення, якщо кнопка 7 не натиснута
8006	00
8007	80
8008	CD		CALL BEEP	Звуковий сигнал, якщо до
8009	50			7 натиснута
800А	03
800У	СЗ		JMP READ	Повторення програми
800С	00
800D	80

Натисніть кнопку 7 - динамік гуде. Натисніть будь-яку іншу кнопку - звуковий сигнал відсутній. Складіть програму, що генерує звуковий сигнал, якщо натиснуті в певній послідовності три певні кнопки, наприклад 7, 3, 9 . Цю програму можна взяти за основу при створенні електронного замка. Складання програми почніть зі структурної схеми. Уведіть програму в мікролабораторію й перевірте її виконання.

СКАНУВАННЯ КЛАВІАТУРИ

На мал.1 наведена спрощена схема клавіатури. За один цикл зчитуються дані з одного ряду з восьми кнопок. Для простоти розглянемо тільки один ряд, тобто кнопки 0,1,2,7

Читання ряду ключів являє собою двушагову операцію: запис даних у скануючий порт для вибору кнопок, читання байта даних читаючим портом.

Щоб вибрати певний ряд кнопок, що відповідає біт скануючого порту /РС4, РС5 або РС6/ установлюється в лог.1, інші біти залишаються рівними лог.О. Таким чином, щоб вибрати ряд кнопок 0...7, потрібно послати в порт FA код 1010 1111 /9 F-H/, щоб вибрати 8...F - код 1010 1111 /AFH/ і щоб вибрати кнопки ПУСК. .. УВЕДЕННЯ, - код (1100 1111) /CFH/. Біти РС0...РС3, РС7 не використовуються при скануванні клавіатури й установлюються рівними лог.1

Рис.1. Спрощена схема клавіатури

Отже, щоб Зчитати дані з ряду 0...7, у порт FA виводиться байт 9F. Потім виробляється читання вхідним портом для збору інформації про стан колонок. При натисканні певної кнопки відповідний біт читаючого порту буде встановлюватися в 0 /табл.3/. /Звернути увагу, що коди кнопок, наведені в табл. 1 і 3, не збігаються/. Кнопка з інших рядів при читанні обраного ряду не впливає на результати читання. Табл.4 показує програму, що реалізує тільки що описаний процес читання,

Таблиця 3 Коди, що читаються із клавіатури

Кнопка	Код, що читається /двійковий/		Код, що читається, / шістнядцятковий/
Немає натиснутих кнопок	1111	1111	FF
0	1111	1110	FE
1	1111	1101	FD
2	1111	1011	FB
3	1111	0111	F7
4	1110	1111	EF
5	1101	1111	DF
6	1011	1111	BF
7	0111	1111	7F

Таблиця 4 Програма визначення стану кнопок

Команда	Коментарі
MVI A, 9F	Вибір ряду кнопок 0. . .7
OUT FA
IN F8	Читання стану кнопок

Програма KEYIN, описана вище, не тільки сканує клавіатуру, але й перетворить коди, що читаються з колонок /залежно від обраного ряду/, у коди, наведені в табл 1 .

У табл.5 наведена програма для перевірки стану кнопки 2, що використовує вищеописаний спосіб читання клавіатури. Якщо кнопка 2 натиснута, генерується звуковий сигнал.

Таблиця 5 Програма перевірки стану кнопки 2

Адреса	Зміст	Мітка	Команда	Коментарі
8000	ЗЕ		MVI А,9F	Вибір ряду кнопок 0...7
8001	9F
8002	D3		OUT FA
8003	FA
8004	DB	READ	IN F8	Читання стану колонок
8005	F8
8006	FE		CPI FB	Порівняння акумулятора з
				с кодом /кнопка 2/
8007	FB		JNZ READ	Читати знову, якщо кнопка
8008	З2			2 не натиснута
8009	04
800А	80
800У	CD		CALL BEEP	Якщо натиснуто кнопку 2,
800С	50			з'являється звуковий сигнал
800D	03
800Е	СЗ		JMP READ	Повторення програми
800F	04
8010	80

Наберіть програму на "Микролаб" і перевірте її роботу УСУНЕННЯ ДЗВОНУ