Реферат

Данный текстовый документ имеет объем _ страницa, количество иллюстраций составляет_, таблиц – _, приложений– _. При работе над даннымдипломнымпроектом было использовано _ источникалитературы. Имеется графический материал в объеме _ листов.

Перечень ключевых слов: коммутация, модуль комутации, переменное напряжение, интефейс CAN, микроконтроллер, бортовая сеть, полупроводниковый силовой ключ, прецедент.

Объектом разработки являются программное средство для управления базовым модулем коммутатора переменного напряжения.

Целью работы является программная реализация алгоритмов предотвращения аварийных ситуаций бортовой сети.

Разработанный программный продукт отлажен, что подтверждается соответствующим актом.

Данный программный продукт управляет базовым модулем комутатора переменного напряжения, реализует алгоритмы предотвращения аварийных ситуаций бортовой сети и тестирования его узлов и протокол взаимодействия по интерфейсу CAN.

Содержание

1 Техническое задание 7

Основание для разработки 7

1.1 Назначение разработки 7

1.2 Рассмотренные альтернативы 7

1.3 Стандарты 7

1.4 Описания прецедентов 8

1.5 Требования пользователя к программному изделию 16

1.6 Диаграмма вариантов использования 17

2 Технический проект 19

2.1 Модель предметной области 19

2.2 Реализация прецедентов при помощи диаграмм последовательностей системных операций 22

Определения

В настоящей дипломной работе использованы следующие определения:

Коммутация – процесс переключения соединений в электрических цепях;

Модуль коммутации – устройство для силовой коммутации каналов бортовой сети;

Напряжение – отношение работы электрического поля при переносе пробного электрического заряда из точки A в точку B к величине пробного заряда;

Переменное напряжение – напряжение, периодически изменяющееся по модулю и знаку;

Интерфейс CAN – интерфейс обмена короткими (не более 8 байт) сообщениями в сети равноправных устройств;

Контроллер – специализированное техническое устройство, предназначенное для управления другими устройствами путем получения информации в виде цифровых данных или аналого-дискретного сигнала от внешнего устройства (ЭВМ, датчики или иное устройство), преобразования этой информации по специальному алгоритму и выдачи управляющих воздействий в виде цифрового или аналого-дискретного сигнала;

Бортовая сеть – сеть электропитания летательного аппарата (объединяет источники и потребители электроэнергии);

Прецедент – некая ситуация единичного или множественных взаимодействий, происходящая между проектируемой системой и пользователем, либо другой системой, внешней по отношению к проектируемой.

Обозначения и сокращения

В настоящей дипломной работе использованы следующие обозначенияи сокращения:

МК: микроконтроллер;

ПО: программное обеспечение;

ОЗУ: оперативное запоминающее устройство;

АЦП: аналогово-цифровой преобразователь;

ВСК: встроенный стартовый контроль;

НИР: научно-исследовательская работа;

МПО: модель предметной области;

УУ: управляющее устройство.

Введение

Данный программный продукт разработан в рамках НИР по теме «Коммутация» в Курском ОАО «Прибор» «ОХП «ОКБ Авиавтоматика» для управления базовым модулем коммутатора переменного напряжения, разработанным на базе МК 1986ВЕ91 ЗАО «ПКК Миландр».

МК 1986ВЕ91 входит в новейшую серию отечественных 32-разрядных высокопроизводительных микроконтроллеров семейства 1986 на базе процессорного ядра ARM Cortex-M3. Базовый модуль коммутатора переменного напряжения представляет собой устройство, входящее в состав системы распределения электрической энергии бортовой сети и выполняет следующие функции:

• включение/выключение силовых полупроводниковых ключей;

• предотвращение аварийных ситуаций (перегрузок) ботовой сети путём контроля значений параметров силы тока и напряжения в допустимом диапазоне.

Целью данной работы является разработка программного обеспечения для управления базовым модулем коммутатора переменного напряжения.

В соответствии с технологией и требованиями ГОСТ Р 51904-2002 большое внимание при проектировании уделялось:

• чёткому планированию каждого этапа разработки ПО;

• разработке структуры ПО, позволяющей в короткие сроки обеспечить модернизацию и отладку ПО;

• разработке математических моделей алгоритмов с применением современных средств проектированияи разработки, что позволяет увеличить надёжность ПО.

При реализации поставленных задач были использованы такие средства разработки, как язык моделирования UML, язык описания операций OCL и язык программирования C и C++.

Разработанное ПО базового модуля коммутатора переменного напряжения обладает оптимальной структурой с возможностью модификации в короткие сроки при использовании минимальных человеческих ресурсов. Применение различных методов верификации ПО на разных стадиях разработки обеспечивает безопасное функционирование и сведение количества отказных ситуаций к минимуму.

Общественно-социальная значимость данной работы заключается в том, что отдельные части разработанного ПО базового модуля коммутатора переменного напряжения можут быть использованы для будущих разработок на базе МК Миландр 1986ВЕ91.

1. Техническое задание

Основание для разработки

Основанием для разработки программного продукта служит задание на дипломную работу «Программное обеспечение для управления базовым модулем коммутатора переменного напряжения» на основе «Технических требований на разработку программного обеспечения для макета модулей коммутации переменного и постоянного напряжения», утверждённое на основании приказа по ЮЗГУ от _.

1. Назначение разработки

Данное программное изделие предназначено для управления базовым модулем коммутации пременного напряжения.

2. Рассмотренные альтернативы

При постановке задачи на разработку программы был произведен поиск альтернативных программных продуктов, позволяющих осуществлять управление базовым модулем коммутатора переменого напряжения. Альтернативных продуктов не найдено.

3. Стандарты

Разработка программной документации и программного продукта должна производиться согласно ГОСТ 19.701-90, ГОСТ 2.304-88. Текстовый материал пояснительной записки должен соответствовать требованиям стандарта университета СТУ 04.02.030-2008. Все артефакты проектирования должны быть разработаны в соответствии со стандартом UML.

4. Описания прецедентов

   1. Перечень прецедентов проекта

В функциональном отношении программное изделие должно представлять собой приложение для ввода, обработки и вывода информации. В данном проекте необходима реализация следующих прецедентов:

• «Начальная инициализация»;

• «ВСК»;

• «Инициализация параметров»;

• «Проверка исходного состояния»;

• «Управление энергораспределением»;

• «Опрос датчиков тока»;

• «Опрос N»;

• «Аварийная ситуация»;

• «Текущее состояние»;

• «Получение данных»;

• «Обработка данных»;

• «Параметры коммутатора»;

• «Управление силовыми ключами»;

• «Сервисная функция».

2. Прецедент «Начальная инициализация»

Сводка.

Стартовый контроль и инициализация значений параметров по умолчанию.

Зависимости.

Включает в себя прецеденты:

- ВСК;

- Инициализация параметров;

- Проверка исходного состояния.

Воздействующие системы.

Главная воздействующая система – управляющее устройство верхнего уровня.

Описание.

1. Главная воздействующая система производит действие «Включение питания».

2. Переход в включаемый прецедент «ВСК».

3. Переход в включаемый прецедент «Инициализация параметров».

4. Переход в включаемый прецедент «Проверка исходного состояния».

3. Прецедент «вск»

Сводка.

Набор встроенных тестов основных узлов устройства.

Зависимости.

Включается в прецедент «Начальная инициализация».

Описание.

1. Тестирование АЦП.

2. Тестирование контроллера интерфейса CAN.

3. Тестирование ОЗУ.

4. Прецедент «Инициализация параметров»

Сводка.

Настройка значений параметров узлов устройства.

Зависимости.

Включается в прецедент «Начальная инициализация».

Описание.

1. Инициализация параметров микроконтроллера.

2. Инициализация датчиков тока и используемых ими портов ввода/вывода.

3. Инициализация каналов АЦП и используемых ими портов ввода/вывода.

4. Инициализация полупроводниковых силовых ключей и используемых ими портов ввода/вывода.

5. Инициализация контроллера интерфейса CAN.

5. Прецедент «Проверка исходного состояния»

Сводка.

Проверка исходного состояния полупроводниковых силовых ключей.

Зависимости.

Включается в прецедент «Начальная инициализация».

Описание.

1. Проверка наличия тока в каналах.

2. Проверка наличия напряжения в каналах.

3. Проверка отсутствия частоты.

4. Формирование признака «Норма».

5. Выдача сформированного признака.

Альтернативы.

1а. Фиксация наличия тока в канале.

4а. Формирование признака «Ошибка».

2б. Фиксация наличия напряжения в канале.

4б. Формирование признака «Дефект».

3в. Зафиксировано отсутствие частоты в канале.

4в. Формирование признака «Дефект».