Разработка программного обеспечения

Программное обеспечение разрабатывается для всех устройств, реализуемых программно. Листинг программы должен сопровождаться подробными комментариями. Для гарантии того, что программа работоспособна, необходимо производить отладку с помощью специальных средств.

Пример 4.27. Разработать программное обеспечение устройства защиты от ошибок (УЗО) передатчика системы передачи цифровой информации (СПЦИ). УЗО обеспечивает защиту данных кодом с двойной проверкой на четность и решающую обратную связь с адресным повторением (РОС–АП).

Решение. Программное обеспечение включает в себя основную программу, подпрограмму взаимодействия коммутатора и УЗО передатчика, подпрограмму приема блока данных от источника информации и подпрограмму передачи данных в УПС передатчика, которые приведены ниже.

Программа работы УЗО передатчика АПД проектируемой системы начинается с инициализации векторов прерывания:

0002 ORG 03H ; формирование вектора

0003 JMP RECEIV ; внешнего прерывания INT0

000A ORG 0ВH ; формирование вектора

000B JMP SK ; прерывания от таймера Т0

Основная программа имеет следующий вид:

000E ORG 0EH ; основная программа

000E MOV 20H, #01H ; адрес 1–го блока

0010 MOV 21H, #01H ;

0012 MOV 22H, #01H ; адрес 2–го блока

0014 MOV 23H, #FCH ;

0016 MOV 24H, #02H ; адрес 3–го блока

0018 MOV 25H, #F7H ;

001A MOV 26H, #03H ; адрес 4–го блока

001C MOV 27H, #F2H ;

001D MOV 28H, #04H ; адрес 5–го блока

001F MOV 29H, #EDH ;

0022 MOV 2AH, #05H ; адрес 6–го блока

0024 MOV 2BH, #E8H ;

0026 MOV 2CH, #06H ; адрес 7–го блока

0028 MOV 2DH, #E3H ;

002A MOV 2EH, #07H ; адрес 8–го блока

002C MOV 2FH, #DEH ;

002E MOV 30H, #08H ; адрес 9–го блока

0032 MOV 31H, #D9H ;

0034 MOV 32H, #09H ; адрес 10–го блока

0036 MOV 33H, #D4H ;

0038 MOV 34H, #0AH ; адрес 11–го блока

003A MOV 35H, #CFH ;

003C MOV 36H, #0BH ; адрес 12–го блока

003E MOV 37H, #CAH ;

0042 MOV 38H, #0CH ; адрес 13–го блока

0044 MOV 39H, #C5H ;

0046 MOV 3AH, #0DH ; адрес 14–го блока

0046 MOV 3BH, #C0H ;

0048 MOV 3CH, #0EH ; адрес 15–го блока

004A MOV 3DH, #BEH ;

004C MOV R1, #20H ; адрес начала табл. адресов блоков

004E MOV R7, #0FH ; 15 блоков

0052 MOV DPTR, #0100H ; адрес начала кадра

0056 MOV A, #01111110B ; маркер начала кадра

0058 MOVX @DPTR, A ; пересылка в ВПД

005C MOV DPTR, #0FC6H ; адрес конца кадра

005E MOV A, #00000000B ; маркер конца кадра

0062 MOVX @DPTR, A ; пересылка в ВПД

0066 INC DPTR ; формирование маркера конца кадра

0068 MOVX @DPTR, A ; пересылка в ВПД

0072 MOV R0, #10H ; адрес таблицы адресов РОС–АП

0074 MOV R4, #32H ; количество принимаемых байт (50×4)

0076 CLR SCON.6 ; установка режима работы

0078 SETB SCON.7 ; УАПП (режим 1 – 01₂)

007A CLR TMOD.2 ; режим внутреннего таймера 0

007C CLR TMOD.6 ; режим внутреннего таймера 1

007E CLR TMOD.1 ; таймер Т/С0 в 16–разрядном

0082 SETB TMOD.0 ; режиме

0084 CLR TMOD.5 ; таймер Т/С1 в 16–разрядном

0086 SETB TMOD.4 ; режиме

0088 MOV TH0, #E0H ; загрузка таймера 0

008A MOV TL0, #00H ;

008C CLR IE.1 ; запрет прерывания от таймера 0

008E SETB TCON.4 ; запуск таймера 0 (синхр. по кадрам)

0092 CLR P2.7 ; бит готовности к приему

0094 MR: JB SCON.0, MR ; ожидание байта в приемнике УАПП

0096 LCALL RIUART ; подпрограмма обработки сообщения

009A JNB P2.7, MR ; ожидание адреса блока данных итс.

009C СJNE R7, #00H, MR2 ; ожидание готовности кадра данных

00A2 MOV R0, #10H ; перезагрузка R0

00A4 MOV R1, #20H ; перезагрузка R1

00A6 MOV R7, #0FH ; перезагрузка R7

00A8 MOV TH1, #F0H ; загрузка таймера 1

00AA MOV TL1, #00H ; длина кадра 15×256, т.е. F000h

00AC MOV DPTR, #0100H ; адрес начала кадра

00B0 SETB IE.1 ; разрешение прерывания от таймера 0

00B2 JMP MR ; ожидание прерывания от таймера 0

00B4 MR2: SETB IE.7 ; разрешение всех прерываний

00B6 SETB IE.0 ; разрешение внешнего прерывания 0

00B8 JMP MR ; ожидание прерывания от INT0

Подпрограмма взаимодействия коммутатора и УЗО передатчика:

00C0 RIUART: MOV A, SBUF ; прием байта от приемника УАПП

00C2 CLR SCON.0 ; сброс бита прерыв–я приемника УАПП

00C4 CJNE A, #F0H, MROS1 ; идент. маркера адресов РОС ПР1

00C8 CJNE A, #0FH, MROS2 ; идент. маркера адресов РОС ПР2

00CC MU4: INC R0 ;

00CE CJNE @R0, #00H, MU1 ; повторение адресов РОС

00D2 MOV A, @R1 ; формирование адреса свободного

00D4 MOV DPH, A ; для использования блока кадра, т.е.

00D6 INC R1 ; не требующего повтора

00D8 MOV A, @R1 ;

00DA MOV DPL, A ;

00DC INC R1 ;

00DE DEC R7 ;

00F0 JMP MU3 ;

00F2 MU1: INC R1 ;

00F4 INC R1 ;

00F6 DEC R7 ;

00F8 JMP MU4 ;

00FA MU3: MOVX @DPTR, A ; установка адреса блока данных

00FE INC DPTR ; адрес блока данных кадра

0100 SETB P2.7 ; сброс готовности к приему данных

0102 JMP MR3 ;

0104 MROS1: SETB P2.7 ; сброс готовности к приему данных

0106 MOV DPTR, #0FB6H; установка адреса блока РОС кадра в ВПД

010A MROS11: JB SCON.0, MROS11; ожидание байта в приемнике УАПП

010E CLR SCON.0 ; сброс бита прерывания приемника УАПП

0110 MOV R5, SBUF ; прием байта

0112 MROS12: JB SCON.0, MROS12; ожидание байта в приемнике УАПП

0116 CLR SCON.0 ; сброс бита прерывания приемника УАПП

0118 MOV A, SBUF ; прием байта

011A MOVX @DPTR, A ; запись адреса РОС в ВПД

011E INC DPTR ; следующий адрес

0120 DJNZ R5, MROS12 ; цикл приема адресов РОС–АП от ПР1

0124 CLR P2.7 ; бит готовности к приему

0126 JMP MR3 ;

0128 MROS2: SETB P2.7 ; сброс бита готовности к приему данных

012A MROS21: JB SCON.0, MR1 ; ожидание байта в приемнике УАПП

012E CLR SCON.0 ; сброс бита прерывания приемника УАПП

0130 MOV @R0, SBUF ; прием байта

0132 MOV R5, @R0 ; количество адресов

0134 INC R0 ; 1–ый адрес адреса РОС ПР2

0136 MROS22: JB SCON.0, MR2 ; ожидание байта в приемнике УАПП

013A CLR SCON.0 ; сброс бита прерывания приемника УАПП

013C MOV @R0, SBUF ; прием байта

013E INC R0 ; следующий адрес

0140 DJNZ R5, MR2 ; цикл приема адресов РОС–АП

0144 MOV R0, #10H ; перезагрузка R0

0146 CLR P2.7 ; бит готовности к приему

0148 MR3: RET

Подпрограмма приема блока данных от источника информации:

0150 RECEIV: CLR IE.7 ; запрет всех прерываний

0152 MK2: MOV R2, #04H ; прием и кодировка 4–байт

0154 MOV R5, #00H ; байт дв. проверки четности

0156 MK1: MOV A, P1 ; считывание данных с порта Р1

0158 MOVX @DPTR, A ; запись принятого байта в кадр ВПД

015C INC DPTR ; следующий адрес

0160 XRL ACC.3, ACC.1;

0162 XRL ACC.5, ACC.7;

0164 XRL ACC.5, ACC.3; 2–ой бит четности

0166 XRL ACC.2, ACC.0;

0168 XRL ACC.4, ACC.2;

016A XRL ACC.6, ACC.4;

016C XRL ACC.6, ACC.5; 1–й бит четности

016E ANL A, #01100000B;

0170 XCH A,R5 ;

0172 RL A ;

0174 RL A ;

0176 ORL R5, A ;

0178 DJNZ R2, MK1 ; цикл 4–х байт

017C XCH A,R5 ;

017E RL A ;

0180 MOVX @DPTR, A ; запись принятого байта в кадр ВПД

0184 INC DPTR ; следующий адрес

0188 DJNZ R4, MK2 ; синхрон. по блокам источника

018C MOV R4, #32H ; перезагрузка

018E CLR P2.7 ; бит готовности к приему

0190 RETI

Подпрограмма передачи данных в УПС передатчика:

01A0 SK: CLR IE.7 ; запрет всех прерываний

01A2 SETB TCON.6 ; запуск таймера 1

01A4 SK1: MOVX A, @DPTR ; пересылка байта из ВПД

01A8 INC DPTR ; формирование следующего адреса

01AC SETB P2.6 ; строб–сигнал байта

01AE CLR P2.6 ;

01B0 JNB TCON.7 , SK1 ; флаг переполнения таймера 1

01B4 RETI

01F0 END

Заключение

В заключении необходимо перечислить основные результаты, характеризующие полноту и соответствие курсового проекта техническому заданию на проектирование. Текст должен быть кратким и содержать конкретные данные. Результаты следует излагать в форме констатации фактов, используя слова: изучено, разработано, предложено, рассчитано, получено и т.д. Объем заключения должен быть в пределах полутора–двух страниц пояснительной записки.

Пример 4.28. Составить ЗАКЛЮЧЕНИЕ к курсовому проекту: «Многоканальная система передачи данных».

Решение.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе работы над курсовым проектом изучены методы и технологии средства построения современной, высоконадежной, быстродействующей системы передачи цифровой информации.

Спроектированная система представляет собой многоканальную, дуплексную, с асинхронно–синхронным режимом передачи систему. В качестве линии связи применён волоконно–оптический кабель с длинной волны 1550 нм типа DSF 8/125.

Многоканальность (15 каналов) достигается временным асинхронным уплотнением, позволяющим более эффективно использовать канал связи совместно с применением асинхронного режима приема/передачи данных от источника/получателя информации. А реализация синхронного обмена данными между приемником и передатчиком АПД – более высокую скорость и надежность передачи, что достигается реализованными уровнями синхронизации по кадрам, байтам, битам принимаемого сообщения.

Эффективная скорость передачи при одновременном функционировании всех каналов составляет 33.3 Кбит/с и варьируется в пределах от 33,3 Кбит/с до
0,5 Мбит/с. Техническая скорость дискретного канала составляет 1 Мбит/с. Прием и передача блоков данных размером 1600 бит оконечному оборудованию ведется со скоростью 0,5 Мбит/с.

Применение в системе современных приемо–передающих модулей позволяет вести обмен данными с вероятностью ошибки 10^-10–10^-12. А реализация алгоритма РОС с адресным повторением, как наиболее эффективного метода для быстродействующих, удаленных систем передачи цифровой информации, помехоустойчивого (код с двойной проверкой на четность), линейного (BI–L), относительного кодирования, скремблирования позволяют обеспечивать еще большую достоверность и точность передаваемой информации. Что также обеспечивается когерентным методом приема сигнала и использованием КАМ–16.

Обработка сигнала в СПЦИ, за исключением ПОМ и ПРОМ, полностью цифровая, что также обеспечивает высокое быстродействие и качество передаваемой информации.

Дуплексный режим передачи построен на волновом уплотнении прямого и обратного каналов. Для этих целей использован волновой фильтр и когерентный источник излучения – лазерный диод. Применение в качестве линии связи ВОК, как наиболее совершенной среды передачи информации, позволяет реализовать высокие скорости передачи, высокую помехоустойчивость (вероятность появления необнаруженной ошибки составляет ), надежность (вероятность безотказной работы составляет 0,93) и качество передаваемого сообщения.

Система реализована на современной элементной базе. Так в качестве передатчика оптоэлектронного модуля применён модуль STX–48–SC, передатчик УПС реализован на микросхеме STEL2176, а УЗО – на микроконтроллере KP1816BE51.

Следует также отметить, что произведённые системные расчёты: скорости передачи, пропускной способности, спектров сигнала, надёжностных характеристик позволяют сделать вывод, что курсовой проект полностью соответствует техническому заданию на проектирование.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

[1] Положение об организации и проведении курсового проектирования / А. Т. Доманов, Н. И. Сорока [и др.]. – Минск : БГУИР, 2010.

[2] Доманов, А. Т. Дипломные проекты (работы) : стандарт предприятия / А. Т. Доманов, Н. И. Сорока. – Минск : БГУИР, 2011. – 168 c.

[3] Алиев, И. Н. Кабельные изделия : справочник / И. Н. Аксенов, С. Б Казанский. – М. : ИМРадиоСофит, 2002.

[4] MCS^® 51 microcontroller family user’s manual. [Электронный ресурс] / Intel Inc. – Электронные данные. – Режим доступа : http://www.intel.com/.

[5] STX–48–MS: transmitter OC–48/STM–16. [Электронный ресурс] / Optical Communication Product Inc. – Электронные данные. – Режим доступа : http://www.ocp–inc.com/.

[6] Single Stage Isolator. [Электронный ресурс] / DiCon Fiberoptich, Inc. – Электронные данные. – Режим доступа : http://www.diconfiber.com/.

[7] Narrow band WDM (W–NB). [Электронный ресурс] / Fiber Optic Communications, Inc. – Электронные данные. – Режим доступа : http://www.foci.com.tw/.

[8] Хорвиц, П. Искусство схемотехники. / П. Хорвиц, У. Хилл – Пер. с англ. Б. Н. Бронина, А. И. Коротова [и др.]. – Изд. шестое. –М. : Мир, 2003. – 704 с.

[9] Сорока, Н. И. Телемеханика: конспект лекций для студентов специальностей 1–53 01 03 «Автоматическое управление в технических системах» и «Информационные технологии и управление в технических системах» всех форм обучения. В 6 ч. – Ч. 4. / Н. И. Сорока, Г. А. Кривинченко. – Минск : БГУИР, 2005.– 157 с.

[10] Сорока, Н. И. Телемеханика: конспект лекций для студентов специальности Т.11.01.00 «Автоматическое управление в технических системах». В 6 ч. / Н. И. Сорока, Г. А. Кривинченко. – Ч. 1.: Сообщения и сигналы – Минск : БГУИР, 2000. – 128 с.

[11] Сорока, Н. И. Телемеханика: конспект лекций для студентов специальностей 53 01 03 «Автоматическое управление в технических системах» и 53 01 07 «Информационные технологии и управление в технических системах» всех форм обучения. В 6 ч. / Н. И. Сорока, Г. А. Кривинченко. – Ч. 3: Линии связи и помехоустойчивость информации. – Минск : БГУИР, 2004.– 132 с.

[12] Сорока, Н. И. Теория передачи информации: конспект лекций для студентов специальности Т.11.01.00 «Автоматическое управление в технических системах». / Н. И. Сорока, Г. А. Кривинченко. – Минск : БГУИР, 1998. – 88 с.

ЛИТЕРАТУРА ПО ОФОРМЛЕНИЮ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ И ГРАФИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА

[1] Доманов, А. Т. Дипломные проекты (работы) : стандарт предприятия / А. Т. Доманов, Н. И. Сорока. – Минск : БГУИР, 2011. – 168 c. – Электронные данные. – Режим доступа : 12_100229_1_64764.doc.

ЛИТЕРАТУРА ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СИСТЕМ ТУ, ТС, ТИ, ТР И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

[1] Сорока, Н. И. Телемеханика: конспект лекций для студентов специальности «Автоматическое управление в технических системах». В 6 ч. Ч. 1–2 / Н. И. Сорока, Г. А. Кривинченко. – Минск : БГУИР, 2000 ; 2001.

[2] Сорока, Н. И. Телемеханика: конспект лекций для студентов специальностей 1–53–01–03 «Автоматическое управление в технических системах» и 1–53–01–07 «Информационные технологии и управление в технических системах» всех форм обучения. В 6 ч. – Ч. 3–4 / Н. И. Сорока, Г. А. Кривинченко. – Минск : БГУИР, 2005; 2008.

[3] Сорока, Н. И. Телемеханика: конспект лекций для студентов специальностей 1–53–01–07 «Информационные технологии и управление в технических системах» всех форм обучения. В 6 ч. Ч. 5–6 / Н. И. Сорока, Г. А. Кривинченко. – Минск : БГУИР, 2010 ; 2012.

[4] Скляр, Бернард. Цифровая связь: теоретические основы и практическое применение / Б. Скляр. – М. : Издат. дом «Вильямс», 2003.

[5] Пшеничников, А. М. Телемеханические системы на интегральных микросхемах / А. М. Пшеничников, М. Л. Портнов. – М. : Энергия, 1997.

[6] Гаранин, М. В. Системы и сети передачи информации / М. В. Гаранин, В. И. Журавлев, С. В. Кунечин. – М. : Радио и связь, 2001.

[7] Брюс, Шнайер. Прикладная криптография: протоколы, алгоритмы, исходные тексты на Си / Ш. Брюс. – М. : Триумф, 2002.

[8] Маковеева, М. М. Системы и средства связи с подвижными объектами / М. М. Маковеева, Ю. С. Шинапов. – М. : Радио и связь, 2002.

[9] Хелд, Г. Технологии передачи данных. 7–е изд. / Г. Хелд. – С–Пб. – Питер, 2003.

[10] Шагурин, И. И. Современные микроконтроллеры и микропроцессоры семейства MOTOROLA / И. И. Шагурин. – М. : Горячая линия – Телеком, 2005.

[11] Джонсон, Говард. Высокоскоростная передача данных / Г. Джонсон. – М. : Издат. дом Вильямс, 2005.

[12] Дудник, П. И. Многофункциональные радиолокационные системы / П. И. Дудник. – М. : Дрофа, 2007.

[13] Угрюмов, Е. П. Цифровая схемотехника. – С. – П., 2007

[14] Баранов, В. Н. Применение микроконтроллеров AVR: схемы, алгоритмы, программы / В. Н Баранов. – М. : Изд. «Додэка», 2006.