Všeobecné zásady tvorby programov - analýza
| Predmet |
|
|---|---|
| Konfigurovateľné mikroprocesorové systémy | |
| Tématická časť: | |
| Všeobecné zásady tvorby programov |
Pri tvorbe programu je potrebné dodržiavať všeobecné zásady tvorby programov. Je potrebné mať založený pracovný zošit do ktorého sa zapisujú zadania úloh, analýza, poznámky, vývojové diagramy, schémy a všetky veci súvisiace s programovaním tvorbou programu. Pre lepší prehľad je potrebné používať farebné perá, ceruzky. V zošite si dátumom alebo verziou označujeme každú prácu, úlohu, projekt. Papierové dokumenty katalogizujeme aby sa dalo k ním prehľadne a rýchlo vrátiť späť aj za dlhšie obdobie.
Stránky, texty z elektronických materiálov si môžeme vytlačiť a následne vlepiť do pracovného zošita na dané miesto. Taktiež používame katalogizáciu elektronických materiálov (názov, dátum, verzia a pod.)
Tvorbu programu rozdeľujeme na 4 základné postupy:
- Zadanie problému, úlohy a analýza
- Návrh
- Implementácia
- testovanie a ladenie programu
1. Zdanie problému, úlohy a analýza
Prvým krokom na začatie práce je formulácia problému od zadávateľa. Keďže zadávateľ je málokedy programátorom, tak programátor, ktorý bude pracovať na danom probléme sa opýta na všetky detailnejšie veci. Zadanie sa sformuluje a zhotoví sa dokument v ktorom sa taktiež dohodnú podmienky medzi oboma stranami napr. cena, dátum do ktorého je možné projekt realizovať a pod. Cena z toho dôvodu aby si zadávateľ postupom času nechcel viac od toho projektu ako bolo spísané na začiatku bez zmeny ceny.
Analýza
Analýza je vedecká metóda založená na dekompozici celku na elementárne časti. Definícia analýzy sa dá chápať, ako vysvetlenie určitého pojmu, úkolu alebo metódy pomocou zrozumiteľných pojmov a súborov úloh vedúcich k realizácii celku.
Analýza úlohy je previazaná s 1. krokom, pretože sa môžu vyskytnúť ďalšie problémy, neštandardné stavy systému, štart a nábeh sýtemu, chybové stavy a reakcie na ne, ku ktorým sa musí vyjadriť aj zadávateľ. Vraciame sa na miesto kde by mal byť implementovaný náš program, pozorujeme okolie, ľudí ktoré budú pracovať s vytvorením projektom, zapisujeme si všetky potrebné veci ktoré sme spozorovali napr. kde bude umiestnené naše výsledné zariadenie, či to je vonku, vnútri, na daždi na slnku a pod., kto ho bude používať...
Pri analýze si zostrojíme vývojový a stavový diagram, ktorý popisuje zadanú úlohu. Označíme si jednotlivé celky a funkcie. Zhromažďujeme katalógové listy komponentov, aplikačné poznámky výrobcov, hľadáme podobné riešenia na internete, v knihách časopisoch a všetky dostupné informácie si katalogizujeme.
Výsledkom analýzy je detailný a jasný popis úlohy, ktorý je podkladom pre návrh riešenia a je odsúhlasený oboma stranami.
Príklad
Zadanie a analýza:
Treba zostrojiť zariadenie na meranie teploty v mostovom pilieri, od teploty -20°C po 80°C, s krokom 0.5°C. Prepojenie medzi senzorom a mikrokontrolerom treba realizovať v čo najmenšom počte vodičov. Mikrokontroler bude ďalej do PC odosielať informácie o aktuálnej teplote.
Komponenty z ktorých budeme realizovať zariadenie sú: PSoC kit, teplotný senzor DS18S20. Senzor DS18S20 bude komunikovať s PSoC pomocou 1-Wire siete, v ktorej PSoC bude master a DS18S20bude slave. 1-Wire master zariadenie je kľúčový prvok siete. Ako jediné zariadenie môže inicializovať komunikáciu s 1-Wire slave zariadením.
Senzor DS18S20 je digitálny teplomer s rozlíšením 9 bitov merajúci teplotu v stupňoch Celzia. Má funkciu alarmu s užívateľsky nastaviteľnou vysokou a nízkou hodnotu teploty, ktorá je uložená v nezávislej EEPROM pamäti. Teplomer komunikuje po 1-Wire zbernici a podľa špecifikácie 1-Wire vyžaduje iba jeden vodič na komunikáciu s mikroprocesorom. Operačná teplota je v rozsahu od –55 °C do +125 °C a má presnosť ±0.5 °C na meracom rozsahu od –10 °C do +85 °C. DS18S20 môže byť napájaný parazitným napájaním priamo z dátovej linky, čím nám ubudnú náklady na externý napájací zdroj.
Podrobnejšie o DS18S20 a meraní teploty je na http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/DS18S20.pdf
PSoC (Programable System on Chip) predstavuje celkom novú koncepciu vývoja aplikácii s mikrokontrolermi. Mimo štandardných súčastí bežných osembitových mikrokontrolerov obsahuje PSoC systém konfigurovateľných analógových a digitálnych blokov na ktorých je možné vystavať mnoho digitálnych a analógových periférií. Digitálne konfigurovateľné bloky poskytujú základ pre výstavbu štandardných digitálnych periférií typu čítač, časovač, blokov UARTU, PWM a ďalších. Naproti tomu analógové bloky poskytujú základ perifériám analógovým, ako sú rôzne druhy analógovo-digitálných a digitálno-analógových prevodníkov, operačných zosilňovačov, komparátory a ďalšie.
Zdroje
- 1-Wire http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/1796
- 1-Wire http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/148
- 1-Wire http://pdfserv.maxim-ic.com/en/an/AN187.pdf
- PsOC http://www.psoc.cz/
- PsOC http://www.cypress.com
- PsOC http://kiwiki.fmtnuni.sk/mediawiki/index.php/Preh%C4%BEad_architekt%C3%BAry_PSoC.
