4.2. Методика разработки микропроцессорной системы

В общем случае разработка МС представляет собой достаточно сложный многоэтапный творческий процесс, требующий хорошего владения основами электроники, схемотехники, программирования и других областей инженерного знания. Многоэтапность процесса разработки вытекает как из необходимости параллельной работы над аппаратной и программной частями проектируемой МС, так и из необходимости многократного повторного возврата к предыдущим пунктам проекта с целью уточнения, изменения, детализации, оптимизации и т.п. выбранных ранее решений. Творческий характер процесса проектирования в первую очередь связан с необходимостью разрешения компромисса между аппаратной и программной реализацией тех или иных функций МС, а также в большой номенклатуре выпускаемых МП. В этой связи нельзя дать точной методики по разработке МС. Тем не менее некоторые рекомендации и последовательность действий для разработчика могут быть сформулированы в виде следующих пунктов:

1) На начальной стадии, исходя из целевой функции МС, кратко сформулированной в названии разработки, необходимо составить и подробно описать назначение и суть функционирования проектируемого устройства или системы. При этом рекомендуется обратиться к специальной литературе по соответствующей тематике с целью более полного представления специфики решаемой задачи и отыскания прототипов инженерных решений.

2) Используя метод нисходящего проектирования ("метод от простого к сложному"), необходимо составить функциональную схему аппаратной части разработки, выделив в ней основные функциональные узлы (микpо-ЭВМ, датчики, устройства сопряжения и т.д.), и, связав их между собой. При этом рекомендуется стремиться к возложению как можно больших функций на программную часть МС, сокращая тем самым аппаратные затраты. Уровень детализации функциональной схемы следует постепенно довести до такого состояния, при котором каждый составной элемент будет иметь известное схемотехническое решение и не вызовет затруднений при переходе к разработке принципиальной электрической схемы аппаратной части МС.

При разработке аппаратной части микропроцессорной системы рекомендуется использовать микроконтроллеры и периферийные модули, в зависимости от их функционального назначения, приведенные в /8, 9/, раскрыв вкратце их характеристики, общие сведения и технические данные.

Так для заданий 3.1 – 3.18 рекомендуется использовать устройства для сбора данных и управления, устанавливаемые в IBM PC совместимые компьютеры, фирмы Advantech /9/. Для заданий 3.19 – 3.38 рекомендуется использовать микроконтроллеры и периферийные модули, фирмы Octagon Systems /8/.

Особое внимание при разработке аппаратной части следует уделить вопросу организации сопряжения разрабатываемой микропроцессорной системы с объектом контроля или управления /10/. Рекомендуется использовать нормализаторы сигналов и клеммные платы фирмы Advantech /9/, и модули устройств сопряжения с объектом с гальванической изоляцией фирмы Grayhill /8/.

3) Далее можно перейти к разработке блок-схемы алгоритма работы программной части МС. Как и в предыдущем пункте, здесь рекомендуется придерживаться принципа нисходящего модульного программирования, в соответствии с которым программа расчленяется на отдельные, сначала крупные, а затем все более мелкие модули (блоки), каждый из которых представляет собой относительно самостоятельную процедуру обработки информации.

4) На последнем этапе разработки МС приступают к написанию программы на языке высокого или низкого уровня, в частности ассемблер. Для этого следует распределить память программ и данных в соответствии с выбранным алгоритмом работы, определить символические переменные программы и задать им конкретные адреса. Далее поэтапно пишутся модули программы, используя разработанную выше блок-схему алгоритма работы. В курсовом проекте необходимо составить программу (процедуру), реализующую определенную функцию разрабатываемой МС, на любом языке программирования.