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板载软件的实时性要求和逻辑严密性

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:这类实时性要求高的程序又称为前台程序。这类程序对实时性要求不高,主要考虑总体协调,要求逻辑严密。

板载软件的实时性要求和逻辑严密性

为了使计算机控制系统的各种硬件设备能够正常运行,有效地实现足球机器人各个环节的实时控制和管理,除了要设计合理的硬件电路,还必须要有高质量的软件支持。这和一台好的计算机需要好的操作系统来支持一样。因此,用汇编语言编写的实时通信及控制系统的应用程序,在整个足球机器人系统设计中占有非常重要的地位。

智能小型足球机器人的各项功能的实现最终是靠应用程序驱动硬件电路来完成的。应用程序设计得好坏,将直接决定整个系统的运行质量和效率。因此,在应用软件设计之前,首先应了解应用软件设计的基本要求,主要包括以下三点:

(1)实时性 电动机控制都是快速地实时控制,所以它的软件必须是实时性控制软件。所谓“实时性”,是指计算机必须在一定的时间限制内完成一系列的软件处理过程,例如对电动机的被控参数(如转速、电流、电压等)的反馈信号进行采样、计算和逻辑判断,按规定的控制算法进行数值计算,输出控制信号以及对突然出现的故障报警和处理等。

(2)可靠性 软件的可靠性是指软件在运行过程中避免发生故障的能力,还有一旦发生故障后的解脱和排除故障的能力。因此,为了提高软件的可靠性,软件设计时应当对各种可能引起软件运行故障的意外情况加以考虑,并事先设定这些意外情况出现时的应对措施。

(3)易修改性 一个好的完整的软件,都不是一次设计和调试完成的,常常是边设计边调试,经过逐次修改和不断完善,最终才满足所要求的功能和特性。因此,软件在一开始总体设计时,必须要有良好的结构设计,以利于提高软件在反复调试、修改和补充过程中的效率,且保证最终完成的软件仍具有简洁明了的结构。

从程序的总体结构来看,先要对主程序、中断程序和子程序作大致的分工。分工确定以后,就不难绘制总体流程图。一般应先将程序按各功能模块一一列出,然后按实时性要求的高低,将所有程序分为两大类:(www.xing528.com)

一类是执行软件,它的实时性比较强,强调算法的效率,而且与硬件配合有关(如外中断申请、定时/计数器的外启动、A/D或D/A转换的启动等)。例如定时系统、控制运算、控制输出等执行程序,通常要和硬件中的中断触发电路相配合,这些执行软件常常就构成了相应的中断服务及其调用的子程序。这类实时性要求高的程序又称为前台程序。

另一类是监控(管理)软件,它起组织调度作用。这类程序对实时性要求不高,主要考虑总体协调,要求逻辑严密。监控程序常被称为后台程序,一般就是指软件中的主程序及其调用的子程序,如系统上电初始化程序、LED显示程序等。

执行软件(前台)和监控(后台)软件之间一般通过中断和中断返回的形式进行切换。

智能小型足球机器人软件系统主要由主控制板软件和运动控制板软件组成。

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