計算機測試系統(tǒng)02-

1、第二章第二章 監(jiān)控程序的設計監(jiān)控程序的設計l監(jiān)控程序的功能和組成監(jiān)控程序的功能和組成l監(jiān)控主程序和初始化管理監(jiān)控主程序和初始化管理l鍵盤管理程序的設計鍵盤管理程序的設計l顯示、中斷與時鐘管理顯示、中斷與時鐘管理l硬件故障的自檢硬件故障的自檢2.1監(jiān)控程序的功能和組成監(jiān)控程序的功能和組成l監(jiān)控程序的主要作用是及時響應來自系統(tǒng)或儀監(jiān)控程序的主要作用是及時響應來自系統(tǒng)或儀器內(nèi)部的各種服務請求，有效的管理測控系統(tǒng)器內(nèi)部的各種服務請求，有效的管理測控系統(tǒng)自身軟、硬件及人自身軟、硬件及人-機聯(lián)系設備，與系統(tǒng)中其機聯(lián)系設備，與系統(tǒng)中其它設備交換信息，并在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時及時作它設備交換信息，并在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時

2、及時作出相應的處理。出相應的處理。測控系統(tǒng)測控系統(tǒng)硬件硬件軟件軟件監(jiān)控程序監(jiān)控程序應用軟件應用軟件 監(jiān)控程序管理整個系統(tǒng)的工作，直接影響系監(jiān)控程序管理整個系統(tǒng)的工作，直接影響系統(tǒng)的操作和運行，是軟件的核心。統(tǒng)的操作和運行，是軟件的核心。監(jiān)控程序的具體功能監(jiān)控程序的具體功能l初始化管理初始化管理l鍵盤和顯示管理鍵盤和顯示管理l中斷管理中斷管理l時鐘管理時鐘管理l故障自診斷故障自診斷監(jiān)控監(jiān)控主程主程序序初始化管理初始化管理鍵鍵 盤管理盤管理顯顯 示管理示管理中中 斷管理斷管理時時 鐘管理鐘管理自自 診診 斷斷器件初始化器件初始化堆棧初始化堆棧初始化參數(shù)初始化參數(shù)初始化七段顯示器管理七段顯示器管理指

3、指 示示 燈燈 管管 理理圖圖21（a） 監(jiān)控程序基本組成監(jiān)控程序基本組成2.2監(jiān)控主程序和初始化管理監(jiān)控主程序和初始化管理l監(jiān)控主程序進行識別命令，解釋命令并獲得完監(jiān)控主程序進行識別命令，解釋命令并獲得完成該命令的相應模塊的入口，引導測控程序進成該命令的相應模塊的入口，引導測控程序進入正常運行，并協(xié)調(diào)各部分軟硬件進行工作。入正常運行，并協(xié)調(diào)各部分軟硬件進行工作。初始化管理初始化管理l初始化管理主要包括可編程器件初始化、堆棧初始化管理主要包括可編程器件初始化、堆棧初始化和參數(shù)初始化三部分。初始化和參數(shù)初始化三部分。2.3鍵盤管理程序的設計鍵盤管理程序的設計l鍵盤管理程序的作用是根據(jù)獲取的按鍵編

4、碼，鍵盤管理程序的作用是根據(jù)獲取的按鍵編碼，轉(zhuǎn)入相應的服務程序。轉(zhuǎn)入相應的服務程序。本地：按鍵本地：按鍵遠地：總線命令遠地：總線命令命令輸入命令輸入按鍵分類按鍵分類功能鍵功能鍵數(shù)字鍵數(shù)字鍵單義鍵：一個鍵對應一個功能單義鍵：一個鍵對應一個功能多義鍵：功能由按鍵序列決定多義鍵：功能由按鍵序列決定合法命令合法命令非法命令非法命令2.3.1按鍵開關(guān)的軟件聯(lián)接方式按鍵開關(guān)的軟件聯(lián)接方式l按鍵開關(guān)在機械上存在閉合按鍵開關(guān)在機械上存在閉合/斷開兩種狀態(tài)，斷開兩種狀態(tài)，在系統(tǒng)和儀器中經(jīng)常需要把一個和幾個鍵的這在系統(tǒng)和儀器中經(jīng)常需要把一個和幾個鍵的這兩種狀態(tài)進行組合使用，即所謂的兩種狀態(tài)進行組合使用，即所謂的“

5、互鎖互鎖”和和“自鎖自鎖”功能。功能?！盎ユi互鎖”和和“自鎖自鎖”l“互鎖互鎖”和和“自鎖自鎖”功能主要由軟件實現(xiàn)。功能主要由軟件實現(xiàn)。l軟件互鎖：同類按鍵中的一個按下時，利用軟軟件互鎖：同類按鍵中的一個按下時，利用軟件使具有正在工作的另一鍵功能退出。件使具有正在工作的另一鍵功能退出。l軟件自鎖：某個按鍵奇數(shù)次時，執(zhí)行該鍵功能，軟件自鎖：某個按鍵奇數(shù)次時，執(zhí)行該鍵功能，按偶數(shù)次時退出該功能。按偶數(shù)次時退出該功能。圖圖22 數(shù)字電壓表量程鍵數(shù)字電壓表量程鍵J0J1J2J3Ui到后續(xù)電路到后續(xù)電路圖圖23 量程鍵軟件互鎖流程圖量程鍵軟件互鎖流程圖 鍵中斷處理鍵中斷處理 返回返回 K1? K2? K

6、3? 量程鍵？量程鍵？ 鍵釋放？鍵釋放？ 200V量程碼狀態(tài)量程碼狀態(tài) 20V 量程碼狀態(tài)量程碼狀態(tài) 2V 量程碼狀態(tài)量程碼狀態(tài) 0.2V 量程碼狀態(tài)量程碼狀態(tài) 按量程碼及狀態(tài)切換開關(guān)，點亮燈按量程碼及狀態(tài)切換開關(guān)，點亮燈 其他其他 處理處理 返回返回 延時延時20ms Y N Y Y Y N N N Y N K0? YN200V量程碼狀態(tài)量程碼狀態(tài)圖圖24平均平均值鍵軟件自值鍵軟件自鎖流程圖鎖流程圖鍵盤的主要操作步驟鍵盤的主要操作步驟識鍵識鍵評鍵評鍵鍵義分析鍵義分析單純查詢法單純查詢法定時查詢法定時查詢法中斷法中斷法鍵值獲取方法鍵值獲取方法鍵義分析鍵義分析直接分析法直接分析法狀態(tài)變量法狀態(tài)變

7、量法2.3.2直接分析法直接分析法l直接分析法指只需要根據(jù)當前按鍵的編碼，把直接分析法指只需要根據(jù)當前按鍵的編碼，把程序直接轉(zhuǎn)向相應的處理子程序的入口，而無程序直接轉(zhuǎn)向相應的處理子程序的入口，而無需知道此前按鍵的情況。需知道此前按鍵的情況。l直接分析法適用于功能和按鍵較少的情況。如直接分析法適用于功能和按鍵較少的情況。如單義鍵。單義鍵。其關(guān)鍵是轉(zhuǎn)移表。其關(guān)鍵是轉(zhuǎn)移表。l例：設功能鍵編碼為例：設功能鍵編碼為10H19H低8位高8位低8位高8位一維轉(zhuǎn)移表TAB1子程序1子程序2中斷程序中斷程序ANL AANL A，#0FH#0FHMOV BMOV B，#02H#02HMUL ABMUL ABMOV

8、 R2MOV R2，A AMOV DPTRMOV DPTR，#TAB1#TAB1MOVC AMOVC A，A+DPTRA+DPTRMOV R0,AMOV R0,AINC DPTRINC DPTRMOV A,R2MOV A,R2MOVC AMOVC A，A+DPTRA+DPTRMOV R1,AMOV R1,A主程序主程序MOV A,R0MOV A,R0MOV DPL,AMOV DPL,AMOV A,R1MOV A,R1MOV DPH,AMOV DPH,AMOV A,#00HMOV A,#00HJMP A+DPTRJMP A+DPTRl功能較多的系統(tǒng)應用一鍵多義。此時一個命令功能較多的系統(tǒng)應用一鍵

9、多義。此時一個命令不是由一次按鍵，而是由一個按鍵序列組成。不是由一次按鍵，而是由一個按鍵序列組成。l用直接分析法來設計一鍵多義的系統(tǒng)需要多張用直接分析法來設計一鍵多義的系統(tǒng)需要多張轉(zhuǎn)移表。轉(zhuǎn)移表。例：電壓頻率計例：電壓頻率計l共個按鍵共個按鍵:、 、 、 、 l初始化后按初始化后按測頻率、按測頻率、按測周期測周期 、按、按測時間間隔、測時間間隔、 按按測電壓。此時測電壓。此時、 為主功能鍵。為主功能鍵。l按按 后按后按 ，規(guī)定閘門時間或量程。，規(guī)定閘門時間或量程。l按按后按后按 ，則送入一偏移量。，則送入一偏移量。l為單義鍵，有效時測量結(jié)果加上偏移量。為單義鍵，有效時測量結(jié)果加上偏移量。 l合

10、法操作合法操作: + +或：或： + +l非正規(guī)操作：非正規(guī)操作： 圖圖2-6 2-6 一鍵多義監(jiān)一鍵多義監(jiān)控主程序流程框圖控主程序流程框圖2.3.3狀態(tài)變量法狀態(tài)變量法l系統(tǒng)的狀態(tài)是表示系統(tǒng)的最小一組變量。系統(tǒng)的狀態(tài)是表示系統(tǒng)的最小一組變量。l通過通過t=t0的狀態(tài)變量和的狀態(tài)變量和tt0時的輸入激勵，利時的輸入激勵，利用系統(tǒng)模型，就可以求得用系統(tǒng)模型，就可以求得tt0的任何時刻系統(tǒng)的任何時刻系統(tǒng)的行為與狀態(tài)。的行為與狀態(tài)。ltt0時刻系統(tǒng)狀態(tài)與時刻系統(tǒng)狀態(tài)與t=t0的狀態(tài)、的狀態(tài)、 tt0時時的輸入激勵、的輸入激勵、系統(tǒng)模型，三個因素有關(guān)。系統(tǒng)模型，三個因素有關(guān)。l對于按鍵，這三個因素為對

11、于按鍵，這三個因素為按鍵前的狀態(tài)、按鍵前的狀態(tài)、 按鍵的鍵值、按鍵的鍵值、 程序結(jié)構(gòu)。程序結(jié)構(gòu)。l每個狀態(tài)中，各按鍵有確定的含義，同一狀態(tài)每個狀態(tài)中，各按鍵有確定的含義，同一狀態(tài)不同按鍵有不同含義，不同狀態(tài)同一按鍵有不不同按鍵有不同含義，不同狀態(tài)同一按鍵有不同含義。同含義。l狀態(tài)變量法設計按鍵管理程序的實質(zhì)是將儀器狀態(tài)變量法設計按鍵管理程序的實質(zhì)是將儀器工作的過程劃分為若干工作的過程劃分為若干“狀態(tài)狀態(tài)”，在，在任一狀態(tài)任一狀態(tài)下，每個按鍵有確定的含義，即執(zhí)行某個子程下，每個按鍵有確定的含義，即執(zhí)行某個子程序且變遷到下一個狀態(tài)。序且變遷到下一個狀態(tài)。l狀態(tài)變量法適合設計復雜的系統(tǒng)，如多義鍵狀態(tài)

12、變量法適合設計復雜的系統(tǒng)，如多義鍵。狀態(tài)圖狀態(tài)圖l常用狀態(tài)圖表示系統(tǒng)狀態(tài)的變化。狀態(tài)圖中以常用狀態(tài)圖表示系統(tǒng)狀態(tài)的變化。狀態(tài)圖中以圓圈代表不同的狀態(tài)，以箭頭代表狀態(tài)之間的圓圈代表不同的狀態(tài)，以箭頭代表狀態(tài)之間的變化，并在箭頭上標注發(fā)生狀態(tài)改變的條件和變化，并在箭頭上標注發(fā)生狀態(tài)改變的條件和執(zhí)行的操作。執(zhí)行的操作。l在設計狀態(tài)圖時，為簡化狀態(tài)圖，方便設計，在設計狀態(tài)圖時，為簡化狀態(tài)圖，方便設計，可以加入可以加入“偽狀態(tài)偽狀態(tài)”。系統(tǒng)不會處于偽狀態(tài)，當。系統(tǒng)不會處于偽狀態(tài)，當按某按鍵使系統(tǒng)轉(zhuǎn)變到偽狀態(tài)時，將以該按鍵按某按鍵使系統(tǒng)轉(zhuǎn)變到偽狀態(tài)時，將以該按鍵為條件繼續(xù)從偽狀態(tài)轉(zhuǎn)變到下一個狀態(tài)。為條件繼

13、續(xù)從偽狀態(tài)轉(zhuǎn)變到下一個狀態(tài)。狀態(tài)表狀態(tài)表l儀器及系統(tǒng)的監(jiān)控主程序在任何一個狀態(tài)均可儀器及系統(tǒng)的監(jiān)控主程序在任何一個狀態(tài)均可對每個按鍵作出響應，即狀態(tài)與每一個按鍵的對每個按鍵作出響應，即狀態(tài)與每一個按鍵的組合均可對應執(zhí)行一個子程序并變遷到下一個組合均可對應執(zhí)行一個子程序并變遷到下一個狀態(tài)（稱為次態(tài)）。這可以用一個矩陣表示，狀態(tài)（稱為次態(tài)）。這可以用一個矩陣表示，稱為狀態(tài)矩陣或狀態(tài)表。稱為狀態(tài)矩陣或狀態(tài)表。l對于一個具體系統(tǒng)，并非所有狀態(tài)和按鍵的組對于一個具體系統(tǒng)，并非所有狀態(tài)和按鍵的組合都有意義。合都有意義。NEXSTNEXST* * *表示次態(tài)表示次態(tài) SUBSUB* * *表示要執(zhí)行的操作表

14、示要執(zhí)行的操作l狀態(tài)表規(guī)定了儀器當前狀態(tài)與其對應的下一狀狀態(tài)表規(guī)定了儀器當前狀態(tài)與其對應的下一狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變關(guān)系，指出了完成這種轉(zhuǎn)變的前態(tài)之間的轉(zhuǎn)變關(guān)系，指出了完成這種轉(zhuǎn)變的前提條件（按鍵），并注明在狀態(tài)轉(zhuǎn)變時所對應提條件（按鍵），并注明在狀態(tài)轉(zhuǎn)變時所對應采取的行動（執(zhí)行子程序）。采取的行動（執(zhí)行子程序）。l狀態(tài)變量法設計鍵盤管理程序可歸結(jié)為根據(jù)現(xiàn)狀態(tài)變量法設計鍵盤管理程序可歸結(jié)為根據(jù)現(xiàn)態(tài)和當前按鍵這兩個關(guān)鍵字來查閱狀態(tài)表，給態(tài)和當前按鍵這兩個關(guān)鍵字來查閱狀態(tài)表，給程序設計提供了很大方便。程序設計提供了很大方便。例：函數(shù)發(fā)生器鍵盤管理程序的設計例：函數(shù)發(fā)生器鍵盤管理程序的設計l儀器功能：儀器功

15、能：:設置函數(shù)波形。設置函數(shù)波形。 后接后接正弦波正弦波方波方波三角波三角波正向鋸齒正向鋸齒波波反向鋸齒波反向鋸齒波：設置輸出信號頻率。：設置輸出信號頻率。：設置輸出信號幅值。：設置輸出信號幅值。：設置輸出信號直流偏置。：設置輸出信號直流偏置。：選擇工作方式。：選擇工作方式。 后接后接連續(xù)波輸出連續(xù)波輸出觸發(fā)輸出觸發(fā)輸出門控輸出門控輸出：偶次為正，奇次為負。：偶次為正，奇次為負。：表示乘：表示乘10的冪次方。的冪次方。如如 ，表示設，表示設置幅值為置幅值為6.25V。如如 表示設置正弦波輸出。表示設置正弦波輸出。2.狀態(tài)圖的設計狀態(tài)圖的設計l狀態(tài)變量法首先要編制一組鍵語狀態(tài)圖，用圖形狀態(tài)變量法

16、首先要編制一組鍵語狀態(tài)圖，用圖形來表示與按鍵相對應的完整的狀態(tài)變遷過程。來表示與按鍵相對應的完整的狀態(tài)變遷過程。圖圖29 AMPL鍵語狀態(tài)圖鍵語狀態(tài)圖 輸入輸入 ，表示設置幅值為，表示設置幅值為568。鍵名FNKYCNUMBR鍵名FNKYCNUMBR010FREQ30111AMPL20212FUNC40313OFST50414MODE60515/70616E80717ON90818OFFA0919表表2-1 按鍵編碼表按鍵編碼表鍵名鍵名FNKYTNEXSTACTN0PST0AMPL210FREQ330FUNC460OFST550MODE670ON981OFFA82080PST1/713DIG1

17、14E820000PST2DIG125/726000PST5DIG15A/75B000PST6DIG169000PST7DIG17C000PST8000鍵語狀態(tài)表鍵語狀態(tài)表 PST3DIG137E840000PST4DIG148/746000鍵碼次態(tài)子程序讀鍵碼讀鍵碼查找下態(tài)查找下態(tài)NEXST及執(zhí)行子程序及執(zhí)行子程序ACTN0入口入口根據(jù)現(xiàn)態(tài)根據(jù)現(xiàn)態(tài)PREST求現(xiàn)態(tài)首址求現(xiàn)態(tài)首址PSTn由鍵碼求出由鍵碼求出FNKYC及及NUMBRNEXST PREST執(zhí)行相應的執(zhí)行相應的ACTN0，由按鍵由按鍵情況判別或輸出或等新的中斷情況判別或輸出或等新的中斷YN鍵中斷鍵中斷圖圖2-13狀態(tài)變量法監(jiān)控主程序

18、流程狀態(tài)變量法監(jiān)控主程序流程PREST=“0”？讀鍵碼讀鍵碼查找下態(tài)查找下態(tài)NEXST及執(zhí)行子程序及執(zhí)行子程序ACTN0入口入口根據(jù)現(xiàn)態(tài)根據(jù)現(xiàn)態(tài)PREST求現(xiàn)態(tài)首址求現(xiàn)態(tài)首址PSTn由鍵碼求出由鍵碼求出FNKYC及及NUMBRNEXST PREST執(zhí)行相應的執(zhí)行相應的ACTN0，由按鍵由按鍵情況判別或輸出或等新的中斷情況判別或輸出或等新的中斷YN鍵中斷鍵中斷圖圖2-13狀態(tài)變量法監(jiān)控主程序流程狀態(tài)變量法監(jiān)控主程序流程PREST=“0”？ 開始開始 用用 PREST 查表求查表求PSTn 地址地址 P PST0PSTn A (P) P P+2 A (A).MASKF 得得 FNKYT(表格值表格

19、值) A=0? A=FNKYC? A (P) ，A (A).MASKN1 A 左移三位，左移三位，B (P+1) B (B)MASKN2 ，B 右移五位右移五位 A (A)+(B) 得得 NEXST A (P+1)，A (A).MASKA 得得 ACTNO 返回返回 Y N N Y 屏蔽字屏蔽字 MASKFFCH MASKN103H MASKN2E0H MASKA1FH 圖圖 214 查查找子程找子程序序 狀態(tài)變量法設計鍵盤管理程序的步驟狀態(tài)變量法設計鍵盤管理程序的步驟1.根據(jù)儀器功能設計按鍵數(shù)和狀態(tài)數(shù)，列出按鍵根據(jù)儀器功能設計按鍵數(shù)和狀態(tài)數(shù)，列出按鍵編碼表。編碼表。2.根據(jù)儀器功能畫出與按鍵

20、對應的狀態(tài)圖。根據(jù)儀器功能畫出與按鍵對應的狀態(tài)圖。3.列出在完成狀態(tài)轉(zhuǎn)變時所應執(zhí)行的子程序功能列出在完成狀態(tài)轉(zhuǎn)變時所應執(zhí)行的子程序功能表。表。4.根據(jù)狀態(tài)圖和子程序表，設計狀態(tài)表。根據(jù)狀態(tài)圖和子程序表，設計狀態(tài)表。5.根據(jù)當前狀態(tài)和所按按鍵這兩個關(guān)鍵字查找狀根據(jù)當前狀態(tài)和所按按鍵這兩個關(guān)鍵字查找狀態(tài)表，執(zhí)行相應子程序，完成狀態(tài)轉(zhuǎn)換。態(tài)表，執(zhí)行相應子程序，完成狀態(tài)轉(zhuǎn)換。查找狀態(tài)表查找狀態(tài)表l利用識別鍵后的鍵號，獲得對應的利用識別鍵后的鍵號，獲得對應的FNKYC和和NUMBR。l根據(jù)現(xiàn)態(tài)查表根據(jù)現(xiàn)態(tài)查表2-4，獲得現(xiàn)態(tài)首地址。，獲得現(xiàn)態(tài)首地址。l從現(xiàn)態(tài)首地址開始查圖從現(xiàn)態(tài)首地址開始查圖2-12，尋

21、找，尋找FNKYC，并進一步找出并進一步找出NEXST和和ACTN0。狀態(tài)變量法的優(yōu)點狀態(tài)變量法的優(yōu)點l應用狀態(tài)表，統(tǒng)一處理任何一組按鍵應用狀態(tài)表，統(tǒng)一處理任何一組按鍵-狀態(tài)的組狀態(tài)的組合，使復雜的按鍵序列的編譯過程變得簡潔、直合，使復雜的按鍵序列的編譯過程變得簡潔、直觀、便于優(yōu)化，設計程序易懂。觀、便于優(yōu)化，設計程序易懂。l翻譯、解釋按鍵序列與執(zhí)行子程序完全分離，因翻譯、解釋按鍵序列與執(zhí)行子程序完全分離，因此按鍵監(jiān)控程序的設計不受其他程序的影響，可此按鍵監(jiān)控程序的設計不受其他程序的影響，可以單獨進行，避免兩者交叉糾纏。以單獨進行，避免兩者交叉糾纏。l若儀器功能發(fā)生變化，監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)不變，只需若儀器功能發(fā)生變化，監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)不變，只需要改變狀態(tài)表。要改變狀態(tài)表。l系統(tǒng)越復雜、按鍵復用越多，效率越高。系統(tǒng)越復雜、按鍵復用越多，效率越高。2.4顯示、中斷與時鐘管理顯示、中斷與時鐘管理l顯示是實現(xiàn)人顯示是實現(xiàn)人-機聯(lián)系的主要途徑，計算機測控機聯(lián)系的主要途徑，計算機測控系統(tǒng)的顯示方式主要有：模擬顯示、數(shù)字顯示系統(tǒng)的顯示方式主要有：模擬顯示、數(shù)字顯示和模擬、數(shù)字混合顯示。和模擬、數(shù)字混合顯示。l顯示管理軟件基本任務包括：顯示管理軟件基本任務包括： 1.顯示更新數(shù)據(jù)；顯示更新數(shù)據(jù)； 2.多參數(shù)的巡回顯示和定點顯示管理；多參數(shù)的巡回顯示和定點顯示管理； 3.指示燈管理等。指示燈管理等。中斷