1 общая часть
1 Анализ процесса сбора информации в системах диспетчеризации на промышленном предприятии
1.1 Описание и структура системы диспетчеризации
Система диспетчеризации – набор аппаратных и программных средств для централизованного контроля и управления инженерными системами. С увеличением количества оборудования на предприятии возникает необходимость иметь возможность контролировать его состояние и управлять им удаленно, с единого диспетчерского пульта и вести статистику состояния оборудования в течении времени его работы для выявления и прогнозирования отказов и неполадок.
Системы управления, построенные по такому принципу, называют системой управления зданием или системой диспетчеризации. Общая структурная схема системы диспетчеризации показана на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – Общая структурная схема системы диспетчеризации
Функциональные задачи системы диспетчеризации:
-
сбор данных о состоянии инженерного оборудования от контроллеров щитов локальной автоматики;
-
хранение и отображение информации о поведении за весь срок его службы;
-
уведомление обслуживающего персонала о требующих внимания событиях при помощи e-mail или SMS сообщений;
-
доступ к контролю и управлению оборудованием по локальной сети объекта или через сеть Интернет.
Главная причина, почему системы диспетчеризации оказываются все более востребованными в современных проектах автоматизации инженерного оборудования – использование таких систем позволяет получить экономию ресурсов сразу по нескольким направлениям:
-
снижение расходов на эксплуатацию и обеспечение бесперебойной работы оборудования за счет своевременного реагирования обслуживающего персонала на требующие вмешательства ситуации;
-
снижение расходов на энергоносители за счет оптимального регулирования параметров работы оборудования;
-
возможность коммерческого и технологического учета энергоресурсов;
-
ведение автоматизированного учета эксплуатационных ресурсов инженерного оборудования с целью проведения своевременного технического обслуживания;
-
обеспечение оперативного взаимодействия эксплуатационных служб;
-
планирование проведения профилактических и ремонтных работ инженерных систем;
-
документирование протекания технологических процессов, работы инженерных систем и действий обслуживающего персонала.
На рисунке 1.2 приведена диаграмма процентного соотношения статей расходов применительно к предприятию без системы диспетчеризации. На рисунке 1.3 приведена диаграмма процентного соотношения статей расходов применительно к предприятию с установленной системой диспетчеризации. Расход на оснащение системы автоматики средствами диспетчеризации многократно окупаются за время эксплуатации объекта через предотвращенные аварии, продление срока службы оборудования, снижения затрат на обслуживающий персонал и материалы.
Рисунок 1.2 – Диаграмма процентного соотношения статей расходов применительно к предприятию без системы диспетчеризации.
Рисунок 1.3 – Диаграмма процентного соотношения статей расходов применительно к предприятию с установленной системой диспетчеризации
Одним из ключевых элементов системы диспетчеризации является контроллер, обеспечивающий сбор информации с первичных преобразователей, доступ к этой информации для модулей верхнего уровня и управление подключенными устройствами. На текущий момент на рынке представлено множество подобных устройств. Примеры таких устройств приведены на рисунке 1.4.
Рисунок 1.4 – Контроллеры системы диспетчеризации различных производителей
Первичные преобразователи (датчики) располагаются в области, параметры которой необходимо контролировать. Сам же контроллер обычно располагается в шкафу автоматики, т.е. для подключения датчиков к контроллеру необходимо прокладывать отдельные линии связи для каждого датчика, что накладывает некоторые ограничения. Примеры шкафов автоматики приведены на рисунке 1.5.
Рисунок 1.5 – Примеры щитов автоматики
1.2 Формализация бизнес-процесса «Контроль температуры жидкой стали в установках непрерывного литья»
Определение границ бизнес-процесса позволяет определить внешний интерфейс автоматизированной системы и определить внешние и внутренние информационные потоки.
Опишем границы бизнес-процесса «Контроль температуры жидкой стали в установках непрерывного литья».
Контроль технологических операций по замеру температуры жидкой стали возлагается на сменного мастера ДСП, сталевара и контролера ОККП. Результаты замеров температуры жидкой стали фиксируются в паспорте плавки контролером ОККП. Сталевар смотрит график замера и сообщает контролѐру ОККП о достоверности замера. Данные по замерам заносятся в паспорт плавки и технологический компьютер.
На основании всего вышеперечисленного заполним таблицы, описывающие границы бизнес-процесса «Контроль температуры жидкой стали в установках непрерывного литья» при помощи спецификаций входов и выходов системы, а так же условий начала и завершения этого бизнес-процесса.
Выходы бизнес-процесса представлены в таблице 1.1, а входы – в таблице 1.2.
Таблица 1.1 – Выходы и потребители бизнес-процесса «Контроль температуры жидкой стали в установках непрерывного литья»
№
|
Потребитель бизнес-процесса
|
Наименование выхода бизнес-процесса
|
Документ (Форма) / ТУ для продукта
|
1
|
Контролёр ОККП
|
Данные об измерении
|
Форма паспорта плавки
|
2
|
Контролирующий орган
|
Информация об измерениях
|
Формат архива
|
Таблица 1.2 – Входы и поставщики бизнес-процесса «Контроль температуры жидкой стали в установках непрерывного литья»
№
|
Наименование
поставщика
|
Наименование
входов
|
Документ (Форма) / ТУ для продукта
|
1
|
Сталеплавильная печь
|
Температура
|
Единицы измерения (СИ)
|
2
|
Контролирующий орган
|
Запрос архива измерений
|
Форма запроса
|
Для более точного выявления границ анализируемого бизнес-процесса определим события, которые инициируют начало и завершение бизнес-процесса. Эти события приведены в таблице 1.3
Таблица 1.3 – Условия начала и завершения бизнес-процесса «Контроль температуры жидкой стали в установках непрерывного литья»
№
|
Наименование события
|
Описание события
|
Измерение температуры
|
1
|
Начало измерения
|
Включается измерительное устройство. Данные о температуре стали поступают с информационных преобразователей и отображаются на экране измерительного устройства.
|
2
|
Запись результатов измерения
|
Ответственное лицо записывает данные о температуре стали в паспорт плавки и вводит их в технологический компьютер
|
Продолжение таблицы 1.3
№
|
Наименование события
|
Описание события
|
Запрос архива измерений
|
1
|
Запрос от контролирующего органа
|
Контролирующий орган запрашивает архив измерений температуры жидкой стали
|
2
|
Выдача архива измерений
|
Контролирующему органу предоставляется паспорт плавок и график либо таблица измерений температуры на экране технологического компьютера.
|
В таблице 1.4 представлены показатели качества для контроля и управления бизнес-процессом «Контроль температуры жидкой стали в установках непрерывного литья»
Таблица 1.4 – Показатели качества для контроля и управления бизнес-процессом «Контроль температуры жидкой стали в установках непрерывного литья»
№
|
Наименование показателя
|
Размер-ность
|
Описание
|
Периодичность
контроля
|
|
Показатели качества входов бизнес-процесса
|
1
|
Погрешность
|
%
|
Относительная погрешность измерения температуры
|
Задана требованиями технологического процесса и метрологическими указаниями измерительного оборудования
|
Продолжение таблицы 1.4
№
|
Наименование показателя
|
Размер-ность
|
Описание
|
Периодичность
контроля
|
|
Показатели качества выходов бизнес-процесса
|
1
|
Точность
|
%
|
Точность отображаемой информации. Зависит от типов данных, используемых в системе.
|
Во время
пусконаладочных работ.
|
1.3 Анализ принципов работы и устройства информационно-измерительных систем
1.3.1Понятие информационно-измерительной системы
ИИС(Информационные измерительные системы) - совокупность функционально объединённых измерительных, вычислительных, и др. вспомогательных технических средств для получения измерительной информации, её преобразования, обработки с целью представления потребителю (в том числе ввода в АСУ) в требуемом виде, либо автоматического осуществления логических функций измерения, контроля, диагностирования, идентификации.
Состав и структура конкретной ИИС определяются общими техническими требованиями, установленными ГОСТами и частными требованиями, содержащимися в ТЗ на её создание. Информационные системы должны управлять измерительным процессом или экспериментом в соответствии с принятым критерием функционирования, выполнять возложенные на неё функции в соответствии с назначением и целью, обладать требуемыми показателями и характеристиками, быть приспособленной к функционированию с др. системой, допускать возможность дальнейшей модернизации и т.д.
Процессом функционирования ИИС является преобразование входной информации в выходную.
1.3.2Классификация ИИС
В зависимости от выполняемых функций ИИС реализуются в виде измерительных систем (ИС), систем автоматического контроля, технической диагностики и др.
В свою очередь в зависимости от назначения измерительные системы разделяют на измерительные информационные, измерительные контролирующие, измерительные управляющие системы и др.
1.3.3Понятие измерительной системы
Измерительная система (ИС) — совокупность определенным образом соединенных между собой линиями связи средств измерений (измерительных преобразователей, мер, измерительных коммутаторов, измерительных приборов) и других технических устройств (компонентов измерительной системы), образующих измерительные каналы, реализующая процесс измерений и обеспечивающая автоматическое (автоматизированное) получение результатов измерений (выражаемых числом или кодом) в общем случае изменяющихся во времени и распределенных в пространстве величин, характеризующих определенные свойства (состояние) объекта измерений.
Измерительные системы обладают основными признаками средств измерений и являются их специфической разновидностью.
Основными областями применения собственно измерительных систем являются научные исследования, испытания различных объектов, учетные операции, и др.
Наиболее крупной структурной единицей, для которой могут нормироваться метрологические характеристики (MX), является измерительный канал (ИК) ИС.
1.3.4Основные измерительные средства ИИС
Основными измерительными средствами ИИС являются датчики. Датчики (первичные преобразователи) - основные средства измерений, преобразующие измерительную или контролируемую физическую величину (давление, усилие и т.д.) в выходной, обычно электрический сигнал, предназначенный для дальнейшей регистрации, обработки и передачи к исполнительному механизму.
Классификация датчиков
По назначению:
-
силовые;
-
скоростные;
-
температурные и т.д.
По принципу действия:
-
механические;
-
электрические;
-
тепловые;
-
акустические;
-
оптические;
-
радиоактивные.
По способу преобразования неэлектрических величин в электрические:
-
активные (генераторные);
-
пассивные (параметрические).
В генераторных датчиках энергия входящего сигнала преобразуется (без участия вспомогательных источников энергии) в энергию выходящего сигнала (ток, напряжение, эл. разряд).
При этом схема включения параметрических датчиков всегда имеет внешний источник питания.
По конструкции и принципу действия чувствительного элемента датчика:
- контактные;
- бесконтактные.
При этом в контактных датчиках чувствительный элемент взаимодействует непосредственно с контролируемым объектом, а в бесконтактных это взаимодействие отсутствует (фотодатчики, ультразвуковые и т.д.).
1.3.5Понятие измерительного канала
Измерительным каналом ИС называют конструктивно или функционально выделяемую часть ИС, выполняющую законченную функцию от восприятия измеряемой величины до получения результата ее измерений, выражаемого числом или соответствующим ему кодом, или до получения аналогового сигнала, один из параметров которого — функция измеряемой величины.
Он представляет собой последовательное соединение средств измерения (СИ), образующих ИС (некоторые из этих СИ сами могут быть многоканальными, в этом случае следует говорить о последовательном соединении ИК указанных СИ). Такое соединение СИ, предусмотренное алгоритмом функционирования, выполняет законченную функцию от восприятия измеряемой величины до индикации или регистрации результата измерений включительно, или преобразование его в сигнал, удобный для дальнейшего использования вне ИС, для ввода в цифровое или аналоговое вычислительное устройство, входящее в состав ИС, для совместного преобразования с другими величинами, для воздействия на исполнительные механизмы.
Типовая структура ИК включает в себя первичный измерительный преобразователь, связующий компонент измерительной системы (Техническое устройство или часть окружающей среды, предназначенное или используемое для передачи с минимально возможными искажениями сигналов, несущих информацию об измеряемой величине от одного компонента ИС к другому (проводная линия связи, радиоканал, телефонная линия связи, высоковольтная линия электропередачи с соответствующей каналообразующей аппаратурой, а также переходные устройства — клеммные колодки, кабельные разъемы и т. п.)), промежуточный (унифицирующий) измерительный преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, процессор, цифро-аналоговый преобразователь.
Различают простые ИК, реализующие прямые измерения какой-либо величины, и сложные ИК, реализующие косвенные, совокупные или совместные измерения, начальная часть которых разделяется на несколько простых ИК, например, при измерениях мощности в электрических сетях начальная часть ИК состоит из простых каналов измерений напряжения и тока. Учитывая многоканальность систем, использование одних и тех же устройств в составе различных ИК, последние можно выделить зачастую только функционально и их конфигурация реализуется программным путем.
Протяженность ИК может составлять от десятков метров до нескольких сотен километров. Число ИК — от нескольких десятков до нескольких тысяч. Информация от датчиков передается обычно электрическими сигналами (реже — пневматическими) — ток, напряжение, частота следования импульсов. В некоторых областях измерений современные датчики имеют цифровой выход. При большой протяженности ИК используются радиосигналы. Вторичную часть ИС после линий связи, соединяющих ее с датчиками, обычно называют измерительно-вычислительным комплексом (ИВК), или программно-техническим (ПТК) комплексом.
1.3.6Измерительно-вычислительный комплекс (ИВК)
ИВК представляет собой комплексный компонент измерительной системы в виде конструктивно объединенной или территориально локализованной совокупности компонентов, завершающий, как правило, измерительные преобразования, вычислительные и логические операции, предусмотренные процессом измерений и алгоритмами обработки результатов измерений в иных целях, а также выработки выходных сигналов системы.
Значительная часть современных ИВК (ПТК) строится на базе контроллеров, как правило, модульного исполнения, включающих в себя аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, процессор, модули дискретной (бинарной) информации (входные и выходные), вспомогательные устройства. Промышленность выпускает достаточно универсальные контроллеры, ИВК (ПТК), которые могут использоваться для автоматизации работы различных объектов. Состав, конфигурация, программное обеспечение таких комплексов конкретизируется с учетом специфики объекта. Выделение ИС в отдельный вид СИ обусловлено рядом их особенностей, порождающих специфику их метрологического обеспечения.
К числу таких особенностей можно отнести:
-
комплектацию ИС как единого, законченного изделия из частей, выпускаемых различными заводами-изготовителями, только на месте эксплуатации. В результате этого отсутствует заводская нормативная и техническая документация (технические условия), регламентирующая технические, в частности, метрологические требования к ИС как к единому изделию;
-
многоканальность систем, в результате чего ГМКН может подлежать не вся ИС, а только часть ее ИК;
-
разнесенность на значительные расстояния (иногда на десятки, сотни километров) отдельных частей ИС и, как следствие, различие внешних условий, в которых они находятся;
-
возможность развития, наращивания ИС в процессе эксплуатации или возможность изменения ее состава (структуры) в зависимости от целей эксперимента, что по существу исключает или затрудняет регламентацию требований к таким ИС в отличие от обычных СИ (измерительных приборов и т.д.), являющихся завершенными изделиями на момент выпуска их заводом-изготовителем;
-
размещение отдельных частей ИС может быть проведено на перемещающихся объектах. В результате одна (передающая) часть ИС может работать с различными приемными частями в процессе одного и того же цикла измерений по мере перемещения объекта. При выпуске и при эксплуатации таких ИС заранее неизвестны конкретные экземпляры приемной и передающей частей, которые будут работать совместно, тем самым отсутствует „стабильный” объект, для которого регламентируются метрологические требования;
-
использование первичных измерительных преобразователей, встроенных в технологическое оборудование, что затрудняет контроль ИС в целом;
-
широкое использование в составе ИС вычислительной техники, что выдвигает проблему аттестации алгоритмов обработки результатов измерений.
Особенности ИС делают особенно актуальной для них проблему расчета MX ИК ИС по MX образующих их компонентов. Метод расчета MX ИК ИС существенно зависит от того, относятся ли образующие его СИ к линейным устройствам. Методы расчета нелинейных систем зависят от вида нелинейности, возможности расчленения СИ на линейную инерционную и нелинейную без инерционную часть, и от других обстоятельств и отличаются большим разнообразием. При расчете MX ИК ИС можно выделить следующие, наиболее характерные этапы:
-
определение погрешности, обусловленной взаимодействием выходных и входных цепей последовательно включенных СИ;
-
определение погрешности, вносимой линиями связи;
-
определение погрешности, обусловленной взаимным влиянием ИК, если не приняты меры к исключению такого влияния;
-
приведение MX частей ИК, в том числе характеристик погрешностей, указанных в а), б), в), к одной точке ИК, как правило, к его выходу;
-
суммирование (объединение) MX составных частей, в результате которого получают расчетные значения MX ИК.
Для расчета характеристик случайной составляющей погрешности ИК, являющейся случайной функцией времени, в общем случае, необходимо располагать данными о спектральном составе погрешностей СИ, образующих ИК, и о динамический, характеристиках этих СИ, чтобы учесть эффект фильтрации случайных погрешностей за счет инерционности компонентов ИК. Если пренебречь эффектом фильтрации, то общее отношение между погрешностью ИК и погрешностями образующих его компонентов может быть представлено в виде:
.
Где: σmc — среднее квадратическое отклонение погрешности ИК (все погрешности приведены к выходу); σi — среднее квадратическое отклонение погрешности i -го элемента; σm — среднее квадратическое отклонение погрешности т -го элемента; Ki — номинальный коэффициент преобразования j -го компонента ИК; т — общее количество последователь»: соединенных компонентов, образующих ИК. Поверка ИК ИС, как правило, осуществляется покомпонентно.
1.3.7Математическое обеспечение информационно-измерительной системы
Математическим обеспечением информационно-измерительной системы является математическая модель и вычислительные алгоритмы. Математическая модель объекта измерений включает описание взаимодействия между переменными входа и выхода для установившегося и переходного состояния, т.е. модели статики и динамики, граничные условия и допустимое измерение переменных процессов. Если переменные объекты изменяются только во времени, то модели, описывающие свойства таких объектов, называются моделями с сосредоточенными параметрами.
Если переменные объекты изменяются как во времени, так и в пространстве, то они называются моделями с распределёнными параметрами.
Различают три основных метода получения математических моделей объектов исследования:
Аналитический.
Экспериментальный.
Экспериментально-аналитический.
В последние годы при создании ИИС широко используется математическое моделирование, реализующее цепочку «объект» - «модель» - «вычислительный алгоритм» - «программа на ЭВМ» - «анализ результатов расчёта» - «управление объектом исследования».
Ядро вычислительного эксперимента - модель - алгоритм - программа калибрует и нормирует оптимальную модель объекта исследования.
1.3.8Основные положения по созданию и функционированию ИИС
Создание ИИС осуществляется в плановом порядке в соответствие с Действующими положениями и нормативными актами. Для вновь строящихся, реконструированных, расширяющихся, технически-перевооружаемых и др. объектов автоматизации, для которых предусматриваются работы по кап. строительству, создание ИИС включается в планы и в проекты по этому виду работ.
Работы по созданию ИИС на действующих объектах выполняются на основании договоров.
Планирование и разработку ИИС осуществляют аналогично правилам, установленным для продукции единичного производства. ТЗ на создание ИИС является основным документом, определяющим порядок создания и требования к ИИС. Разработку ИИС и её приёмку проводят в соответствии с ТЗ. Создание ИИС осуществляют специализированные научные институты, проектно-конструкторские организации в соответствии с ТЗ.
При созданных ИИС обращают внимание на следующее:
-
Интеграцию экономических и инородных процессов, технических, программных и организационно-методических средств.
-
Развитие системного и программно-целевого подхода, планирование и автоматизация работы объекта в процессе получения и обработки информации на объекте автоматизации.
-
Углубление взаимодействия человек и вычислительной техники на основе диалоговых методов и средств, автоматизирующих рабочих мест и интеллектуальных терминалов.
-
Построение сетей ЭВМ на базе неоднородных вычислительных средств.
-
Индустриализация процессов создания ИИС, развития САПР и типовых элементов ИИС.
-
Построение информационного фонда в виде распределённой по объектам и уровням иерархии автоматизированной базы данных.
-
Минимизация документооборота, замену его передачей текущей информации по каналам связи и представление её на устройствах отображения.
-
Максимальная автоматизация, формирование первичных исходных сведений.
-
Создание гибких систем управления, способных адаптироваться к изменяющимся условиям производства.
1.4 Анализ возможностей программных средств для создания и отладки ПО микроконтроллеров
1.4.1Распространенные семейства микроконтроллеров
На сегодняшний день существует 3 наиболее распространенных семейства микроконтроллеров: MCS-51 (Intel и другие производители), PIC (Microchip) и AVR(Atmel). Рассмотрим среды разработки ПО для микроконтроллеров этих семейств.
1.4.2Средства разработки ПО для семейства микроконтроллеров MCS51
Описание средства разработки ПО MCStudio
MCStudio - это интегрированная среда разработки программного обеспечения (IDE) для микроконтроллеров семейства MCS-51 (Intel 8051).
Интегрированная среда проектирования включает:
-
средства разработки программ для CPU- и DSP-ядер;
-
средства отладки программ в исходных текстах, исполняемых на программном симуляторе;
-
отладчик для работы с платами отладочных модулей или целевым устройством через JTAG-EPP или USB-JTAG эмулятор.
Средства разработки программ для CPU-ядра содержат:
-
компилятор с языка Си с препроцессором;
-
ассемблер с препроцессором;
-
дисассемблер;
-
линковщик;
-
библиотекарь;
-
утилиты подготовки исполняемого кода.
Средства разработки программ для DSP-ядра включают:
-
ассемблер с препроцессором;
-
дисассемблер;
-
линковщик;
-
библиотекарь;
-
утилиты подготовки исполняемого кода.
Среда MCStudio обеспечивает:
-
создание проекта программы;
-
ввод и редактирование текстов программы;
-
компиляцию файлов и компоновку программы;
-
диагностику и визуальную локализацию синтаксических ошибок;
-
подготовку образа памяти для загрузки в целевое устройство;
-
возможность доступа пользователю ко всем инструментам через один интерфейс;
-
задание точек останова программы по адресу или по строке текста программы;
-
запуск программы;
-
исполнение программы до точки останова или по шагам;
-
получение сообщений об остановках и завершении программ;
-
чтение данных из памяти симулятора по адресу или символическому имени переменной при остановах программы.
Все эти возможности позволяют быстро и без особых усилий разрабатывать микропроцессорные системы средней сложности. Разработке более сложных систем средствами данной среды препятствует бедность редактора окружения.
Описание средства разработки ПО MCU 8051 IDE
MCU 8051 IDE представляет собой полнофункциональную интегрированную среду разработки для MCS-51 микроконтроллеров.
Она состоит из компилятора, продвинутого текстового редактора (подсветка, проверка синтаксиса), симулятора, научного калькулятора, шестнадцатеричного редактора и т.д.. В настоящее время эта программа поддерживает исходные коды программ на языках Ассемблер и С для 50 микроконтроллеров: 8051, 80C51, 8052, AT89C2051, AT89C4051, AT89C51, AT89C51RC, AT89C52, AT89C55WD,AT89LV51, AT89LV52 AT89LV55, AT89S52, AT89LS51, AT89LS52, AT89S8253, AT89S2051, AT89S4051, T87C5101, T83C5101, T83C5102, TS80C32X2, TS80C52X2, TS87C52X2, AT80C32X2, AT80C52X2, AT87C52X2, AT80C54X2, AT80C58X2, AT87C54X2, AT87C58X2, TS80C54X2, TS80C58X2, TS87C54X2, TS87C58X2, TS80C31X2, AT80C31X2, 8031, 8751, 8032, 8752, 80C31, 87C51, 80C52, 87C52, 80C32, 80C54, 87C54, 80C58, 87C58.
MCU 8051 IDE выгодно отличается от своих аналогов наличием продвинутого редактора окружения с большим количеством объектов, которые можно подключить к выводам микроконтроллера и эмулировать работу спроектированной микропроцессорной системы.
MCU 8051 IDE предназначен для работы в Windows и NIX системах.
1.4.3Средства разработки ПО для семейства микроконтроллеров PIC
Описание средства разработки ПО MPLAB IDE
Интегрированная среда разработки MPLAB IDE является свободно распространяемым набором инструментов для разработки встроенных приложений, использующих микроконтроллеры PIC и dsPIC компании Microchip. MPLAB IDE работает как 32-разрядное приложение на ОС Windows, проста в использовании и включает в себя множество бесплатных программных компонентов для быстрой разработки приложений и их отладки. MPLAB IDE также выступает в качестве единого, унифицированного графического интерфейса пользователя для дополнительного ПО Microchip и стороннего программного обеспечения и аппаратных средств разработки.
В состав среды разработки входят:
-
компиляторы С и Ассемблера;
-
продвинутый редактор кода с возможностью настройки под нужды разработчика;
-
полноценный отладчик;
-
шестнадцатеричный редактор.
Среда разработки MPLAB IDE рекомендована компанией Microchip для разработки микропроцессорных систем на базе микроконтроллеров PIC и dsPIC.
Описание средства разработки ПО Proton IDE
Proton IDE является профессиональной и мощной визуальной интегрированной средой разработки (IDE), которая была разработана специально для Proton+ компилятора. Протон IDE ускоряет разработку продукции в удобной пользовательской среде без ущерба для производительности.
В состав среды разработки входят:
-
компилятор Ассемблер;
-
редактор кода с подсветкой синтаксиса;
-
встроенный загрузчик.
Proton IDE позволяет подключить компиляторы для языков С и Basic. Встроенный загрузчик позволяет произвести прошивку контроллера на плате расширения, подключенной к ПК через последовательный порт.
1.4.4Средства разработки ПО для семейства микроконтроллеров ATMEL
Описание средства разработки ПО AVR Studio
AVR Studio — интегрированная среда разработки (IDE) для разработки 8-ми и 32-х битных AVR приложений от компании Atmel, работающая в операционных системах Windows NT/2000/XP/Vista/7. AVR Studio содержит ассемблер и симулятор, позволяющий отследить выполнение программы. Текущая версия поддерживает все выпускаемые на сегодняшний день контроллеры AVR и средства разработки. AVR Studio содержит в себе менеджер проектов, редактор исходного кода, инструменты виртуальной симуляции и внутрисхемной отладки, позволяет писать программы на ассемблере или на C/C++.
Характеристики AVR Studio:
-
Интегрированный Ассемблер;
-
Интегрированный симулятор;
-
При помощи плагина возможна поддержка компилятора GCC;
-
Поддержка инструментов Atmel, совместимых с 8-разрядной AVR архитектурой, в том числе AVR ONE!, JTAGICE mkI, JTAGICE mkII, AVR Dragon, AVRISP, AVR ISPmkII, AVR Butterfly, STK500 и STK600;
-
Поддержка плагина AVR RTOS;
-
Поддержка AT90PWM1 и ATtiny40;
-
Интерфейс командной строки с поддержкой TPI.
Среда разработки AVR Studio рекомендована компанией Atmel для программирования контроллеров семейства AVR.
Описание средства разработки ПО Code::Blocks
Code::Blocks — свободная кроссплатформенная среда разработки. Code::Blocks написана на С++ и использует библиотеку wxWidgets. Имея открытую архитектуру, может масштабироваться за счёт подключаемых модулей. Поддерживает языки программирования С, С++, D (с ограничениями).
Code::Blocks разрабатывается для Windows, Linux и Mac OS X. Среду можно собрать из исходников практически под любую Unix-подобную систему, например FreeBSD.
Возможности компиляции:
-
Поддержка множества компиляторов (MinGW / GCC C/C++ ; GNU ARM GCC Compiler; GNU AVR GCC Compiler; GNU GCC Compiler for PowerPC; GNU GCC Compiler for TriCore; Digital Mars C/C++; Digital Mars D (с некоторыми ограничениями); SDCC (Small device C compiler); Microsoft Visual C++ 6; Microsoft Visual C++ Toolkit 2003; Microsoft Visual C++ 2005/2008 (с некоторыми ограничениями); Borland C++ 5.5; Watcom; Intel C++ compiler; GNU Fortran; GNU ARM; GNU GDC);
-
Многопрофильные проекты;
-
Поддержка рабочих пространств;
-
Импорт проектов Dev-C++;
-
Импорт проектов и рабочих пространств Microsoft Visual Studio (включая 2005).
Возможности интерфейса:
-
Подсветка синтаксиса;
-
Сворачивание блоков кода;
-
Автодополнение кода;
-
Браузер классов;
-
Скриптовой движок Squirrel;
-
Планировщик под несколько пользователей;
-
Поддержка плагинов Devpack (установочные пакеты для Dev-C++);
-
Плагин wxSmith (инструмент быстрой разработки приложений (RAD) на wxWidgets).
Возможности отладки:
Поддержка отладчиков (GNU GDB; MS CDB);
Поддержка визуализации значений переменных и функций.
1.4.5Описание средства эмуляции Proteus
PROTEUS VSM — пакет программ для автоматизированного проектирования (САПР) электронных схем. Разработка компании Labcenter Electronics (Великобритания).
Пакет представляет собой систему схемотехнического моделирования, базирующуюся на основе моделей электронных компонентов принятых в PSpice. Отличительной чертой пакета PROTEUS VSM является возможность моделирования работы программируемых устройств: микроконтроллеров, микропроцессоров, DSP и проч. Библиотека компонентов содержит справочные данные. Дополнительно в пакет PROTEUS VSM входит система проектирования печатных плат. Пакет Proteus состоит из двух частей, двух подпрограмм: ISIS — программа синтеза и моделирования непосредственно электронных схем и ARES — программа разработки печатных плат. Вместе с программой устанавливается набор демонстрационных проектов для ознакомления.
Пакет является коммерческим. Бесплатная ознакомительная версия характеризуется полной функциональностью, но не имеет возможности сохранения файлов.
Примечательной особенностью является то, что в ARES можно увидеть 3D-модель печатной платы, что позволяет разработчику оценить своё устройство ещё на стадии разработки.
|
