嵌入式机电控制系统逻辑图编程环境的实现研究

论文摘要

随着计算机技术的迅速发展,嵌入式系统的应用越来越广泛。嵌入式系统的硬件技术和软件技术在同步地发展。在嵌入式系统的开发环境中,可视化的图形编程正在成为用户级程序开发环境的一种发展趋势。本文主要的工作是做图形化编程环境构架研究及软件开发工作,在PC平台上实现了一个嵌入式机电控制系统逻辑图编程环境。已实现的逻辑图编程软件LogDia,可提供完全图形化的逻辑图编程功能,配合适当配置支持环境,可以为各种CPU组成的控制系统编制面向工业控制的用户程序。LogDia图形化编程环境实现了书签式多文档界面管理,带有丰富的软件工具条,界面友好。所研发的系统中,逻辑单元均使用适当的图形符号表示。每个逻辑单元具有一个或多个输入端,一个输出端,表达一个特定的功能。逻辑单元输入到输出的逻辑关系分为基本逻辑和特殊逻辑两大类。基本逻辑是通常的逻辑运算,如“与”、“或”、“非”及其组合构成的操作,特殊逻辑包括各种定时逻辑、计数逻辑和面向某种控制领域的专用逻辑。系统中研发了丰富的功能模块库,定义了方便的模块操作:如参数定义、模块命名、逻辑连接,资源自动管理等等。用户可以在可视化环境中自由、方便、快捷地搭建自己的控制逻辑系统。本文从面向对象开发技术和MFC开发环境着手,探讨并解决了LogDia软件开发中的一些关键技术。关键工作包括:①界面方面的工作,如功能模块的人机交互可视化图形操作,双缓冲绘图技术实现等;②数据库方面的工作,如功能模块库的建立、模块参数设定和存储,查询检索机制;③实现功能模块的分类、建立功能模块属性表达的数据结构;④解决连接表达的问题,给出表达连接的数据结构、分析连接的可行性约束的逻辑关系;⑤实现设计数据的串行化、工程文件保存和加载;⑥初步讨论逻辑图的编译设计的几个问题。本课题参考了市场流行的产品,如Siemens Logosoft Comfort 5.0,Step7等等,但所有源码都是在MFC平台上,用Visual C++语言独立实现的。作为一个完整研发项目的一部分,尽管还有许多工作要做,但本文的工作为系统的完全实现奠定了坚实的基础,配合后续编译模块与仿真模块的开发,某些部分可能需要做适当调整。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 课题的背景
• 1.3 关于逻辑图
• 1.4 论文的主要内容
• 2 LogDia软件的设计
• 2.1 面向对象的软件开发技术
• 2.2 需求分析
• 2.3 软件框架的构成
• 2.4 本章小结
• 3 图形编辑界面实现的关键技术
• 3.1 功能模块库的建立
• 3.2 功能模块数据库的文件结构
• 3.3 人机交互操作应解决的问题
• 3.4 设计数据的View
• 3.5 本章小结
• 4 功能模块及其表达连接关系的数据结构
• 4.1 功能模块的分类
• 4.2 功能模块与属性
• 4.3 连接表达所考虑的问题
• 4.4 连接的可行性约束
• 4.5 逻辑图的编译
• 4.6 本章小结
• 5 LogDia人机交互界面的实现
• 5.1 书签式多文档管理
• 5.2 工具条及其管理
• 5.3 功能模块操作
• 5.4 连线操作
• 5.5 模块属性设置
• 5.6 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 攻读硕士期间主要成果
• 参考文献