Разработка цифрового автомата, управляющего работой микроволновой печи

Федеральное агентство по образованию РФ

             «Приамурский Государственный Университет и. Шолом-Алейхема»

 

 

 

 

Кафедра информационных систем и технологий

 

 

Курсовая работа

по дисциплине "Теория автоматов"

" Разработка цифрового автомата, управляющего работой микроволновой печи. "

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Серов Д.С.

Проверил: Баженов Р.И.

Биробиджан 2014

Содержание

Содержание...............................................................................................................................2

Введение....................................................................................................................................3

1. Постановка задачи................................................................................................................4

2. Диаграмма классов ...............................................................................................................5

3. Класс CMicroWaveDlg.......................................................................................................9

3.1. Словесное описание.......................................................................................................9

3.2. Краткое описание методов ............................................................................................9

4. Класс Dispatcher..............................................................................................................10

4.1. Словесное описание......................................................................................................10

4.2 Краткое описание методов ............................................................................................10

5. Класс Automata..................................................................................................................11

5.1. Словесное описание.......................................................................................................11

5.2. Краткое описание методов ............................................................................................11

6. Автоматный класс A0...........................................................................................................11

6.1. Словесное описание.......................................................................................................11

6.2. Автомат «Менеджер  заданий» (А0) ............................................................................12

6.2.1. Словесное описание..............................................................................................12

6.2.2. Схема связей..........................................................................................................12

6.2.3. Граф переходов......................................................................................................13

7. Автоматный класс A1.........................................................................................................13

7.1. Словесное описание.....................................................................................................13

7.2. Автомат «Обработка  нажатий клавиш» (A1)..............................................................13

7.2.1. Словесное описание..............................................................................................13

7.2.2. Схема связей..........................................................................................................14

7.2.3. Граф переходов......................................................................................................15

8. Автоматный класс А2.........................................................................................................15

8.1. Словесное описание.....................................................................................................15

8.2. Автомат «Установка часов» (A2)................................................................................15

8.2.1. Словесное описание..............................................................................................15

8.2.2. Схема связей автомата..........................................................................................16

8.3.3. Граф переходов......................................................................................................17

9. Автоматный класс A3.........................................................................................................17

9.1. Словесное описание.....................................................................................................17

9.2. Автомат «Программирование  заданий» (A3) .............................................................17

9.2.1. Словесное описание..............................................................................................17

9.2.2. Схема связей..........................................................................................................18

9.2.3. Граф переходов......................................................................................................19

10. Автоматный класс A4.......................................................................................................20

10.1. Словесное описание...................................................................................................20

10.2. Автомат «Часы» (A4).................................................................................................20

10.2.1. Словесное описание............................................................................................20

10.2.2. Схема связей........................................................................................................20

11.2.3.Граф переходов...................................................................................................21

Выводы....................................................................................................................................22

Литература..............................................................................................................................23

Приложение 1. Пример протокола работы программы.........................................................24

Приложение 2. Листинг программы......................................................................................30

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Для алгоритмизации и программирования задач логического управления

применяются различные подходы и технологии. В данной работе для задачи такого рода

была использована SWITCH-технология, предложенная А. А. Шалыто [1] и развитая им

совместно с Н. И. Туккелем [2].

В данной работе совместно применяются объектно-ориентированное и автоматное

программирование, что названо “объектно-ориентированным программированием с

явным выделением состояний” [2].

Целью работы является разработка имитатора микроволновой печи на основе

SWITCH-технологии.

Программа написана на языке программирования С++ [3] и разработана с помощью

среды Microsoft Visual C++ 6.0 с использованием библиотеки классов MFC.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Постановка задачи

Как отмечалось во введении, целью данной работы является создание имитатора

микроволновой печи (далее – печь). Имитатор должен удовлетворять следующим

требованиям.

1. Работа печи происходит  лишь при закрытой двери.

2. Управление печью происходит  с использованием приборной панели (рис.1), на

которой размещены:

• экран для отображения информации;

• клавиша режима авторазморозки;

• клавиша для выбора массы продуктов, подвергающихся авторазморозке;

• три клавиши для выбора длительности работы и установки часов;

• клавиша установки часов;

• клавиша выбора мощности работы;

• клавиша отмены действий;

• клавиша начала работы или добавления 30 с к длительности выполнения

текущего задания.

 

 

Рис.1. Внешний вид имитатора микроволновой печи

 

3. Имеется кнопка открытия  двери.

4. Установка часов производится  нажатием клавиши «Часы». После  этого печь

переходит в состояние ”Установка часов”. Последующие нажатия этой клавиши

приводят к переключению режима часов между 24-часовым и 12-часовым

форматом. Нажатие одной из клавиш «10 мин./часы» и «1 мин./минуты»

начинают стадию выбора текущего времени. Добавление одного часа к текущему

времени производится нажатием клавиши «10 мин./часы», а одной минуты –

нажатием клавиши «1 мин./минуты». Нажатие клавиши «Часы» завершает

установку часов и делает выбранное время текущим. В любой момент времени

нажатие клавиши «Отмена» приводит к возврату в первоначальное состояние и

отмене все выбранных установок времени.

5. Программирование режима  работы начинается с установки  мощности нажатием

клавиши «Мощ.». Повторным нажатием этой клавиши пользователь может

выбрать один из приведенных ниже уровней мощности: 750 Вт; 600 Вт; 450 Вт;

300 Вт; 180 Вт и 100 Вт.

После выбора нужного варианта спустя две секунды или по нажатию одной

из клавиш выбора длительности работы пользователю будет предложено задать

время работы. Нажатие клавиши «10 мин./часы» добавляет к выбранному

времени 10 мин., клавиши «1 мин./минуты» - 1 мин., а клавиши «10 сек.» - 10 с.

В любой момент времени нажатие клавиши «Отмена» приводит к возврату в

первоначальное состояние и отмене выбранных условий приготовления пищи.

Нажатие клавиши «OK/30 сек.» приведет к началу работы печи (но только в

случае, если закрыта дверца).

6. Для размораживания  пищи можно использовать режим  «авторазморозки». В этом

случае по заданной массе пищи печь сама рассчитает необходимое время работы

на минимальной мощности (100 Вт). Для использования этого режима

необходимо нажать клавишу «Авторазморозка». После этого пользователю

будет предложено установить массу размораживаемых продуктов. Установка

массы происходит повторным нажатием клавиши «+100 гр.» в интервале от 0 до

1500 гр. После выбора нужной массы нажатие клавиши «OK/30 сек.» приведет к

началу размораживания. В любой момент времени нажатие клавиши «Отмена»

приводит к возврату в первоначальное состояние и отмене выбранных условий

размораживания пищи.

7. Печь может быть запрограммирована для приготовления пиши в несколько

этапов - в два или три этапа. Первый этап может быть (и должен быть, если

приготовление идет в три этапа) режимом авторазморозки, а последующие могут

иметь индивидуально заданные мощность и время работы. Каждый этап

программируется аналогично пункту 5 или 6. Переход к программированию

следующего этапа осуществляется нажатием клавиши «Мощ.» вместо клавиши

«OK/30 сек.». Нажатие клавиши «OK/30 сек.» приводит к началу выполнения

запрограммированных этапов приготовления пищи. В любой момент времени

нажатие клавиши «Отмена» приводит к возврату в первоначальное состояние и

отмене всех этапов.

8. Каждое нажатие клавиши  «OK/30 сек.» во время выполнения  задания добавит к

длительности его выполнения 30 с. Нажатие этой клавиши в режиме ожидания

приведет к немедленному началу разогрева пищи на мощности в 750 Вт

длительностью 30 с.

9. Нажатие клавиши «Отмена»  или кнопки открытия двери  во время работы

приведет прибор в состояние паузы, но не отменит задание. Для того чтобы

продолжить приготовление нужно закрыть дверь, если ее открыли, и нажать

клавишу «OK/30 сек.». Нажатие клавиши «Отмена» в состоянии паузы отменяет

задание.

10. Во время эмуляции  работы печи в нижней части  окна ведется протокол, который

после завершения эмуляции можно сохранить в файл.

11. Работа начинается (заканчивается) с нажатия кнопки «Начать эмуляцию»,

которая превращается в кнопку «Закончить эмуляцию» и наоборот.

 

2. Диаграмма классов

В программе основными являются классы:

• CMicroWaveDlg, унаследованный от класса CDialog библиотеки классов MFC

и предназначенный для визуализации работы с микроволновой печью;

• Dispatcher, который служит дополнительным слоем между средой и

автоматами, хранит в себе текущие установки печи, экземпляры классов

автоматов, предоставляет автоматам интерфейс протоколирования, а также