МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

А.Е. СТЕФАНОВИЧ

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ПРОГРАММНОЙ ИМИТАЦИИ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ МЕХАТРОННЫХ ОБЪЕКТОВ.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ.

Москва – 2011 .

А.Е. Стефанович.

Лабораторные работы по программной имитации электронных схем мехатронных объектов. Учебно-методическое пособие по дисциплине «Программирование». М.: МГУПИ, 2011. 70 с.

Цель учебно-методического пособия - обучение учащихся синтезу (проектированию) систем автоматического управления мехатронных объектов (МО) на основе программных имитаторов электронных схем (ПИЭС). Основой учебно-методического пособия является программа IMI_LIS.C, написанная автором на языке программирования C и представляющая собой программный конструктор, на основании которого можно создавать ПИЭС, выполняющие заданные логические функции, а затем из этих ПИЭС синтезировать заданную автоматическую систему управления. При этом может быть обеспечена любая логика работы. Пособие может быть использовано при проведении курсовых и лабораторных работ и при разработке демонстрационных программ.

Учебно-методическое пособие рассмотрено и одобрено на заседании кафедры ТИ-1 3 ноября 2010, протокол № 4.

© МГУПИ, 2011

Предисловие.

Цель учебно-методического пособия - обучение учащихся синтезу (проектированию) систем автоматического управления мехатронных объектов (МО) на основе программных имитаторов электронных схем (ПИЭС).

Основой учебно-методического пособия является программа IMI_LIS.C, написанная автором на языке программирования C и представляющая собой программный конструктор, на основании которого можно создавать ПИЭС, выполняющие заданные логические функции, а затем из этих ПИЭС синтезировать заданную автоматическую систему управления. При этом может быть обеспечена любая логика работы.

Исходный текст образец ПИЭС составлен по модульному принципу и содержит наиболее часто встречающиеся средства языка программирования C, в том числе графические и логические. В тексте использованы только библиотечные функции, т.е. нет обращения к заимствованным программам, что позволяет полностью проследить логику работы программы. Текст подробно комментирован на английском языке.

1. Основные сведения, необходимые для создания программ на языке c.

1.1 Общая характеристика языка c.

Язык программирования C (Си) был разработан Деннисом Ритчи (Dennis Ritchie) в 1972 году как инструмент написания операционной системы (ОС) UNIX для электронной вычислительной машины (ЭВМ) PDP-11 фирмы DEC. Язык C является одновременно языком высокого и низкого уровней (ассемблер высокого уровня). Это означает, что он одновременно относится к двум классам формальных алгоритмических языков:

• универсальных машинно-независимых языков (высокий уровень),

• машинно-ориентированных языков (низкий уровень).

Язык C имеет хорошо развитые структуры, модули, определяемые типы данных. В этом проявляется его высокий уровень, свойственный таким языкам как, например, Паскаль. Язык C открывает доступ к номерам ячеек памяти, битам, байтам, регистрам, управляющим работой центрального процессора и внешних устройств. В этом проявляется его низкий уровень, свойственный ассемблерам.

Язык C соответствует возможностям многих ЭВМ, но не зависит от их архитектуры. Программы-драйверы не являются составной частью языка C, а находятся в специальных файлах-библиотеках. Поэтому, программы, написанные на языке C, являются машинно-независимыми.

В 1989 году Американский институт национальных стандартов (American National Standards Institute - ANSI) принял стандарт языка С C89. Этот же стандарт был принят Международной организацией по стандартизации (International Standards Organization - ISO) в 1990 году. Стандарт ANSI/ISO C89 используется всеми компиляторами языка C. Стандарт ANSI/ISO C89 является также основой объектно-ориентированного языка программирования C++, созданного Бьерном Строуструпом (Bjarne Stroustrup) в 80-х годах в Bell Laboratories. Язык C – это подмножество языка C++. Язык C++ - это надмножество языка C. В 1999 году был принят стандарт ANSI/ISO C99, в который был включен ряд изменений и дополнений. Язык C развивается параллельно с языком C++.

Программы на языке C отличаются компактностью и быстротой исполнения. Поэтому они эффективны при программировании микропроцессоров устройств, встроенных в автомобили, самолеты, космические аппараты, камеры, DVD-проигрыватели и т.д. На языке C пишутся трансляторы языков (FORTRAN, Pascal, BASIC и др.), OC (Linux и др.), программы для решения технических и физических задач, программы создания анимационных эффектов (Gladiator и др.) [4], [5], [11].