A人機(jī)接口設(shè)備—開(kāi)關(guān)類(lèi)部件的仿真實(shí)現(xiàn)

1、人機(jī)接口設(shè)備開(kāi)關(guān)類(lèi)部件的仿真實(shí)現(xiàn)摘 要本文先簡(jiǎn)要介紹了仿真的基本理論，現(xiàn)狀及發(fā)展前景，然后說(shuō)明本畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究目的和意義。開(kāi)關(guān)類(lèi)部件的仿真是為了在虛擬的接口實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，以計(jì)算機(jī)軟件模擬實(shí)際環(huán)境進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)。本設(shè)計(jì)中主要研究的是機(jī)械類(lèi)開(kāi)關(guān)，包括單刀單擲開(kāi)關(guān)和單刀雙擲開(kāi)關(guān)及鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)。詳細(xì)分析了這些開(kāi)關(guān)的機(jī)械物理特性，特別是開(kāi)關(guān)在開(kāi)、合過(guò)程中的瞬態(tài)響應(yīng)特點(diǎn)。利用mfc類(lèi)庫(kù)和visual c+提供的高度可視的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具對(duì)開(kāi)關(guān)類(lèi)部件進(jìn)行模擬仿真設(shè)計(jì)：首先由虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的器件基類(lèi)，派生出對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)器件類(lèi)，通過(guò)重載基類(lèi)中的一些虛函數(shù)，仿真實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的相應(yīng)功能特性，包括對(duì)輸入輸出信號(hào)的響應(yīng)及鼠標(biāo)響

2、應(yīng)模擬開(kāi)關(guān)動(dòng)作，不同的執(zhí)行動(dòng)作，會(huì)使開(kāi)關(guān)有不同的狀態(tài)，同時(shí)也會(huì)改變管腳信息。再將器件類(lèi)封裝成dll模塊，以便在實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)特定的接口調(diào)用這些器件功能。根據(jù)開(kāi)關(guān)的種類(lèi)將每個(gè)種類(lèi)寫(xiě)成獨(dú)立的dll模塊。對(duì)于單刀單擲開(kāi)關(guān)和單刀雙擲開(kāi)關(guān)，經(jīng)測(cè)試，基本達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，但對(duì)于鍵盤(pán)類(lèi)開(kāi)關(guān)，由于某些技術(shù)上和知識(shí)上的不足，在本設(shè)計(jì)中沒(méi)有成功設(shè)計(jì)出相應(yīng)的dll模塊，有待以后改進(jìn)。最后對(duì)設(shè)計(jì)研究工作進(jìn)行了總結(jié)，指出了研究上的不足及改進(jìn)方向，說(shuō)明了在本次設(shè)計(jì)中的收獲。關(guān)鍵詞： 開(kāi)關(guān)的種類(lèi)；開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)；時(shí)間響應(yīng)；仿真實(shí)現(xiàn)man-machine interface equipment-switch parts simulat

3、ion realizationabstractthe thesis introduced basic theories, current situation and development prospect of simulation briefly first，then explained research purpose and meaning of this graduation project. switch emulation is to carry on scientific experiment with simulating the real environment by co

4、mputer software, at the virtual interface experiment platform. in the thesis, the main research topic is mechanical switch, including spst (single pole single throw), spdt (single pole double throw) and keyboard switch. it analyzed the mechanical physical characteristics of the switches, especially

5、the transient state in the course of holding, shutting of the switch. exploiting the developing tools for high degree visualized application provided by mfc and visual c, it simulated the design of switch. at first, it has to design the basic device class by virtual experiment platform, and derive t

6、he relative switch device class. with deriving some virtual functions of basic class, the relative function characteristics of switch can be simulated, including the response of input and output signal, mouse response to emulate different switch activities which produce different switch status, and

7、change the pin information simultaneously. second, the device class is packed into dll module for using the functions of the device by particular interface in experiments. according to the type of switch, each switch can be packed as an independent dll module. for spst and spdt switches, through tes

8、ting, they reach the design object basically. but for the keyboard switch, because of the deficiency on some technology and on knowledge, it has not succeeded in designing corresponding dll module in this thesis, which needs improving in the future.finally, the thesis summarized the research work, p

9、ointed out the study deficiency and the improving direction, and explained the harvest in the design. key words: switch type; switch characteristics; time responds; emulation realization目 錄 論文總頁(yè)數(shù)：19頁(yè)1引言11.1設(shè)計(jì)背景11.2計(jì)算機(jī)仿真11.2.1計(jì)算機(jī)仿真的發(fā)展11.2.2計(jì)算機(jī)仿真的現(xiàn)狀21.3設(shè)計(jì)目的及意義31.4預(yù)期成果32設(shè)計(jì)知識(shí)介紹32.2虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)32.2基類(lèi)和派生類(lèi)33開(kāi)關(guān)類(lèi)部

10、件的仿真方案設(shè)計(jì)43.1開(kāi)發(fā)工具的選擇43.2模塊的劃分原則43.3模塊的劃分53.4開(kāi)關(guān)的種類(lèi)及特性53.4.1開(kāi)關(guān)的種類(lèi)53.4.2開(kāi)關(guān)的主要參數(shù)53.4.3瞬態(tài)響應(yīng)特點(diǎn)64開(kāi)關(guān)類(lèi)部件的仿真實(shí)現(xiàn)74.1程序主要功能介紹74.2程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)介紹74.2.1開(kāi)關(guān)類(lèi)器件實(shí)現(xiàn)功能框圖74.2.2入口函數(shù)84.2.3輸出接口函數(shù)84.2.4主要功能函數(shù)介紹94.3單刀單擲開(kāi)關(guān)功能實(shí)現(xiàn)104.3.1工程創(chuàng)建104.3.2添加基類(lèi)114.3.3創(chuàng)建功能函數(shù)124.3.4單刀單擲開(kāi)關(guān)代碼實(shí)現(xiàn)124.4單刀雙擲開(kāi)關(guān)的功能實(shí)現(xiàn)144.5鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)的主要功能154.6功能測(cè)試：15結(jié) 論17參考文獻(xiàn)17致 謝18

11、聲 明19 1 引言計(jì)算機(jī)仿真就是建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，并利用該模型在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的全過(guò)程。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。早期局限在國(guó)防科技和軍工部門(mén)(如航天，航空，核能等)，而如今深入到科學(xué)研究，工程設(shè)計(jì)，輔助決策，系統(tǒng)優(yōu)化等各個(gè)方面， 使人們的許多傳統(tǒng)觀念和方法產(chǎn)生了重大變革。1.1 設(shè)計(jì)背景隨著信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，虛擬實(shí)驗(yàn)正日益成為廣大教師的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段。虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)正是應(yīng)這個(gè)大需求而誕生。并且隨著信息技術(shù)的發(fā)展，以純軟件的形式模擬仿真硬件接口實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的邏輯功能，用于接口教學(xué)。在與硬件接口實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)步驟一致的情況下，連接線

12、路，用匯編語(yǔ)言或者c語(yǔ)言等編寫(xiě)程序，再運(yùn)行程序觀看結(jié)果。計(jì)算機(jī)仿真無(wú)硬件平臺(tái)、器件的開(kāi)銷(xiāo)和磨損；也無(wú)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的時(shí)間限制。讓使用者更直觀的更形象的演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果，更好的理解電路運(yùn)行原理。為了增強(qiáng)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的功能，首先由虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的器件基類(lèi)，派生出對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)器件類(lèi)，通過(guò)重載基類(lèi)中的一些虛函數(shù)，仿真實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的相應(yīng)功能特性。再將器件類(lèi)封裝成dll模塊，以便在實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)特定的接口調(diào)用這些器件功能。1.2 計(jì)算機(jī)仿真1.2.1 計(jì)算機(jī)仿真的發(fā)展計(jì)算機(jī)仿真就是建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，并利用該模型在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的全過(guò)程。 自50年代初, 美國(guó)人aaron借助大型的電子管計(jì)算機(jī)

13、， 并利用最小二乘法進(jìn)行濾波器這樣的線性網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)以來(lái)， 仿真技術(shù)的發(fā)展已近半個(gè)世紀(jì)。 計(jì)算機(jī)仿真應(yīng)用早期局限在國(guó)防科技和軍工部門(mén)(如航天，航空，核能等)， 而如今深入到科學(xué)研究，工程設(shè)計(jì)，輔助決策，系統(tǒng)優(yōu)化等各個(gè)方面， 使人們的許多傳統(tǒng)觀念和方法產(chǎn)生了重大變革。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)被稱(chēng)為繼科學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)研究后的第三種認(rèn)識(shí)和改造世界的工具，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算數(shù)學(xué)的成熟， 使計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)成為一種工程領(lǐng)域必不可少的重要設(shè)計(jì)手段，它的應(yīng)用可以大大地縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期和降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的成本，從而提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法往往是通過(guò)反復(fù)的試制樣品(物理成型)和實(shí)驗(yàn)來(lái)分析該系統(tǒng)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求， 因此

14、在設(shè)計(jì)過(guò)程中大量的人力和物力投入在樣品的試制和試驗(yàn)上。 隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展， 在工程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中， 大量地采用了數(shù)字成型的方法， 即通過(guò)建立系統(tǒng)的數(shù)字模型， 通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真使得大量的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和解決在物理成型之前就得到處理， 從而極大地減少反復(fù)物理成型的人力和物力的投入， 使我們可以在最短的時(shí)間以最低的成本將新產(chǎn)品投放到市場(chǎng)， 是我們?cè)诟?jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)上占的先機(jī)。 正是由于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的這種優(yōu)越性， 在國(guó)外， 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已經(jīng)充分地被各大公司應(yīng)用到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)， 開(kāi)發(fā)和改進(jìn)中。早期的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)需要仿真人員自己推導(dǎo)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用編程語(yǔ)言將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化成為計(jì)算機(jī)能

15、夠直接運(yùn)算的程序。應(yīng)用此法設(shè)計(jì)仿真程序，不僅要求仿真人員須精通所采用的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，還使他們將大量的時(shí)間和精力耗費(fèi)在程序的編寫(xiě)和調(diào)試上，而不能致力于對(duì)系統(tǒng)模型和仿真方法的研究。為了使仿真人員擺脫復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)，從20世紀(jì)6070年代， 就有人發(fā)展了面向仿真問(wèn)題的仿真專(zhuān)用語(yǔ)言。它采用簡(jiǎn)單的方式(即仿真人員熟悉的描述問(wèn)題的方式)來(lái)表達(dá)仿真中常用的算法或控制流程。早期的仿真語(yǔ)言有csmp，cssl，dsl，mimc等，應(yīng)用十分廣泛。20世紀(jì)80年代美國(guó)一家軟件公司推出一種面向科學(xué)和工程計(jì)算的語(yǔ)言。它以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)，把計(jì)算、可視化及程序設(shè)計(jì)融合到了一個(gè)交互的工作環(huán)境中，可以實(shí)現(xiàn)工程計(jì)算，算法研究，建模

16、和仿真，數(shù)據(jù)分析及可視化，科學(xué)和工程繪圖，應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)等功能。這些通用的計(jì)算機(jī)仿真軟件系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是:1. 提供了方便的數(shù)學(xué)模型建立工具，使用者可方便地在計(jì)算機(jī)上建立自己的數(shù)學(xué)模型。2. 定義了一些典型，通用和專(zhuān)用的非線性函數(shù)，加速數(shù)學(xué)模型的建立過(guò)程。3. 提供多種數(shù)值計(jì)算方法。4. 提供靈活，方便和直觀的多種輸出格式。5. 具有友好的窗口式人機(jī)界面等。然而這些仿真語(yǔ)言的還是基于提供給仿真人員一種更方便的數(shù)學(xué)模型在計(jì)算機(jī)中的表達(dá)方式通過(guò)仿真語(yǔ)言這個(gè)中介，使得仿真人員可以跟方便地把數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化到計(jì)算機(jī)中去運(yùn)算。因此，還是需要專(zhuān)門(mén)的仿真人員進(jìn)行操作，因此數(shù)學(xué)模型的建立還是需要仿真人員來(lái)進(jìn)行。1.

17、2.2 計(jì)算機(jī)仿真的現(xiàn)狀基本實(shí)現(xiàn)了上層電路層，基本實(shí)現(xiàn)四個(gè)常用的大規(guī)模集成接口器件的內(nèi)部邏輯；能夠靈活設(shè)置電路圖，并仿真正確及錯(cuò)誤的結(jié)果；已經(jīng)實(shí)現(xiàn)ia32cpu（從intel 8086到piii）的代碼，還未進(jìn)行器件類(lèi)封裝；容易實(shí)現(xiàn)的表現(xiàn)用器件或外設(shè)還不足，如開(kāi)關(guān)、led、示波器等；對(duì)器件邏輯功能的延時(shí)處理考慮得還不周全。盡管這對(duì)普通實(shí)驗(yàn)演示影響不大。1.3 設(shè)計(jì)目的及意義本設(shè)計(jì)的目的是利用visual c+環(huán)境以純軟件的形式模擬硬件接口實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的邏輯功能，簡(jiǎn)單的仿真實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互設(shè)備開(kāi)關(guān)類(lèi)部件，增強(qiáng)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的功能，用于接口教學(xué)。另外，通過(guò)本次設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)對(duì)仿真理論的發(fā)展及主要內(nèi)容有了基本的認(rèn)識(shí)

18、與了解。通過(guò)對(duì)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，熟悉了visual c+的mfc開(kāi)發(fā)模式流程，掌握了仿真技術(shù)的思想，完成了開(kāi)關(guān)設(shè)備的仿真實(shí)現(xiàn)。1.4 預(yù)期成果開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一種模擬仿真的軟件，使其能夠在虛擬環(huán)境下模擬實(shí)驗(yàn)接口電路中開(kāi)關(guān)的控制功能。彌補(bǔ)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在外設(shè)方面的不足，增加開(kāi)關(guān)類(lèi)部件的模擬仿真實(shí)現(xiàn)功能，使原有的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)功能更強(qiáng)大，讓使用者更直觀的更形象的演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果，更好的理解電路運(yùn)行原理。2 設(shè)計(jì)知識(shí)介紹2.2 虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)計(jì)算機(jī)技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)和通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，為虛擬實(shí)驗(yàn)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。虛擬實(shí)驗(yàn)就是在通用計(jì)算機(jī)上加載相應(yīng)的軟件或硬件，使得使用者在操作這臺(tái)計(jì)算機(jī)時(shí)，就像是在

19、操作一臺(tái)專(zhuān)用的傳統(tǒng)試驗(yàn)設(shè)備一樣。在虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，軟件是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，任何以個(gè)使用者都可以通過(guò)軟件的相關(guān)設(shè)置來(lái)達(dá)到要實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的效果。虛擬實(shí)驗(yàn)就是利用外部輸入(如鼠標(biāo)的點(diǎn)擊、拖動(dòng)和鍵盤(pán)的敲擊等)，將計(jì)算機(jī)上虛擬的各種儀器，按實(shí)驗(yàn)要求、過(guò)程，組裝成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，同時(shí)在這個(gè)環(huán)境中完成實(shí)驗(yàn)操作，包括實(shí)驗(yàn)器材的添加、實(shí)驗(yàn)條件的改變、數(shù)據(jù)采集以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的模擬、分析。它包含了虛擬仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與專(zhuān)業(yè)等多方面理論知識(shí)。2.2 基類(lèi)和派生類(lèi)類(lèi)是進(jìn)行面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。它能夠定義數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)的操作，并通過(guò)不同的訪問(wèn)權(quán)限，將類(lèi)的接口和內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)分開(kāi)，支持信息的封裝和隱藏。面向

20、對(duì)象程序設(shè)計(jì)的其它重要特征還包括：繼承和多態(tài)。支持程序代碼的復(fù)用是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的主要目標(biāo)之一，而支持程序代碼復(fù)用的最重要的方法之一就是繼承。繼承能夠從一個(gè)類(lèi)派生出另一個(gè)類(lèi)，前者稱(chēng)之為基類(lèi)或父類(lèi)，后者稱(chēng)之為派生類(lèi)或子類(lèi)。派生類(lèi)能夠繼承基類(lèi)的功能，也能改變或增加它的功能。在面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)中，多態(tài)的功能強(qiáng)大，但也較難掌握。它允許指向基類(lèi)對(duì)象的指針指向派生類(lèi)的對(duì)象。基類(lèi)和派生類(lèi)中可有名字和參數(shù)完全相同的函數(shù)，但他們的功能并不相同。當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，如果用基類(lèi)指針調(diào)用成員函數(shù)，能夠根據(jù)該指針?biāo)赶虻膶?duì)象的類(lèi)型自行確定是調(diào)用基類(lèi)的成員函數(shù)還是調(diào)用派生類(lèi)的成員函數(shù)。如果沒(méi)有多態(tài)的功能，我們就不得不用條件

21、語(yǔ)句，確定是調(diào)用哪一個(gè)類(lèi)的成員函數(shù)。代碼復(fù)用是c+最重要的性能之一，它是通過(guò)類(lèi)繼承機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)類(lèi)繼承，我們可以復(fù)用基類(lèi)的代碼，并可以在繼承類(lèi)中增加新代碼或者覆蓋基類(lèi)的成員函數(shù)，為基類(lèi)成員函數(shù)賦予新的意義，實(shí)現(xiàn)最大限度的代碼復(fù)用。3 開(kāi)關(guān)類(lèi)部件的仿真方案設(shè)計(jì)3.1 開(kāi)發(fā)工具的選擇根據(jù)不同的工程選擇不同的開(kāi)發(fā)工具，可以有效地提高工作效率。不同的開(kāi)發(fā)工具各有各的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)又各有各的不足，在開(kāi)發(fā)中要揚(yáng)長(zhǎng)避短。visual c+自誕生以來(lái)，一直是windows環(huán)境下最主要的應(yīng)用開(kāi)發(fā)系統(tǒng)之一。visual c+不僅是c+語(yǔ)言的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，而且與win32緊密相連，利用visual c+開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，可以

22、完成各種各樣的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)，從底層軟件直到上層直接面向用戶(hù)的軟件。而且，visual c+強(qiáng)大的調(diào)試功能也為大型復(fù)雜軟件的開(kāi)發(fā)提供了有效的排錯(cuò)手段。隨著多媒體技術(shù)和圖形圖象技術(shù)的不斷發(fā)展，可視化（visual）技術(shù)得到廣泛的重視，越來(lái)越多的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人員都開(kāi)始研究并應(yīng)用可視化技術(shù)。visual c+是一個(gè)很好的可視化編程工具，使用visual c+環(huán)境來(lái)開(kāi)發(fā)基于windows的應(yīng)用程序大大縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間，而且它的界面更友好，便于程序員操作。因此，根據(jù)實(shí)際情況在本設(shè)計(jì)中選用的是visual c+6.0作為開(kāi)發(fā)工具。3.2 模塊的劃分原則模塊劃分是系統(tǒng)分析中非常重要的一部分，下面是模塊劃分時(shí)的基本

23、原則。1獨(dú)立性：讓模塊直接內(nèi)的關(guān)系減到最少。理想的狀態(tài)就是模塊之間沒(méi)有關(guān)系，但這種情況不符合現(xiàn)實(shí)。既然是同一個(gè)工程，模塊之間自然都會(huì)存在一定的聯(lián)系，只要想辦法讓模塊之間的關(guān)系盡量簡(jiǎn)單就可以了。2接口簡(jiǎn)單化：讓模塊之間的接口盡量單純、簡(jiǎn)單、易用。即讓公用函數(shù)和公用變量盡量地少。3分層處理：吸取windows操作系統(tǒng)對(duì)模塊做分層處理的經(jīng)驗(yàn)。建立一些中間模塊，讓兩端的模塊來(lái)完成相互調(diào)用的透明化。4容易合并：容易將劃分的模塊進(jìn)行合并。例如將一個(gè)工程的各個(gè)功能模塊分別設(shè)計(jì)成可執(zhí)行文件，然后用一個(gè)總模塊將這些模塊關(guān)聯(lián)起來(lái)組成一個(gè)工程。這種情況下，對(duì)模塊獨(dú)立性要求較高，模塊之間幾乎沒(méi)有任何關(guān)系。5可測(cè)試性：

24、盡量使每個(gè)模塊都可以單獨(dú)進(jìn)行測(cè)試。上面的5條是參考原則。既然是參考原則就不會(huì)完全執(zhí)行。完全按照一個(gè)教條去執(zhí)行真的很困難。只要在做模塊劃分的時(shí)候能經(jīng)常記起這些原則，然后稍加注意就ok了。另外，在這5條原則中，第一條是根本，能把這一條做好，下面的一些就容易實(shí)現(xiàn)了。在做模塊劃分時(shí)一定要始終貫穿獨(dú)立性的思想。商業(yè)源代碼，全套計(jì)算機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)免費(fèi)下載 更多全套設(shè)計(jì)聯(lián)系qq:1042897696最新設(shè)計(jì)大全 /sf/20100915/3539.html3.3 模塊的劃分本設(shè)計(jì)中在大體上分為兩種模塊：dll功能模塊和ex

25、e功能測(cè)試模塊。根據(jù)開(kāi)關(guān)的種類(lèi)將每個(gè)種類(lèi)寫(xiě)成獨(dú)立的dll模塊，在此分成2個(gè)dll模塊單刀單擲模塊、單刀雙擲模塊。dll模塊主要負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)輸入、輸出接口、開(kāi)關(guān)功能及瞬態(tài)響應(yīng)特點(diǎn)，以便在實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)特定的接口調(diào)用這些器件功能，將這些全部封裝在dll工程中。根據(jù)寫(xiě)好的dll功能模塊，通過(guò)編寫(xiě)的測(cè)試程序分別測(cè)試每個(gè)dll模塊的實(shí)現(xiàn)情況，直觀的顯示開(kāi)關(guān)類(lèi)部件的仿真實(shí)現(xiàn)。3.4 開(kāi)關(guān)的種類(lèi)及特性3.4.1 開(kāi)關(guān)的種類(lèi)開(kāi)關(guān)可以根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、極數(shù)、位數(shù)、用途等進(jìn)行分類(lèi)。1按照開(kāi)關(guān)按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類(lèi)：按鈕開(kāi)關(guān)、撥動(dòng)開(kāi)關(guān)、薄膜開(kāi)關(guān)、水銀開(kāi)關(guān)、杠桿式開(kāi)關(guān)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)等。 2按照開(kāi)關(guān)按極數(shù)、位數(shù)分類(lèi)：?jiǎn)螛O單位開(kāi)關(guān)

26、、雙極雙位開(kāi)關(guān)、單極多位開(kāi)關(guān)、多極單位開(kāi)關(guān)和多極多位開(kāi)關(guān)等。 3按照開(kāi)關(guān)按用途分類(lèi)：電源開(kāi)關(guān)、錄放開(kāi)關(guān)、波段開(kāi)關(guān)、預(yù)選開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、腳踏開(kāi)關(guān) 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、控制開(kāi)關(guān)等。 在本設(shè)計(jì)中主要研究的是機(jī)械類(lèi)開(kāi)關(guān)，筆者大體將其歸納為三類(lèi)：分為單刀單擲開(kāi)關(guān)，單刀雙擲開(kāi)關(guān)，鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)，由于技術(shù)上還存在一些問(wèn)題，因此在本次設(shè)計(jì)中沒(méi)有成功設(shè)計(jì)出相應(yīng)的鍵盤(pán)類(lèi)開(kāi)關(guān)的功能模塊，還有待將來(lái)的研究和改進(jìn)。3.4.2 開(kāi)關(guān)的主要參數(shù)開(kāi)關(guān)的主要參數(shù)有額定電壓、額定電流、接觸電阻、絕緣電阻及壽命等。1最大額定電壓：是指在正常工作狀態(tài)下開(kāi)關(guān)能容許施加的最大電壓。若是交流電源開(kāi)關(guān)，通常用交流電壓作此參數(shù)。 2最大額定電流：是指在正常工

27、作狀態(tài)下開(kāi)關(guān)能容許通過(guò)的最大電流。若電壓標(biāo)注為交流（ac），則電源也指交流。 3接觸電阻：開(kāi)關(guān)接通時(shí)，“接觸對(duì)”（兩觸點(diǎn)）導(dǎo)體間的電阻值叫做接觸電阻。該值要求越小越好，一般開(kāi)關(guān)多在20m(即0.02)以下，某些開(kāi)關(guān)及使用久的開(kāi)關(guān)則在0.10.8。 4絕緣電阻：指定的不相接觸的開(kāi)關(guān)導(dǎo)體之間的電阻稱(chēng)為絕緣電阻。此值越大越好，一般開(kāi)關(guān)多在100m以上。 5耐壓：也叫抗電強(qiáng)度，其含義是指定的不相接觸的開(kāi)關(guān)導(dǎo)體之間所能承受的電壓。一般開(kāi)關(guān)至少大于100v；電源（市電）開(kāi)關(guān)要求大于500v（交流，50hz)。 6壽命：是指開(kāi)關(guān)在正常條件下能工作的有效時(shí)間（使用次數(shù)）。通常為500010000次，要求較高的

28、開(kāi)關(guān)為50000500000次。 對(duì)一般電子制作實(shí)驗(yàn)來(lái)講，選用及掉換開(kāi)關(guān)時(shí)，除了型號(hào)或外形等需要考慮外，參數(shù)方面只要注意額定電壓、額定電流和接觸電阻三項(xiàng)便可以了。3.4.3 瞬態(tài)響應(yīng)特點(diǎn)當(dāng)開(kāi)關(guān)由斷開(kāi)狀態(tài)變到閉合狀態(tài)或由閉合狀態(tài)到斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，并不是在瞬間就改變狀態(tài)的，需要一定的響應(yīng)時(shí)間，雖然只是毫級(jí)的時(shí)間差，肉眼無(wú)法觀察的到的. 下面根據(jù)圖1來(lái)說(shuō)明開(kāi)關(guān)的響應(yīng)時(shí)間：圖1開(kāi)關(guān)時(shí)間響應(yīng)說(shuō)明圖當(dāng)開(kāi)關(guān)在收到電平信號(hào),要求閉合時(shí)(或要求斷開(kāi)時(shí)),并不是瞬間就閉合(或斷開(kāi))的,就是說(shuō)不是從圖中t1處直接變到t6處的(或從t6處直接變到t11處的),而是需要經(jīng)過(guò)一定的狀態(tài)變化,最后才由t1處的狀態(tài)變到t6狀態(tài)的

29、(或從t6處的狀態(tài)變到t11處的狀態(tài)的).而其中的狀態(tài)變化形成的原因可能是由于電流,電壓,或其他的原因(不同情況原因不同)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)在這一瞬間形成不穩(wěn)定的狀態(tài),在閉合與斷開(kāi)兩種狀態(tài)多次隨即的變化,這種變化是我們用肉眼看不到的,我們看到的只能是狀態(tài)由t1變到t6,再由t6變到t11這個(gè)過(guò)程。響應(yīng)時(shí)間從使用角度來(lái)看,就是開(kāi)關(guān)從閉合到斷開(kāi)或從斷開(kāi)到閉合過(guò)程中所延遲的時(shí)間.響應(yīng)時(shí)間主要取決于其壽命、絕緣電阻及接觸電阻,所以不同材料制得的開(kāi)關(guān)響應(yīng)時(shí)間各不相同。4 開(kāi)關(guān)類(lèi)部件的仿真實(shí)現(xiàn)4.1 程序主要功能介紹在visual c+環(huán)境下分別建立關(guān)于單刀單擲開(kāi)關(guān)和單刀雙擲的dll工程，工程中封裝了開(kāi)關(guān)類(lèi)器件被外

30、界平臺(tái)調(diào)用的輸出接口函數(shù)，獲得信號(hào)的輸入函數(shù)，還有單刀單擲開(kāi)關(guān)、單刀雙擲開(kāi)關(guān)在鼠標(biāo)控制下?tīng)顟B(tài)的改變，管腳信息的改變和開(kāi)關(guān)在斷開(kāi)與閉合或在閉合與斷開(kāi)的瞬間產(chǎn)生的時(shí)間響應(yīng)。4.2 程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)介紹4.2.1 開(kāi)關(guān)類(lèi)器件實(shí)現(xiàn)功能框圖圖2開(kāi)關(guān)類(lèi)器件實(shí)現(xiàn)功能框圖左部分圖3開(kāi)關(guān)類(lèi)器件實(shí)現(xiàn)功能框圖右部分系統(tǒng)的整個(gè)功能框圖如圖2和圖3所示。其中的上層程序可以是器件功能測(cè)試程序，也可以整個(gè)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)程序。器件dll的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為本畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。4.2.2 入口函數(shù)利用mfc的appwizard自動(dòng)生成的dll框架中沒(méi)有顯式的調(diào)用dllmain入口函數(shù)，但是對(duì)于每個(gè)dll來(lái)說(shuō)，將自動(dòng)生成一個(gè)cwinapp

31、派生類(lèi)的對(duì)象，它會(huì)在派生類(lèi)的成員函數(shù)initinstance和exitinstance中完成必要的初始化和終止工作。4.2.3 輸出接口函數(shù)對(duì)于使用appwizard創(chuàng)建的mfc dll，appwizard會(huì)創(chuàng)建一個(gè)def文件的框架，并自動(dòng)增加到工程中，然后在def文件中增加用于輸出的。；dll名字library dswitchdll；dll描述description dswitchdll windows dynamic link library；輸出函數(shù)及其編號(hào)exports 在此加入被調(diào)用的函數(shù)4.2.4 主要功能函數(shù)介紹1、畫(huà)圖函數(shù)drawobject(cdc *pdc)：是負(fù)責(zé)畫(huà)圖的，

32、在程序中設(shè)定畫(huà)筆，并設(shè)置字體，背景顏色，文本顏色及指示確定在測(cè)試程序中開(kāi)關(guān)的各種狀態(tài)圖(斷開(kāi)狀態(tài)圖、波動(dòng)期狀態(tài)圖、閉合狀態(tài)圖)的具體畫(huà)法。2、計(jì)時(shí)器函數(shù)ontimer(cdc *pdc )：是設(shè)置響應(yīng)時(shí)間發(fā)生過(guò)程的。當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合或者斷開(kāi)時(shí)，進(jìn)入一個(gè)不穩(wěn)定的時(shí)期，在這個(gè)時(shí)期開(kāi)關(guān)的狀態(tài)是隨即在0和1之間變化的，也就是圖4中帶有峰值變化的階段，通過(guò)加載dll文件的應(yīng)用程序（測(cè)試程序）每隔一定時(shí)間調(diào)用該函數(shù)，表達(dá)開(kāi)關(guān)的這種變化。圖4開(kāi)關(guān)的隨即狀態(tài)顯示3、鼠標(biāo)捕捉函數(shù)mouseevent(int event , cpoint pt)：是負(fù)責(zé)捕捉鼠標(biāo)信息的，利用鼠標(biāo)響應(yīng)模擬開(kāi)關(guān)動(dòng)作，當(dāng)鼠標(biāo)點(diǎn)擊開(kāi)關(guān)時(shí)，根據(jù)鼠

33、標(biāo)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)（斷開(kāi)、閉合），改變開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，進(jìn)入時(shí)間響應(yīng)相應(yīng)的波動(dòng)期。4、輸入函數(shù)outsig(int ipinno , int isigval )：是外部給某個(gè)管腳的信號(hào)值。當(dāng)函數(shù)outsig調(diào)用函數(shù)setpin(int ipinno,int isigval)時(shí)，將信號(hào)值傳遞給setpin，而后setpin指示下一步該執(zhí)行什么操作。5、顯示函數(shù)dispmsg(cstring s)：負(fù)責(zé)顯示當(dāng)前狀態(tài)，在特定的文本框中輸出文本信息，顯示現(xiàn)在在執(zhí)行的動(dòng)作。屬于visualexdoc的成員函數(shù)。4.3 單刀單擲開(kāi)關(guān)功能實(shí)現(xiàn)4.3.1 工程創(chuàng)建首先打開(kāi)visual c+6.0操作界面，建立工程類(lèi)型為m

34、fc appwizarddll的對(duì)話(huà)框文檔的新工程，工程名字為d2switchdl系統(tǒng)自動(dòng)為用戶(hù)創(chuàng)建cdswitch1dllapp這個(gè)類(lèi)。創(chuàng)建過(guò)程如圖5新建工程和圖6應(yīng)用程序向?qū)荆簣D5新建工程圖6應(yīng)用程序向?qū)?.3.2 添加基類(lèi)將dcomponent.cpp和line.cpp兩個(gè)基類(lèi)及他們各自的頭文件dcomponent.h和line.h添加到工程中去，具體如圖7插入文件所示：圖7插入文件先將dcomponent.cpp和line.cpp兩個(gè)基類(lèi)及他們各自的頭文件dcomponent.h和line.h拷貝到dswitch1dll當(dāng)中，然后在fileview中分別在source files和

35、header files文件夾點(diǎn)擊右鍵選擇“添加文件到目錄”一項(xiàng)，就會(huì)出現(xiàn)上圖，分別點(diǎn)擊要選的選項(xiàng)添加到各自的文件夾中。4.3.3 創(chuàng)建功能函數(shù)分別創(chuàng)建兩個(gè)由基類(lèi)派生的類(lèi)開(kāi)關(guān)的功能類(lèi)dswitch1和演示類(lèi)visualexdoc具體方法是這樣的：點(diǎn)擊插入類(lèi)，就會(huì)出現(xiàn)圖8新建類(lèi)的提示框：圖8新建類(lèi)在類(lèi)的類(lèi)型中選擇generic class 名稱(chēng)分別為dswitch1和visualexdoc，然后點(diǎn)擊確定就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)類(lèi)及各自的頭文件了。接下來(lái)分別在類(lèi)里面寫(xiě)出功能函數(shù)。4.3.4 單刀單擲開(kāi)關(guān)代碼實(shí)現(xiàn)單刀單擲開(kāi)關(guān)的有四種狀態(tài)分別是：閉合狀態(tài)，斷開(kāi)狀態(tài)，由閉合轉(zhuǎn)為斷開(kāi)的波動(dòng)期，由斷開(kāi)轉(zhuǎn)為閉合的波動(dòng)期。

36、利用drawobject(cdc *pdc)函數(shù)進(jìn)行設(shè)置，在具體程序代碼如下：if(ss=0)cpen pen,*pold;pen.createpen(ps_solid,3,rgb(200,0,0);pold = pdc-selectobject(&pen);pdc-moveto(pin1.start.x,pin1.start.y);pdc-lineto(pin2.start.x,pin2.start.y);pdc-selectobject(pold);else if(ss = 1)cpen pen,*pold;pen.createpen(ps_solid,3,rgb(200,0,0);pol

37、d = pdc-selectobject(&pen);pdc-moveto(pin1.start.x,pin1.start.y);pdc-lineto(pin2.start.x,pin2.start.y-20);pdc-selectobject(pold);elsecpen pen,*pold;pen.createpen(ps_solid,3,rgb(200,0,0);pold = pdc-selectobject(&pen);pdc-moveto(pin1.start.x,pin1.start.y);pdc-lineto(pin2.start.x,pin2.start.y-rand()%20

38、);pdc-selectobject(pold);接下來(lái)通過(guò)outsig(int ipinno,int isigval)函數(shù)讀取輸入信息，判斷開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，用鼠標(biāo)響應(yīng)模擬開(kāi)關(guān)動(dòng)作，鼠標(biāo)點(diǎn)擊開(kāi)關(guān)，如果是斷開(kāi)狀態(tài)，執(zhí)行mouseevent(int event , cpoint pt)函數(shù)，改變開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，由斷開(kāi)轉(zhuǎn)為閉合的波動(dòng)期，調(diào)用dispmsg函數(shù)在測(cè)試程序的信息框中顯示“開(kāi)關(guān)將由斷開(kāi)轉(zhuǎn)為閉合的波動(dòng)期”。執(zhí)行時(shí)間響應(yīng)函數(shù)ontimer(cdc *pdc )，開(kāi)關(guān)變?yōu)殚]合狀態(tài)，調(diào)用dispmsg函數(shù)在測(cè)試程序的信息框中顯示“開(kāi)關(guān)波動(dòng)結(jié)束”。具體代碼如下：int d2switch:mouseevent

39、(int event , cpoint pt) if(ss = 0 )ss = 3;tstart = 0;pparent-dispmsg(開(kāi)關(guān)將由閉合轉(zhuǎn)為斷開(kāi)的波動(dòng)期);if(ss = 1)ss = 2 ; tstart = 0 ;pparent-dispmsg(開(kāi)關(guān)將由斷開(kāi)轉(zhuǎn)為閉合的波動(dòng)期);return 1 ;int d2switch:ontimer(cdc *pdc ) if(ss = 2 | ss = 3)tstart += rand() % 10;if(tstart 100)ss -= 2 ;pparent-dispmsg(開(kāi)關(guān)波動(dòng)結(jié)束);drawobject(pdc) ;retur

40、n 1 ;如果是閉合狀態(tài)，執(zhí)行mouseevent(int event , cpoint pt)函數(shù)，改變開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，由斷開(kāi)轉(zhuǎn)為閉合的波動(dòng)期，調(diào)用dispmsg函數(shù)在測(cè)試程序的信息框中顯示“開(kāi)關(guān)將由閉合轉(zhuǎn)為斷開(kāi)的波動(dòng)期”。執(zhí)行時(shí)間響應(yīng)函數(shù)ontimer(cdc *pdc )，開(kāi)關(guān)變?yōu)殚]合狀態(tài)，調(diào)用dispmsg函數(shù)在測(cè)試程序的信息框中顯示“開(kāi)關(guān)波動(dòng)結(jié)束”。4.4 單刀雙擲開(kāi)關(guān)的功能實(shí)現(xiàn)單刀雙擲開(kāi)關(guān)的初期設(shè)置上，基本跟單刀單擲的功能設(shè)置是相同的。他們的不同之處就在于功能函數(shù)和仿真的實(shí)現(xiàn)。在開(kāi)關(guān)的功能實(shí)現(xiàn)上首先判斷開(kāi)關(guān)的狀態(tài)是斷開(kāi)還是閉合。接著用鼠標(biāo)響應(yīng)模擬開(kāi)關(guān)動(dòng)作，如果是斷開(kāi)狀態(tài)，就要搞清楚開(kāi)關(guān)

41、具體打到哪個(gè)管腳上，然后用鼠標(biāo)點(diǎn)擊開(kāi)關(guān)，進(jìn)入相應(yīng)的由閉合轉(zhuǎn)為斷開(kāi)的波動(dòng)期，執(zhí)行響應(yīng)函數(shù)，根據(jù)輸入信號(hào)信息指示開(kāi)關(guān)打到哪個(gè)管腳上。開(kāi)關(guān)變?yōu)殚]合狀態(tài)。如果是閉合狀態(tài)，也需要知道開(kāi)關(guān)位于哪個(gè)管腳上，然后用鼠標(biāo)點(diǎn)擊開(kāi)關(guān)，進(jìn)入相應(yīng)的由閉合轉(zhuǎn)為斷開(kāi)的波動(dòng)期，執(zhí)行響應(yīng)函數(shù)，據(jù)輸入信號(hào)信息指示開(kāi)關(guān)從哪個(gè)管腳上斷開(kāi)，開(kāi)關(guān)變?yōu)閿嚅_(kāi)狀態(tài)。4.5 鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)的主要功能由于有些技術(shù)上的問(wèn)題還很復(fù)雜，在在本設(shè)計(jì)中沒(méi)有成功設(shè)計(jì)出相應(yīng)的dll功能模塊，有待以后改進(jìn)，這也許是本次設(shè)計(jì)的一個(gè)遺憾吧！4.6 功能測(cè)試：圖9單刀單擲開(kāi)關(guān)測(cè)試程序界面圖10單刀雙擲開(kāi)關(guān)測(cè)試程序界面在進(jìn)行功能測(cè)試時(shí)，測(cè)試程序通過(guò)導(dǎo)出函數(shù)分別調(diào)用單刀單擲開(kāi)關(guān)和單刀雙擲開(kāi)關(guān)的dll功能模塊，獲得