软件编程和接口技术的应用探究

软件编程和接口技术的应用探究

穆建秋

贵州航天天马机电科技有限公司，贵州563000

摘要：计算机技术已成为各个产业的核心竞争力，随着信息化进程的加快，人们越来越多地采用计算机来进行工作。在功能需求提升之下,计算机所需承担的工作任务愈发繁重,做好软件设计是提高计算机技术应用水平的重要举措。基于此，本文就软件编程和接口技术的应用进行简要探讨。

关键词：软件编程；接口技术；应用；

1接口技术概述

脑机接口技术是一项跨学科、多专业的综合性技术，需要多元化的人才团队通力合作，需要整合半导体、系统工程、微纳加工、生物医学、神经工程、信号处理等多方面的智力资源。加强人才储备和梯队建设，按照研发进程，合理优化团队结构，进行系统性人才团队培养和教育工作，打造完整的人才队伍，实现智力资源的持续、优化、健康供给。随着脑科学、心理学、仿生学等研究的深入开展，国内外对人类的元认知与神经科学有了更深入的理解和科学探索，人类智慧与机器智能开始逐步融合，充分发挥机器的存储和运算能力，融合人脑的想象、思考与创新能力，实现人脑与机器的智能融合，实现这一融合的技术即脑机接口（Brain-computerInterface，简称BCI）技术。通俗来说，机器不再依赖屏幕、鼠标、键盘、话筒等外部工具，通过嵌入或非接触的方式，机器可以直接识别人脑指令，并将这些指令输出为指定动作。作为生命科学和信息技术的交叉学科，脑机接口技术发展将为类脑智能研究提供动力，当前世界各国也正在着力推进脑机接口技术的研发。

2软件编程和接口技术的应用

2.1软件编程的阶段及要点

2.1.1开发计划及需求分析阶段

（1）功能概图的确定：产品的功能及各环境下使用的概率需通过功能概图进行反映,重点内容在于确定产品的功能,具体涉及到影响处理的环境因素、所需完成的任务[2]。（2）平衡关系的分析：重点分析对象为开发费用和开发周期的关系、可靠性和功能的关系,可靠性随着功能的增加而降低,按照此规律,通常根据测试加强程度控制可靠性提高的程度,形成相对应的关系。

2.1.2软件功能实现阶段

（1）可靠性指标的分配：将系统拆解为多个细分的模块,要求所有的可靠性指标均具有可行性。系统分解的合理与否至关重要,主要根据物理特性、数据收集工作量及既有数据的特性进行。先做可靠性分配,再计算系统的可靠性,最终明确系统中各模块的可靠性要求。（2）可靠性指标的设计：设计恢复策略是常见的方法,特点在于软件重启后即可消除失效,各项可能遭到破坏的数据需得到完善的保存与修复,确保在出现失效后及时采取制止措施,以免造成严重的程序数据破坏问题[3]。

2.1.3系统测试和试运行阶段

为检验软件的应用效果,安排系统测试和现场试运行。作为软件开发全流程的收尾阶段,系统测试对把控软件品质有重要的作用,若测试方式合理,可及时发现问题并进行处理,从源头上保证产品设计的可靠性。在评价现场试运行效果时,将可靠性指标作为重点考虑对象,并要求测试和试运行结果真实可靠。

2.2接口及其采样技术

机械系统和微电子系统的联系借助机电接口实现,主要功能体现在如下几方面：（1）电平转换和功率放大：微机的I/O芯片属于TTL电平,但有所特殊的是控制设备不一定具备此特点,因此电平转换则显得极为重要；遇大负载工况时,还需要执行功率放大操作。（2）抗干扰隔离：在应用光电耦合器或其他的装置后,实现对微机系统和控制设备的隔离,阻止干扰信号的串入,维持运行稳定。（3）A/D或D/A转换：在微机系统和被控对象间设转换电路,在被控对象的检测和控制信号为模拟量时执行A/D或D/A转换。

2.2.1模拟信号输入接口

（1）根据产品的不同进行分析,以分析结果为参考采取针对性的处理措施。例如,读入的数值微弱时,用A/D软（硬）增益,读入数值由于此方法的应用而增大,再进行算法计算,确定数据。（2）经过对采样方式的优化后提高系统的可靠性,思路为：分别进行接通对地的I/O通道及相对应I/O通道的采样,获得两部分采样结果,用后者减去前者,产生一次采样值。在采用该采样方式后,零飘及干扰信号得到有效的抑制,在此基础上有利于利用软件的编程和算法进行处理,获得稳定可靠的数据。I/O通道,如图1所示。

图 1 I/O 通道示意图

2.2.2模拟信号输出接口

执行器的信号以电流信号或模拟电压信号居多,较为常见的装置有直流电动机调速器、交流电动机变频调速器、滑差电动机调速器等。从计算机的运行特性来看,其仅具备输出数字信号的能力,控制功能主要根据运算产生的控制信号而实现,在采用模拟信号输出接口后,将数字信号转换为模拟电信号,驱动执行器,用此装置进行控制。

2.2.3开关信号通道接口

（1）输入通道接口：功能在于向计算机传送逻辑电平信号、开关信号及其他的控制信号,此处提及的信号其本质属于数字信号且电平各异。开关信号仅存在“ON”和“OFF”两种逻辑状态,与计算机数字电平存在差异,因此在设计中需要考虑到逻辑电平的变换需求,按照此需求进行计算机连接接口的设计,实现该需求的关键装置包含输入缓冲器、转换电路、地址译码电路及电平隔离等。（2）输出通道接口：功能在于向开关执行器传输开关信号,常见的开关执行器有报警指示器和继电器,此处的各开关信号由计算机经过逻辑运算处理后产生。输出通道接口设计的关键要点在于驱动开关执行器的功率,在配置此类接口时需要重点考虑的对象包含驱动器、输出锁存器、输出口地址译码电路等。

3软件编程和接口技术的实现路径

3.1以服务需求为导向的功能及技术层级的划分

软件设计中,首先确定软件在开发成型后所需具备的服务属性以及能够提供的服务内容,在此基础上设定功能模块,集多项功能于一体,扩充网络系统工程的体系结构。在技术层级划分方面,首先明确软件包含的各功能模块,再进行若干层级和属性的划分,各自完成特定的工作,例如数据的传输与分类、信息的识别与甄选、管理行为的检测等。

3.2做好指标设计工作

软件编程初期,根据用户的需求设定编程目标并明确需实现的功能,但即便如此,随着软件实践时间的延长,期间难免遇到内外部因素的干扰,网络环境软件的行为能力有限。设计恢复策略将改变软件编程既有的功能属性,相较于原设计要求而言指标设计难免出现不同程度的转变,因此需利用合适的技术提供保障,以便指标设计工作的有效落实。例如,某软件单设一个单元用于校验软件的功能属性,为软件控制运行提供保障,若软件编程发生故障,设定的单元随即针对异常状况做出响应,发现功能异常后向计算机界面发送故障信号,网络用户接收到故障相关的提醒信息,重新进行指标的设计与可行性判断。在采取额外增设一个单元的方法后,虽然编程工作量增加,但对保障软件控制部分的稳定性有重要作用,相比于增加的工作量,实际带来的功能提升更值得关注,因此具有必要性。此外,冗杂软件单元的数据传输工作环境复杂,为隔绝各类不安全的以及对安全状态无法做出准确判断的信号,需要采用接口及时进行屏蔽,最大限度减小外部因素产生的干扰,为保护系统和软件自身的关键信息数据提供安全保障。

结语

综上所述,自动化的控制系统是软件和硬件的结合体,在软件的开发中,软件编程和接口技术应用至关重要。软件编程属于基础内容,接口则是实现软硬件稳定连接的关键所在,在同步提高编程水平和接口技术应用水平后,才可保证软件的整体品质,在此基础上建立功能完善、性能稳定的自动化控制系统,为现代化发展助力。

参考文献：

[1]葛书荣.基于C语言的计算机软件编程技术分析[J].数字技术与应用，2021，39(08):167-169.

[2]王珍.计算机编程改进优化策略[J].电脑编程技巧与维护，2020(12):125-126.

[3]胡其荣.基于C语言技术的计算机软件编程发展探究[J].电脑编程技巧与维护，2020(11):137-138.