Das eBook Angewandte Mikroelektronik wurde von Hans Lohninger zur Unterstützung verschiedener Lehrveranstaltungen geschrieben. Weitere Informationen finden sie hier.


Entwurfsmethoden

Eine sehr bewährte Entwurfsmethode für größere Programme stellt der so genannte Top-Down-Entwurf dar. Dabei wird die Programmieraufgabe sukzessive in immer kleinere Einheiten zerlegt, bis man zu Teilaufgaben kommt, die klein genug sind, um sie leicht zu überblicken. Der Top-Down-Entwurf führt zu linear strukturierten Programmen, die wesentlich leichter wartbar und dokumentierbar sind.

Vorteile des Top-Down-Entwurfs sind:
  • Mehrere Programmierer können an einem großen Programm zur gleichen Zeit arbeiten.
  • Jeder Programmierer braucht nur einen Teilaspekt des Problems verstehen.
  • Die Fehlersuche kann man an einem kleinen Modul vornehmen, was das Finden von Fehlern erheblich erleichtert.
  • Das Programm ist leicht erweiterbar bzw. abänderbar, da nur in einem kleinen abgeschlossenen Modul Änderungen angebracht werden müssen. Bei korrekter Formulierung der Module kann es dann niemals dazu kommen, dass eine kleine Änderung in einem Modul zu einem Fehler an einer anderen Stelle eines großen Programms führt.

Ein kleines Beispiel soll die Top-Down-Methode erläutern: Als Aufgabe sei die Regelung einer Raumheizung zu programmieren. Der einzusetzende Mikrocomputer besitzt als Peripherie einen AD-Wandler zur Ermittlung der Ist- und Sollwerte von Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit und einen DA-Wandler zur Ausgabe der Stellgröße (Heizleistung). Ein graphikfähiger Drucker dient zur Protokollierung des Regelvorgangs. Die Abbildung zeigt die Vorgehensweise beim Top-Down-Entwurf: Auf der ersten und obersten Stufe ist das Programm als ein Block dargestellt. Dieser wird in der zweiten Stufe in eine Initialisierungsphase und eine Regelphase aufgespaltet. Die Regelphase wiederum wird in drei Blöcke gegliedert: Das Messen der Klimaparameter, die Berechnung und Ausgabe der Stellgröße und die Protokollierung der Klimaparameter. Jede dieser Teilaufgaben greift auf der untersten Ebene auf einen Treiber für die entsprechenden Geräte zurück.

Top-Down-Entwurf einer Heizungsregelung

Die beschriebenen Teilaufgaben sind nun gut zu überblicken und somit auch leicht zu programmieren.


Last Update: 2008-05-31