【正文】 信息輔助類 Device Device2和 Device3 的成員變量和成員方法如圖 所示。 圖 讀取 XML文檔并綁定到 Treeview樹 加載 XML 文檔 成功加載 大于子節(jié)點數(shù) 保存當前節(jié)點內容 將當前節(jié)點名綁定到 treeview 中 向下遞歸 清空 treeview 內容 遞歸結束 保存當前節(jié)點內容 將當前節(jié)點內容綁定到 treeview 中 提示加載失敗 提示加載成功 將 treeview樹顯示到用戶界面 Y N Y N N Y 開始 結束 沈陽航空航天大學畢業(yè)設計（論文） 21 XML 文檔信息輔助類的設計 對于 XML 文檔當中龐大的信息，如采用在鼠標單擊事件中獲取，將增加系統(tǒng)運行的開銷，降低系統(tǒng)運行速度。沈陽航空航天大學畢業(yè)設計（論文） 20 5 詳細設計 XML 文檔解析算法設計 XML 文檔的解析是本系統(tǒng)的重中之重，只有正確的解析了該 XML 文檔，系統(tǒng)才能為用戶提供其它功能的操作。系統(tǒng)在解析完文檔后，用戶會選擇靜態(tài)測試或動態(tài)測試，在靜態(tài)測試中不同的信號會擁有不同的上下限，用戶難免會出現(xiàn)輸入錯誤，系統(tǒng)會根據(jù)用戶輸入的數(shù)據(jù)判定數(shù)據(jù)是否越界、非法、無效，并根據(jù)不同的情況自動提示用戶輸入有誤且會自動清空用戶輸入的錯誤信息，以便下次正確的輸入。 沈陽航空航天大學畢業(yè)設計（論文） 19 圖 Windows風格用戶界面設計圖 系統(tǒng)容錯抗性設計 系統(tǒng)在進行文檔解析、數(shù)據(jù)轉換、參數(shù)傳遞、數(shù)據(jù)導出或控件操作的過程中不可避免會出現(xiàn)與設想不符的操作或運算，這個時候需要系統(tǒng)自動判定錯誤類型，并進行自我校正，當系統(tǒng)無法校正時則需要對用戶進行友好型的錯誤提示。右下部分為顯示動態(tài)測試數(shù)據(jù)前后對比圖與誤差分析圖的部分，用戶可以在此清楚的看到不同信號，不同設備在不同測 試數(shù)據(jù)下的折線圖與誤差分析。右上部分為動態(tài)測試與靜態(tài)測試的卡片式面板。 用戶界面設計 為了讓使用本 系統(tǒng)的用戶能夠最大程度控制當前界面，減少用戶的記憶負擔，保持界面設計的簡潔性，本系統(tǒng)在結構設計、交互設計、視覺設計上進行了相應的優(yōu)化，形成良好的用戶界面，系統(tǒng)功能一目了然，使用簡便。動態(tài)測試停止之后，用戶點擊繪圖，系統(tǒng)便將這些數(shù)據(jù)通過 Microsoft Visual Studio 2020 與 Matlab 之間的接口，將其傳送給 Matlab 進行數(shù)據(jù)處理與繪圖。單擊確定之后，系統(tǒng)便將這些數(shù)組當中的信息通過 Microsoft Visual Studio 2020 與Microsoft Excel 2020 之間的接口，在當 前系統(tǒng)后臺下開啟 Excel 工作區(qū)間，將所有測試數(shù)據(jù)導入到 Excel 表格當中并保存起來。 Excel 測試數(shù)據(jù)導出 在動態(tài)測試運行的同時，將測試的數(shù)據(jù)， 1553B 或者 429 格式的數(shù)據(jù)以及反轉后的數(shù)據(jù)，前后誤差，主模式，有效字等數(shù)據(jù)存入相應的數(shù)組當中。 而從 ARINC429 數(shù)據(jù)轉換成物理量的過程是上述過程的逆過程，首先取ARINC429 數(shù)據(jù)的 LSB 到 MSB 位的數(shù)據(jù)，判定符號位，如果為 1，則進行減 1 按位取反操作，將得到的數(shù)據(jù)乘以 1，再根據(jù) MSBEnable 是否使能進行數(shù)據(jù)轉換，沈陽航空航天大學畢業(yè)設計（論文） 18 MSBEnable 使能的情況下根據(jù) 2 的 digit 次冪和 MSBValue 進行反轉換，否則根據(jù)LSBValue 進行反轉換。如果 MSBEnable 不是使能就直接使用數(shù)據(jù)與 LSBValue 進行數(shù)據(jù)轉換；得到轉換的數(shù)據(jù)后對符號位進行判斷，若為 1，則將得到的數(shù)據(jù)進行按位取反加 1 操作變?yōu)?20 位二進制數(shù)；若符號位為 0，則直接將得到的數(shù)據(jù)轉換為 20 位的二進制數(shù)。 物理量與 ARINC429 總線格式的轉換 根據(jù) XML 的文檔定義以及需求分析中的內容，對于 XML 配置文檔中的ARINC429 信號與其物理量之間的相互轉換可以使用數(shù)據(jù)流模式進行處理。 而從 1553B 數(shù)據(jù)轉換成物理量的過程是上述過程的逆過程，首先取 1553B 數(shù)據(jù)的 LSB 到 MSB 位的數(shù)據(jù)，判定數(shù)據(jù)的符號位，如果為 0 再根據(jù) MSBEnable 是否使能進行數(shù)據(jù)轉換， MSBEnable 使能的情況下根據(jù) 2 的 digit 次冪和 MSBValue 進行反轉換，否則根據(jù) LSBValue 進行反轉換；如果為 1 那么對于得到的數(shù)據(jù)進行減 1 按位取反后，根據(jù) MSBEnable 是否使能進行反轉換數(shù)據(jù)，方法同正值過程，把轉換后的值乘以 1 后完成轉換過程。從物理量到 1553B格式的轉換過程可以看成如下的過程：首先判定物理量是否大于 0，如果小于零則取絕對值，符號位置 1；然后判定 MSBEnable 是否是使能，如果 MSBEnable 使能那么沈陽航空航天大學畢業(yè)設計（論文） 17 根據(jù) MSB 與 LSB 的差為 2 的冪和 MSBValue 計算出等比例下轉換成的數(shù)據(jù)，并記下MSB與 LSB的差值記為 digit；如果 MSBEnable 不是使能就直接使用數(shù)據(jù)與 LSBValue進行數(shù)據(jù)轉換；轉換完畢之后，對符號位進行判斷，如符號位為 1 則將的到的數(shù)據(jù)轉換為 15 位二進制后按位取反加 1 使之成為補碼形式，再在最高位加上符號位的 到所要求的 1553B 的總線值。在解析完成時，將 inner 按照 Device 為分割點分割為三個設備獨自的字符串，分別將其傳入 Device 類中，為每一個 Device 類做初始化。如此，當遍歷到文檔最后一個節(jié)點時，深度優(yōu)先遞歸結束， XML 解析樹生成完畢。 系統(tǒng)獲取到讀入的 XML文檔，對其根目錄下的所有節(jié)點進行深度優(yōu)先遞歸遍歷。 功能概要設計 XML 文檔解析 XML 文檔解析主要實現(xiàn)應用戶 自主選擇一個 XML 文檔后交由系統(tǒng)解析該 XML文檔，然后顯示到 XML 解析樹（ TreeView）上。同時為了增強系統(tǒng)的安全性、優(yōu)化用戶體驗，需要對用戶界面、系統(tǒng)容錯能力、多線程下系統(tǒng)抗性等方面進行設計，所以設計子模塊還包括用戶界面設計模塊、系統(tǒng)容錯抗性設計。在動態(tài)測試停止后，將該保存的三組數(shù)據(jù)傳遞給 Matlab 處理，當 Matlab 生成了折線圖再將其顯示到用戶界面上。 表 XML中飛機俯仰角 ARINC429總線格式數(shù)據(jù)描述 中文名稱 俯仰角 變量名 ithetal 數(shù)據(jù)類型 short int (32 位 ) 實時網地址 0x10000 MSB 因子 90 LSB 因子 * Lable 324 數(shù)據(jù)范圍 32768 ~ 32767 第 0 位 * 第 8 位 LSB 第 16 位 * 第 24 位 * 第 1 位 * 第 9 位 * 第 17 位 * 第 25 位 * 第 2 位 * 第 10 位 * 第 18 位 * 第 26 位 * 第 3 位 * 第 11 位 * 第 19 位 * 第 27 位 MSB 第 4 位 * 第 12 位 * 第 20 位 * 第 28 位 符號位 第 5 位 * 第 13 位 * 第 21 位 * 第 29 位 1 第 6 位 * 第 14 位 * 第 22 位 * 第 30 位 1 第 7 位 * 第 15 位 * 第 23 位 * 第 31 位 奇偶校驗位 信號轉換動態(tài)測試數(shù)據(jù)轉換前后對比及誤差圖需求分析 根據(jù)要求需要對動態(tài)變化的測試數(shù)據(jù)繪制轉換前后對比圖與誤差分析圖。因此針對飛機俯仰角信號需要完成的任務即是把 90～ 90 的 32 位浮點數(shù)格式的數(shù)據(jù)通過轉換算法映射到 ARINC429 總線接口的 8～ 28 位中。飛機俯仰角 ARINC429總線格式數(shù)據(jù)前 0～ 7 位用于識別數(shù)據(jù)類型和與數(shù)據(jù)相對應的參數(shù)，它決定了數(shù)據(jù)字剩余部分的 數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)譯碼方法，常用 Lable 表示； 28 位為符號位， 1 表示負數(shù)，0 表示正數(shù)， 29～ 30 位固定為 11， 31 位為奇偶校驗位。 俯仰角轉換需求分析 飛機俯仰角 ARINC429 總線格式數(shù)據(jù)描述如表 所示，為 32 位有符號整數(shù)格式。 表 XML中 氣壓高度 1553B總線格式數(shù)據(jù)描述 中文名稱 氣壓高度 變量名 usHp 數(shù)據(jù)類型 unshort int(16 位 ) 實時網地址 0x1001a MSB 因子 16384 LSB 因子 * 數(shù)據(jù)范圍 0~65535m ... 第 0 位 LSB 第 8 位 * 第 1 位 * 第 9 位 * 第 2 位 * 第 10 位 * 第 3 位 * 第 11 位 * 第 4 位 * 第 12 位 * 第 5 位 * 第 13 位 * 第 6 位 * 第 14 位 * 第 7 位 * 第 15 位 MSB 物理信號與 ARINC429 總線格式數(shù)據(jù)轉換需求分析 由 XML 文檔可以知道，只有俯仰角信號同時具有 1553B 總線和 ARINC429 總線格式的轉換，且俯仰角信號在板卡之中仍舊采用二進制存儲。 氣壓高度 1553 總線格式數(shù)據(jù)描述如表 所示，為 16 位無符號整數(shù)格式，因此數(shù)據(jù)范圍是 0~65535m。 表 XML中 最小無線電高度 1553B總線格式數(shù)據(jù)描述 中文名稱 最小無線電高度 變量名 usHrmin 數(shù)據(jù)類型 unsigined short(16 位 ) 實時網地址 0x10008 MSB 因子 LSB 因子 數(shù)據(jù)范圍 0~65535m ... 第 0 位 LSB 第 8 位 * 第 1 位 * 第 9 位 * 第 2 位 * 第 10 位 * 第 3 位 * 第 11 位 * 第 4 位 * 第 12 位 * 第 5 位 * 第 13 位 * 第 6 位 * 第 14 位 * 第 7 位 * 第 15 位 MSB 氣壓高度轉換需求分析 氣壓高度就是通過測量飛行器的當前高度或者氣壓，根據(jù)航空的氣壓高度表，獲得飛行器當前的飛行狀態(tài)，例如外層空氣氣壓、某時間段內氣壓變化等。 最小無線電高度 1553 總線格式數(shù)據(jù)描述如表 所示，為 16 位無符號整數(shù)格式，因此數(shù)據(jù)范圍是 0~65535m。由于此信號要求采用轉換算法，那么針對俯仰角信號需要完成的任務即是把 90~90deg 的 32 位浮 點數(shù)格式的數(shù)據(jù)通過轉換算法映射到1553B 總線接口的 16 位中。當 X 軸的正半軸位于過坐標原點的水平面之上時，俯仰角為正，按習慣，俯仰角 θ 的范圍： π/2≤θ≤π/2。本設計目的是將以上物理量轉換為對應的總線格式，下面將先論述這三種信號轉換為1553B 格式的需求分析。重復此過程，直至整個文檔解析完畢，顯示 XML 解析樹。由根節(jié)點出發(fā)，凡是非文本類型則向下遞歸，是文本類型則返回上一級。擁有子節(jié)點的為非文本類型節(jié)點，不擁有子節(jié)點的節(jié)點為文本類型節(jié)點。在不同的設備之中 SignalFormat的內容各不相同。在 Device 節(jié)點的子節(jié)點中保存的是該設備的所有具體信息。2=著陸 /含義 /字段 /屬性 /Signal /SignalFormat SignalFormat Name1553格式 /Name 沈陽航空航天大學畢業(yè)設計（論文） 11 Signal 中文名稱 最小無線電高度（ Hrmin） /中文名稱 變量名稱 usHrmin/變量名稱 數(shù)據(jù)類型 unsigned short（ 16位） /數(shù)據(jù)類型 MSBEnable0/MSBEnable MSBValue/MSBValue MSB15/MSB LSB0/LSB LSBValue/LSBValue 實時網地址 0x10008/實時網地址 /Signal /SignalFormat SignalFormat Name物理量格式 /Name Signal 中文名稱 主命令 /中文名稱 變量名稱 iModeCommd/變量名稱 數(shù)據(jù)類型 int（ 32位） /數(shù)據(jù)類型