 |
Функции файлового ввода-вывода
|
|
|
|
int save_full_file(char*, float*, float*, float*, parametrs);
Назначение: функция выполняет сохранение результатов в файл. Результаты сохраняются в виде таблицы. Перед таблицей будут описаны параметры цепи.
Интерфейс: первым значением функция принимает имя файла, далее идут три указателя на массивы(отсчетов времени, входного и выходного сигналов), последним параметром структура parameters. В случае успешного сохранения функция вернет 1, а в случае ошибки – 0
int save_maxima_file(char*, char*, char*, float*, float*, float*, parametrs);
Назначение: функция выполняет сохранение результатов в текстовые файлы: каждый массив сохраняется в отдельный файл. Это делается для чтения этих файлов программой wxMaxima.
Интерфейс: первые три параметра – имена файлов (для отсчетов времени, для входного и для выходного сигналов), далее идут три указателя на массивы(отсчетов времени, входного и выходного сигналов), последним параметром идет структура parameters. В случае успешного сохранения функция вернет 1, а в случае ошибки – 0
Результат: После успешного выполнения этой функции в папке проекта будут сохранены три текстовых файла.
void load_file(char*, parametrs*);
Назначение: функция читает входные параметры из текстового файла
Интерфейс: функция принимает имя файла, который нужно прочитать, и указатель на структуру parameters. Считываемые значения записываются в структуру. Возвращаемое значение отсутствует
Результат: После успешного выполнения этой функции переменная структуры будет содержать рабочий набор параметров цепи.
Таблица констант
| Имя | Назначение |
| MAXSIZE | Максимальный размер рабочих массивов |
| ci_N | Минимальное количество точек |
| F_O_FULL | Имя файла для результатов |
| F_O_MAXIMA_TIME | Имя файла для массива времени |
| F_O_MAXIMA_UI | Имя файла для массива входного сигнала |
| F_O_MAXIMA_UO | Имя файла для массива выходного сигнала |
| F_INPUT | Имя файла с входными параметрами |
| EXIT_CODE | Код выхода из меню |
Таблица идентификаторов
|
|
|
| Имя | Тип | Назначение |
| c | char | Используется в конструкции switch. Хранит код пункта меню, который выбрал пользователь |
| p; | typedef struct { int n; float tn; float tk; float t1; float t2; float ui1; float ui2; float uimax; float uimin; float uomax; float uomin; } parametrs; | Структура, хранящая все текущие рабочие параметры (параметры цепи) Определена для облегчения передачи аргументов функции. Так как намного легче передать функции один параметр, чем 11. |
| af_time[MAXSIZE] | float | Массив отсчетов времени |
| af_uin[MAXSIZE] | float | Массив входного сигнала |
| af_uout[MAXSIZE] | float | Массив выходного сигнала |
Тестирование программы
Тест 1
Верхняя граница входного сигнала U1 = 100 В
Нижняя граница входного сигнала U2 = 0
Начальное время tn = -5 с
Конечное время tk = 15 c
Отсчет времени t1 = 2 с
Отсчет сигнала 1 0 В
Отсчет сигнала 2 10 В
Верхняя граница выходного сигнала 0 В
Нижняя граница выходного сигнала 50 В
Входной сигнал:
Передаточная характеристика:
Выходной сигнал в wxMaxima
Входной сигнал по точкам
Выходной сигнал по точкам:
Таблица Расчетов
| Time | Uin | Uout |
| -5 -4.8995 -4.799 -4.6985 -4.598 -4.4975 -4.397 -4.2965 -4.196 -4.0955 -3.995 -3.8945 -3.794 -3.6935 -3.593 -3.4925 -3.392 -3.2915 -3.191 -3.0905 -2.9899 -2.8894 -2.7889 -2.6884 -2.5879 -2.4874 -2.3869 -2.2864 -2.1859 -2.0854 -1.9849 -1.8844 -1.7839 -1.6834 -1.5829 -1.4824 -1.3819 -1.2814 -1.1809 -1.0804 -0.98 | f(-5)=0 f(-4.8995)=1.4358 f(-4.799)=2.8715 f(-4.6985)=4.3073 f(-4.598)=5.743 f(-4.4975)=7.1788 f(-4.397)=8.6145 f(-4.2965)=10.05 f(-4.196)=11.486 f(-4.0955)=12.922 f(-3.995)=14.358 f(-3.8945)=15.793 f(-3.794)=17.229 f(-3.6935)=18.665 f(-3.593)=20.101 f(-3.4925)=21.536 f(-3.392)=22.972 f(-3.2915)=24.408 f(-3.191)=25.844 f(-3.0905)=27.279 f(-2.9899)=28.715 f(-2.8894)=30.151 f(-2.7889)=31.587 f(-2.6884)=33.022 f(-2.5879)=34.458 f(-2.4874)=35.894 f(-2.3869)=37.33 f(-2.2864)=38.765 f(-2.1859)=40.201 f(-2.0854)=41.637 f(-1.9849)=43.073 f(-1.8844)=44.508 f(-1.7839)=45.944 f(-1.6834)=47.38 f(-1.5829)=48.816 f(-1.4824)=50.251 f(-1.3819)=51.687 f(-1.2814)=53.123 f(-1.1809)=54.559 f(-1.0804)=55.994 f(-0.98)=57.43 | time=-5 p(0)=0 time=-4.8995 p(1.4358)=7.1788 time=-4.799 p(2.8715)=14.358 time=-4.6985 p(4.3073)=21.536 time=-4.598 p(5.743)=28.715 time=-4.4975 p(7.1788)=35.894 time=-4.397 p(8.6145)=43.073 time=-4.2965 p(10.05)=50 time=-4.196 p(11.486)=50 time=-4.0955 p(12.922)=50 time=-3.995 p(14.358)=50 time=-3.8945 p(15.793)=50 time=-3.794 p(17.229)=50 time=-3.6935 p(18.665)=50 time=-3.593 p(20.101)=50 time=-3.4925 p(21.536)=50 time=-3.392 p(22.972)=50 time=-3.2915 p(24.408)=50 time=-3.191 p(25.844)=50 time=-3.0905 p(27.279)=50 time=-2.9899 p(28.715)=50 time=-2.8894 p(30.151)=50 time=-2.7889 p(31.587)=50 time=-2.6884 p(33.022)=50 time=-2.5879 p(34.458)=50 time=-2.4874 p(35.894)=50 time=-2.3869 p(37.33)=50 time=-2.2864 p(38.765)=50 time=-2.1859 p(40.201)=50 time=-2.0854 p(41.637)=50 time=-1.9849 p(43.073)=50 time=-1.8844 p(44.508)=50 time=-1.7839 p(45.944)=50 time=-1.6834 p(47.38)=50 time=-1.5829 p(48.816)=50 time=-1.4824 p(50.251)=50 time=-1.3819 p(51.687)=50 time=-1.2814 p(53.123)=50 time=-1.1809 p(54.559)=50 time=-1.0804 p(55.994)=50 time=-0.98 p(57.43)=50 |
|
|
|
Задний фронт входного и выходного сигнала:
back front Uout = 1.005030
back front Uin = 10.452286
Заключение
На данный момент написанная программа способна:
· Рассчитывать входной и выходной сигналы
· Находить длительность заднего фронта выходного сигнала
· Выбирать варианты считывания рабочего набора
· Записывать результаты в текстовый файл
Приложение
Код С
Main.c
#include "include.h"
int main(void) {
char c;
float acc; // точность, используется в пункте 4
parametrs p; // содержит текущий рабочий набор (параметры цепи)
float af_time[MAXSIZE], af_uin[MAXSIZE], af_uout[MAXSIZE];
printf("COURSE WORK. VARIANT 31\n\n");
while ((c = menu())!= EXIT_CODE) {
switch(c) {
case 1: { // рабочий набор по умолчанию
p.n = 11;
p.tn = -10.0;
p.tk = 8.0;
p.t1 = -8.0;
p.t2 = 6.0;
p.ui1 = -1.0;
p.ui2 = 3.0;
p.uimax = 30.0;
p.uimin = 0.0;
p.uomax = 30.0;
p.uomin = -10.0;
printf("______________________________________\n");
printf("Control calculation in %d points\n", p.n);
create(af_time, af_uin, af_uout, p);
display(af_time, af_uin, af_uout, p);
break;
} //case 1
case 2: { // чтение входных параметров из файла
//char filename[30];
//printf("filename: ");
//gets(filename);
//load_file(filename, &p);
load_file(F_INPUT, &p);
printf("___________________________________________________\n");
printf("Control calculation in %d points\n", p.n);
create(af_time, af_uin, af_uout, p);
display(af_time, af_uin, af_uout, p);
break;
} //case 2
case 3: { //ввод параметров с клавиатуры
printf("n = "); scanf("%d", &p.n);
printf("tn = "); scanf("%f", &p.tn);
printf("tk = "); scanf("%f", &p.tk);
printf("t1 = "); scanf("%f", &p.t1);
printf("t2 = "); scanf("%f", &p.t2);
printf("ui1 = "); scanf("%f", &p.ui1);
printf("ui2 = "); scanf("%f", &p.ui2);
printf("uimax = "); scanf("%f", &p.uimax);
|
|
|
printf("uimin = "); scanf("%f", &p.uimin);
printf("uomax = "); scanf("%f", &p.uomax);
printf("uomin = "); scanf("%f", &p.uomin);
printf("___________________________________________________\n");
printf("Control calculation in %d points\n", p.n);
create(af_time, af_uin, af_uout, p);
display(af_time, af_uin, af_uout, p);
break;
} //case 3
case 4: { // вывод на экран длительности заднего фронта выходного сигнала
printf("___________________________________________________\n");
//acc = 0.12;
printf("Input accuraty = "); scanf("%f", &acc);
printf("Control calculation with accuraty = %-10.5f\n", acc);
printf("back front Uout = %f\n", front(acc, p));
printf("___________________________________________________\n");
break;
} //case 4
case 5: { //сохранение результатов в файл
printf("___________________________________________________\n");
create(af_time, af_uin, af_uout, p);
if (save_full_file(F_O_FULL, af_time, af_uin, af_uout, p)) printf("Full file saved!\n");
printf("___________________________________________________\n");
break;
} //case 5
case 6: { //формирование файлов для wxMaxima
printf("___________________________________________________\n");
create(af_time, af_uin, af_uout, p);
if (save_maxima_file(F_O_MAXIMA_TIME, F_O_MAXIMA_UI, F_O_MAXIMA_UO, af_time, af_uin, af_uout, p)) printf("Maxima files saved!!\n");
printf("___________________________________________________\n");
break;
} //case 6
case 7: {
info();
break;
} //case 7
default: {
printf("___________________________________________________\n");
printf("ERROR: out of range\n");
printf("___________________________________________________\n");
break;
} //default
} //switch
} //while
printf("GOOD BYE!\n");
return 0;
} //main()
Library.c
#include "include.h"
// interface
// меню
int menu(void) {
int choice = 0;
printf("1.. To calculate with default parametrs press 1\n");
printf("2.. To input parametrs from file press 2\n");
printf("3.. To input free parametrs press 3\n");
printf("4.. To calculate back front of Uout press 4\n");
printf("5.. To save all calculations in.txt files press 5\n");
printf("6.. To save calculations for wxMaxima press 6\n");
printf("7.. To show information about programm press 7\n");
printf("0.. Press %d to exit\n\n", EXIT_CODE);
printf("waiting user input... ");
scanf("%d%*c", &choice);
return choice;
}
// вывод таблицы на экран
void display(float* f_time, float* f_uin, float* f_uout, parametrs st) {
int i;
printf("n = %d\ntn = %.3f\ntk = %.3f\nt1 = %.3f\nt2 = %.3f\n", st.n, st.tn, st.tk, st.t1, st.t2);
printf("ui1 = %.3f\nui2 = %.3f\nuimax = %.3f\nuimin = %.3f\n", st.ui1, st.ui2, st.uimax, st.uimin);
printf("uomax = %.3f\nuomin = %.3f\n\n", st.uomax, st.uomin);
printf("%-5s | %-7s | %-10s | %-10s\n", "step", "time", "u_in", "u_out");
|
|
|
for (i = 0; i < (st.n); i++) {
printf("%-5d | %-7.3lf | %-10.4lf | %-10.6lf\n", i + 1, f_time[i], f_uin[i], f_uout[i]);
}
printf("___________________________________________________\n");
}
// вывод информации о программе
void info(void) {
printf("___________________________________________________\n");
printf("Cource work. variant 31\n");
printf("Implements by Nikonov Danil\n");
printf("Group: 904. SPBSUT\n");
printf("2010 year\n");
printf("___________________________________________________\n");
}
// arrays
//формирование трех массивов
void create(float* f_time, float* f_uin, float* f_uout, parametrs st) {
times(f_time, st);
uins(f_uin, f_time, st);
uouts(f_uout, f_uin, st);
}
// подсчет шага при заданных начальном, конечном значениях и количестве точек
float step(float f_tn, float f_tk, int i_n) {
return ((f_tk - f_tn)) / ((float)(i_n - 1));
}
//формирование массива отсчетов времени
void times(float* f_a, parametrs st) {
float f_step = step((st.tn), (st.tk), (st.n));
float f_current = st.tn;
int i;
for (i = 0; i < (st.n); i++) {
*f_a = f_current;
f_current += f_step;
f_a++;
}
}
//формирование массива входного сигнала
void uins(float* f_uin, float* f_time, parametrs st) {
int i;
for (i = 0; i < (st.n); i++) {
if (*f_time < (st.tn)) { *f_uin = st.uimin; }
else if (*f_time < (st.t1)) {
*f_uin = (*f_time - (st.tn)) * ((st.uimax) - (st.uimin)) / ((st.t1) - (st.tn)) + (st.uimin);
}
else if (*f_time < (st.t2)) { *f_uin = (st.uimax); }
else if (*f_time < (st.tk)) {
*f_uin = (*f_time - (st.t2)) * ((st.uimin) - (st.uimax)) / ((st.tk) - (st.t2)) + (st.uimax);
}
else { *f_uin = (st.uimin);}
f_time++;
f_uin++;
}
}
//формирование массива выходного сигнала (передаточная характеристика)
void uouts(float* f_uout, float* f_uin, parametrs st) {
int i;
for (i = 0; i < (st.n); i++) {
if (*f_uin <= (st.ui1)) { *f_uout = (st.uomin); }
else if (*f_uin < (st.ui2)) {
*f_uout = (*f_uin - (st.ui1)) * ((st.uomax) - (st.uomin)) / ((st.ui2) - (st.ui1)) + (st.uomin);
}
else { *f_uout = (st.uomax); }
f_uin++;
f_uout++;
}
}
//подсчет количества точек для достижение требуемой точности
int points_in_array_b(parametrs st, float acc) {
int i_points = ci_N;
float f_step = step(st.tn, st.tk, i_points);
while (f_step > acc) {
i_points*=2;
f_step = step(st.tn, st.tk, i_points);
}
return i_points;
}
// нахождение длительности заднего фронта выходного сигнала
float front(float acc, parametrs st) {
int i;
float p, w, v = 10000, f_max;
float time[MAXSIZE] = {0}, uin[MAXSIZE] = {0}, uout[MAXSIZE] = {0};
int i_front_min, i_front_max;
do {
create(time, uin, uout, st);
//находим максимальное в массиве
f_max = uout[0];
for (i = 0; i < (st.n); i++) { if (uout[i] > f_max) f_max = uout[i]; }
//находим точки, по которым будем считать задний фронт выходного сигнала
for (i = 0; i < (st.n); i++) {
if ((uout[i] < 0.9 * f_max) && (uout[i + 1] > 0.9 * f_max)) i_front_min = i;
if ((uout[i] < 0.1 * f_max) && (uout[i + 1] > 0.1 * f_max)) i_front_max = i;
}
//длительность заднего фронта выходного сигнала
w = time[i_front_min] - time[i_front_max];
p = fabs(w - v);
if (w) v = w;
(st.n)*= 2;
if ((st.n) >= (MAXSIZE/2)) { break;}
} while (p > acc);
if (p < acc) {
return w;
} else {
printf("Demand accuraty do not reached!!;");
return 0;
}
}
// fileIO
// читаем параметры из файла
void load_file(char* name, parametrs* st) {
FILE* filestream;
if (filestream = fopen(name, "r")) {
fscanf(filestream, "%d", &(st -> n));
fscanf(filestream, "%f", &(st -> tn));
fscanf(filestream, "%f", &(st -> tk));
|
|
|
fscanf(filestream, "%f", &(st -> t1));
fscanf(filestream, "%f", &(st -> t2));
fscanf(filestream, "%f", &(st -> ui1));
fscanf(filestream, "%f", &(st -> ui2));
fscanf(filestream, "%f", &(st -> uimax));
fscanf(filestream, "%f", &(st -> uimin));
fscanf(filestream, "%f", &(st -> uomax));
fscanf(filestream, "%f", &(st -> uomin));
fclose(filestream);
} else {
printf("ERROR: could not open file %s!!\n", name);
}
}
//сохранение результатов в файл
int save_full_file(char* name, float af_time[], float af_uin[], float af_uout[], parametrs st) {
const time_t timer = time(NULL);
FILE *filestream;
int i;
if(filestream = fopen(name, "w")) {
fprintf(filestream, "SAVE TIME %s\n", ctime(&timer));
fprintf(filestream, "n = %d\ntn = %.3f\ntk = %.3f\nt1 = %.3f\nt2 = %.3f\n", st.n, st.tn, st.tk, st.t1, st.t2);
fprintf(filestream, "ui1 = %.3f\nui2 = %.3f\nuimax = %.3f\nuimin = %.3f\n", st.ui1, st.ui2, st.uimax, st.uimin);
fprintf(filestream, "uomax = %.3f\nuomin = %.3f\n\n", st.uomax, st.uomin);
fprintf(filestream, "%-5s | %-7s | %-10s | %-10s\n", "step", "time", "u_in", "u_out");
for (i = 0; i < (st.n); i++) {
fprintf(filestream, "%-5d | %-7.3lf | %-10.4lf | %-10.4lf\n", i + 1, af_time[i], af_uin[i], af_uout[i]);
}
fclose(filestream);
return 1;
} else {
printf("ERROR: could not open file %s!!\n", name);
return 0;
}
}
//создание файлов для построения дискретного графика в wxMaxima
int save_maxima_file(char* name1, char* name2, char* name3, float af_time[], float af_uin[], float af_uout[], parametrs st) {
FILE *filestream_t;
FILE *filestream_ui;
FILE *filestream_uo;
int i;
if (filestream_t = fopen(name1, "w")) {
if (filestream_ui = fopen(name2, "w")) {
if (filestream_uo = fopen(name3, "w")) {
for (i = 0; i < (st.n); i++) {
fprintf(filestream_t, "%-10.3lf", af_time[i]);
fprintf(filestream_ui, "%-7.3lf", af_uin[i]);
fprintf(filestream_uo, "%-7.3lf", af_uout[i]);
}
fclose(filestream_ui);
fclose(filestream_uo);
fclose(filestream_t);
return 1;
} else {
printf("ERROR: could not open file %s!!\n", name3);
return 0;
}
} else {
printf("ERROR: could not open file %s!!\n", name2);
return 0;
}
} else {
printf("ERROR: could not open file %s!!\n", name1);
return 0;
}
}
Include.h
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <time.h>
#ifndef CONSTS_H
#define CONSTS_H
#define MAXSIZE 30000
#define ci_N 11
#define F_O_FULL "full.txt"
#define F_O_MAXIMA_TIME "maxima_time.txt"
#define F_O_MAXIMA_UI "maxima_ui.txt"
#define F_O_MAXIMA_UO "maxima_uo.txt"
#define F_INPUT "input.txt"
#define EXIT_CODE 0
#endif //CONSTS_H
#ifndef STRUCT_H
#define STRUCT_H
typedef struct {
int n;
float tn;
float tk;
float t1;
float t2;
float ui1;
float ui2;
float uimax;
float uimin;
float uomax;
float uomin;
} parametrs;
#endif //STRUCT_H
#ifndef INCLUDE_H
#define INCLUDE_H
//work_with_arrays
/* работа с массивами */
//создание трех рабочих массивов
void create(float*, float*, float*, parametrs);
//вычисление шага по начальному, конечному времени и количеству точек
float step(float, float, int);
//создание массива отсчетов времени
void times(float*, parametrs);
// создание массива входного сигнала
void uins(float*, float*, parametrs);
// создание массива выходного сигнала
void uouts(float*, float*, parametrs);
// нахождение кол-ва точек для достижения необходимой точности
int points_in_array_b(parametrs, float);
// нахождение длительности заднего фронта
float front(float, parametrs);
//interface
/* интерфейс */
// меню
int menu(void);
// вывод таблицы на экран
void display(float*, float*, float*, parametrs);
// информация о программе
void info(void);
//fileIO
/* файловый ввод - вывод */
// сохранение результатов в файл
int save_full_file(char*, float*, float*, float*, parametrs);
// сохранение файла для wxMaxima
int save_maxima_file(char*, char*, char*, float*, float*, float*, parametrs);
// чтение рабочих параметров из файла
void load_file(char*, parametrs*);
#endif //INCLUDE_H
|
|
|
