Added some documentation

Documentation_rus/sisupr_short_descr_and_commands_TeX/main.tex

@@ -0,0 +1,522 @@
+\documentclass[a4paper,12pt]{extarticle}
+\usepackage{listings}
+\usepackage{/home/eddy/ed}
+\lstset{basicstyle=\small,breaklines=true,language=Octave,
+	extendedchars=true,aboveskip=1em,belowcaptionskip=5pt,
+	prebreak = \hbox{%
+\normalfont\small\hfill\green{\ensuremath{\hookleftarrow}}},
+	postbreak = \hbox to 0pt{%
+\hss\normalfont\small\green{\ensuremath{\hookrightarrow}}\hspace{1ex}},
+	commentstyle=\color{blue},showspaces=false,
+	showstringspaces=false,stringstyle=\bfseries\color[rgb]{0.6,0,1},
+	numbers=left,numberstyle=\tiny,stepnumber=2,
+	keywordstyle=\bfseries\color[rgb]{0,0.1,0.5},
+	frameround=tttt,frame=trBL,tabsize=4,backgroundcolor=\color[rgb]{.9,.9,1}}
+\lstloadlanguages{Octave}
+\def\lstlistingname{Листинг}
+\def\lstref#1{(см.~листинг~\ref{#1})}
+\graphicspath{{./pic/}}
+\nocolon
+\title{Краткое описание и протокол команд системы управления ИК-спектрометром БТА}
+\begin{document}
+\maketitle
+\section{Краткое описание}
+\subsection{Назначение и возможности системы}
+Система управления ИК-спектрометром разработана на основе ARM~--~микроконтроллера
+STM32F103VET6 (или аналогичного с объемом флеш-памяти не меньше 32\,Кб).
+
+В базовом режиме система управления способна выполнять следующие \textbf{функции}:
+\begin{itemize}
+\item \textit{Управление затвором}: программное, ручное (при помощи тумблера) и по сигналу с системы
+сбора (подтяжка сигнального контакта к земле). Наименьший приоритет имеет ручное управление затвором
+(чтобы избежать блокировки управления затвором при включении прибора с положением тумблера в позиции
+<<затвор открыт>>). Электрический импульс на затвор подается лишь в том случае, если
+конденсатор в цепи управления затвором заряжен до напряжения не меньше~$20\,$В, в противном случае
+накопленного конденсатором заряда будет недостаточно для активации затвора. Постоянная времени
+$3RC=0.66\,$с определяет максимальное время полного заряда конденсатора (соответственно, заряд до
+напряжения~$20\,$В составит не более~$0.5\,$с), внося ограничение на минимальную экспозицию.
+В случае поступления запроса на изменение состояния затвора, когда конденсатор еще недостаточно
+заряжен, система управления отложит исполнение запроса до момента зарядки конденсатора.
+
+Открытие\slash закрытие затвора осуществляется путем коммутации его обмоток к заряженному
+конденсатору емкостью~2200\,мкФ посредством H-моста TLE5205. При этом анализируется состояние флага
+ошибки моста: при инициализации проверяется, подключен ли затвор (проверка на обрыв); при
+управлении затвором анализируется отсутствие короткого замыкания. В случае выявления ошибки
+система управления один раз в секунду делает попытку реинициализации затвора, при этом индикатор
+открытия затвора мигает, а в консоль управления (если она находится в символьном режиме) выдается
+сообщение об ошибке. Как только проблема устранена и затвор успешно инициализирован, индикатор
+затвора гаснет.
+
+Положение затвора контролируется посредством геркона, контакты которого замыкаются миниатюрным
+магнитом в полностью открытом состоянии затвора. Если состояние геркона не соответствует состоянию
+затвора, система сообщает об ошибке и устанавливает состояние затвора в <<неинициализированный>>.
+
+
+\item \textit{Условное измерение времени работы} (т.к. система управления не имеет в своем составе
+часов реального времени, возможно лишь измерение количества тактов, прошедших с момента последнего
+сброса). Система имеет два беззнаковых 32-битных счетчика: один служит для измерения количества
+условных миллисекунд, прошедших с момента последнего сброса, второй~--- для измерения количества
+переполнений первого счетчика (принципиально же это событие маловероятно, т.к. переполнение
+счетчика возникнет не раньше, чем через $49.7\,$суток работы системы).
+
+
+\item \textit{Опрос до восьми платиновых терморезисторов} HEL-705 (сопротивление при $0\degr$C
+1\,кОм) с выдачей измеренного встроенным 12-битным АЦП сопротивления для последующего преобразования
+согласно формуле из	руководства (либо экспериментальному калибровочному графику) на персональном
+компьютере.
+Итоговая точность измерения температуры не хуже $\pm1.5\degr$C.
+Преобразование измеренного значения ADU~($v$) в сопротивление в сотых долях Ома~($R$) выполняется
+целочисленно по формуле
+$$ R_i = \frac{v_i\cdot m_i}{(2^{12} - v_i)\cdot d_i},$$
+где $i$~-- номер канала измерения, $m$~и~$d$~-- калибровочные коэффициенты (вычисляются по
+калибровке каждого канала из разложения полученных значений с плавающей точкой в цепные дроби).
+По умолчанию (в соответствии с тем, что сопротивление опорного резистора составляет~1\,кОм, по
+умолчанию все $m=100000$, $d=1$).
+
+Согласно документации на используемые платиновые терморезистивные датчики, их сопротивление имеет
+следующую зависимость от температуры:
+$$
+R = R_0(1+A\cdot T+B\cdot T^2-100C\cdot T^3+C\cdot T^4),
+$$
+где
+\begin{description}
+\item $R_0 = 1000\,$Ом~-- сопротивление датчика при~$0\degr$C;
+\item $A=3.81\cdot10^{-3}$;
+\item $B = -6.02\cdot10^{-7}$;
+\item $C = \begin{cases}
+            -6.0\cdot10^{-12}&\text{при $T<0\degr C$};\\
+            0&\text{в остальных случаях.}
+           \end{cases}
+$
+\end{description}
+
+Вычисление температуры можно выполнить путем аппроксимации обратной зависимости, например, таким
+скриптом Octave:
+\begin{lstlisting}
+function Tout = H705(Rin)
+% Converts resistance of TRD into T (degrC)
+  _alpha = 0.00375;
+  _beta = 0.16;
+  _delta = 1.605;
+  T = [-200:0.1:50];
+  _A = _alpha + _alpha*_delta/100.;
+  _B = -_alpha*_delta/1e4;
+  _C = zeros(size(T));
+  _C(find(T<0.)) = -_alpha*_beta/1e8;
+  rT = 1000.*(1 + _A*T + _B*T.^2 - _C.*T.^3*100. + _C.*T.^4);
+  Tout = interp1(rT, T, Rin, 'spline')
+endfunction
+\end{lstlisting}
+
+\item \textit{Измерение напряжения} на конденсаторе, управляющем затвором, и напряжения
+питания~$10\div12\,$В. Напряжение измеряется в сотых долях Вольта, преобразование также выполняется
+целочисленным делением, исходя из значений сопротивлений в плечах резисторных делителей, с которых
+снимается измеряемое напряжение. Напряжения измеряются по формуле:
+$$U_i = v_i\cdot\frac{m_i}{d_i},$$
+где $U_i$~-- измеряемое напряжение в сотых долях Вольта, остальные коэффициенты аналогичны
+измерению сопротивления терморезисторов.
+
+По умолчанию коэффициенты являются наилучшим (через цепные дроби) приближением коэффициентов:
+$\frac{4700}{56000}\approx\frac{26}{25}$ для напряжения на конденсаторе затвора (резисторы в плечах
+имеют сопротивление $4.7\,$кОм и~$56\,$кОм) и $\frac{4700}{12000}\approx\frac{2}{7}$ для напряжения
+питания (соответственно, $4.7\,$кОм и~$12\,$кОм).
+
+
+\item \textit{Смену калибровочных коэффициентов} (коэффициенты хранятся в перезаписываемом блоке
+флеш-памяти микроконтроллера). Для измерения коэффициентов рекомендуется произвести измерение
+реальных значений сопротивления в каждом канале измерения температуры, а также напряжений на
+конденсаторе затвора и питания, вычислить поправочный множитель, определить значения новых
+коэффициентов на основе текущих значений (система управления позволяет отобразить все величины,
+хранящиеся в перезаписываемом блоке флеш-памяти микроконтроллера).
+
+
+\item \textit{Управление шаговыми двигателями} линейных трансляторов и турелей спектрометра.
+Аппаратно заложено ограничение на движение линейных трансляторов (при нахождении на концевом
+выключателе транслятор можно перемещать лишь в противоположную от концевика сторону). Все шаговые
+двигатели можно вращать на определенное количество шагов относительно текущей позиции. После
+останова шагового двигателя система сообщает его текущее условное положение в количестве шагов (шаги
+отсчитываются в условном положительном направлении вращения шаговых двигателей, для турелей от
+позиции~\No\,1, для линейных трансляторов~--- от концевика <<минус>>). Для однозначного сброса
+счетчиков позиций шаговых двигателей необходимо перед началом работы установить все турели в
+позиции~\No\,1, а все линейные трансляторы сместить в <<минусовую>> область до упора в концевик.
+
+В связи со схемотехническими ошибками реализации текущей версии системы управления во избежании
+возгорания драйверов шаговых двигателей программно запрещено управление более чем двумя двигателями
+одновременно, причем, оба двигателя не могут находиться в одной и той же группе (первая группа~---
+турели, вторая группа~--- линейные трансляторы). При длительной работе двигателей их драйверы
+нагреваются, поэтому желательно установить радиаторы на драйверы шаговых двигателей.
+
+По умолчанию скорости работы двигателей первой группы устанавливаются в значение~333\,шага в
+секунду, а двигателей второй группы~--- в~500 шагов в секунду. Это соответствует одному обороту
+турели за 6~секунд и движению линейных трансляторов со скоростью $1.25\,$мм/с (полное перемещение
+транслятора дифракционных решеток и маски зрачка за 2~минуты, полное перемещение фокусировочного
+транслятора за 8 секунд). Однако, т.к. при старте шаговых двигателей используется разгон (для
+увеличения стартового момента силы в течение первых 64~шагов двигатель линейно ускоряется от
+$1/16\,$базовой скорости), а также турели приостанавливаются на 50\,мс в каждой фиксированной
+позиции (для точного определения положения), полные перемещения занимают несколько большее время.
+
+Для ускорения времени вращения турелей из одного положения в другое система управления выбирает
+кратчайшую траекторию (т.е. турель с шестью позициями при переводе из позиции~<<1>> в позицию~<<2>>
+будет вращаться по направлению $1\arr2$, а при переводе из позиции~<<1>> в позицию~<<6>>~--- в
+направлении $1\arr6$). <<Положительные>> направления вращения турелей не совпадают, а определяются
+расположением кодирующих магнитов.
+
+\item \textit{Световую индикацию}. Зеленый светодиод в верхней части стенки корпуса системы
+управления со стороны тумблеров отображает готовность системы к работе (прошла вся инициализация и
+система ожидает ввода команд), красный светодиод отображает открытое состояние затвора (в случае
+обрыва или короткого замыкания этот индикатор мигает). Также в нижней части панели размещены три
+светодиода для пассивной индикации наличия питающих напряжений (зеленый~--- наличие напряжения
+$+12\,$В, желтый~--- наличие напряжения $+36\,$В) и подключению этих напряжений к силовому
+коммутационному разъему микроконтроллера (красный светодиод).
+\end{itemize}
+
+
+
+
+В \textbf{расширенном режиме} (часть функций еще не реализована) система способна также:
+\begin{itemize}
+\item \textit{Проводить мониторинг температур} с точностью не хуже~$\pm0.3\degr$C при помощи
+внешнего блока АЦП (AD7794) с 16-канальными аналоговыми коммутаторами (ADG506A либо NX3L4051; вторая
+система, позволяющая повысить точность измерений до~$\pm0.05\degr$C, находится в стадии разработки).
+Повышение точности измерений достигается в данном случае за счет использования 24-битного
+внешнего АЦП и использования алгоритма измерения со сменой полярности опорного тока\footnote{Henry
+He, Minimizing Errors in Multiplexed 3-Wire RTD Data-Acquisition Systems.// Analog Dialogue~--
+47-09,~-- September~2013.}.
+
+Так как данный функционал необходим лишь для тестирования температурных режимов криостата, в
+повседневном рабочем режиме он использоваться не будет.
+
+
+\item \textit{Измерять температуру внешних элементов} криостата спектрометра и системы управления
+при помощи цифровых 1-wire термодатчиков DS18B20/DS18S20 (в стадии разработки).
+
+
+\item \textit{Управлять тремя внешними нагрузками} (потребляемый ток не более 2А при продолжительном
+подключении) посредством двух нижних ключей и одного верхнего ключа (с контролем ошибок). Данный
+функционал зарезервирован для случая необходимости подогрева корпуса системы управления или
+управления прочими силовыми нагрузками.
+\end{itemize}
+
+
+
+
+Подключение к управляющему компьютеру производится посредством:
+\begin{itemize}
+\item \textit{USB}-соединения (<<виртуальный последовательный порт>>), используемого также для
+вывода диагностических сообщений при отладке;
+\item соединения через преобразователь \textit{USB$\leftrightarrow$TTL}, используемый для
+перепрограммирования микроконтроллера (параметры соединения задаются подключением по USB, по
+умолчанию это 115200/8-N-1);
+\item соединения через последовательный порт \textit{RS-232} (115200/8-N-1). Система управления
+имеет два разъема RS-232: slave (для подключения к компьютеру) и master (для подключения
+дополнительных устройств).
+\end{itemize}
+За исключением соединения по USB (с отладочными возможностями), все остальные порты являются
+равнозначными и позволяют управлять спектрометром при помощи одного и того же набора команд.
+Возможна реализация проксирования команд между портами master/slave с их перекодированием из одного
+формата в другой.
+
+\subsection{Внешний вид и средства управления и коммутации}
+\begin{pict}
+\includegraphics[width=0.8\textwidth]{sysboard}
+\label{sysboard}
+\caption{Печатная плата системы управления}
+\end{pict}
+
+На рис.~\ref{sysboard} изображена печатная плата системы управления, устанавливаемая на стойках в
+металлический двухъярусный корпус (в нижнем ярусе размещены блоки питания 12\,В и~36\,В, в
+верхнем~--- печатная плата). Для коммутации с внешними управляющими устройставми используются
+последовательный порт (справа вверху, на схеме обозначен как \textbf{RS-232 (комп.)}) и USB (в
+правой нижней части рисунка). Подключение вторичного исполнительного устройства (например,
+калибровочной платформы) выполняется при помощи второго последовательного порта (справа внизу, на
+схеме обозначен как \textbf{RS-232 (slave)}).
+
+Остальные разъемы предназначены для подключения индикаторов, датчиков и исполнительных устройств:
+\begin{description}
+\item[Разъем затвора] --- управление затвором, а также двумя нагрузками, коммутируемыми нижними
+силовыми ключами;
+\item[SPI] --- подключение внешнего АЦП;
+\item[Разъем ТРД] --- подключение восьми платиновых терморезистивных датчиков, установленных
+	внутри криостата;
+\item[Служебный разъем] --- подключение преобразователя \textit{USB$\leftrightarrow$TTL} для
+программирования	микроконтроллера, а также подключение аналогового мультиплексора при работе с
+внешним АЦП;
+\item[Разъем передней панели] --- подключение средств индикации и управления затвором,
+	расположенных на лицевой панели прибора;
+\item[Силовой разъем] --- подключение концевых выключателей, датчиков Холла, шаговых двигателей,
+	источников питания и возможность подключения нагрузки, коммутируемой верхним силовым ключом. 
+\end{description}
+
+\begin{pict}
+\includegraphics[width=0.8\textwidth]{sisupr_front}
+\label{sisuprfront}
+\caption{Лицевая панель корпуса системы управления}
+\end{pict}
+
+На рис.~\ref{sisuprfront} изображена лицевая панель системы управления. На ней размещаются (по
+обозначению на изображении):
+\begin{description}
+\item[Питание] --- силовой разъем (220\,В) питания и выключатель (<<включено>> при правом положении
+	тумблера);
+\item[0.75А] --- входной плавкий предохранитель на 0.75\,А, 220\,В;
+\item[5А] --- плавкий предохранитель, установленный после блока питания, 5\,А, 12\,В;
+\item[+12\,В] --- зеленый светодиод, отображающий наличие питающего напряжения~12\,В;
+\item[+36\,В] --- желтый светодиод, отображающий наличие питающего напряжения~36\,В;
+\item[нагрузка] --- красный светодиод, позволяющий детектировать подключение цепей <<нижнего>> и
+	<<верхнего>> ярусов (соединение выходов блоков питания с силовым разъемом системы управления);
+\item[Затвор] --- разъем для подключения затвора;
+\item[Затвор ручн.] --- тумблер ручного управления затвором (<<открыто>> при правом положении
+	тумблера);
+\item[От системы сбора] --- управляющий сигнал закрытия\slash открытия затвора от системы сбора
+(замыкание контактов вызывает закрытие затвора, размыкание~--- открытие);
+\item[Система готова] --- зеленый светодиод, отображающий готовность системы управления к работе;
+\item[Затвор открыт] --- красный светодиод, светящийся в случае, когда затвор находится в открытом
+состоянии; при ошибке затвора (короткое замыкание или обрыв) этот светодиод мигает.
+\end{description}
+
+
+\section{Символьный режим управления}
+\subsection{Описание}
+В символьном режиме управления обработка команд производится посимвольно, символ конца строки не
+имеет никакого значения и может быть использован для завершения введенных числовых
+последовательностей.
+
+После реакции на команду система управления (далее~--- СУ) производит эхо введенной команды. Если
+введена неправильная команда, вместо эха возвращается вопросительный знак.
+
+Краткую справку по командам при подключении в терминале можно узнать, нажав \verb'H'.
+
+Некоторые команды требуют ввода числового значения (в этом случае в списке после команды записано:
+\textbf{(число)}), либо даже двух числовых значений (записано \textbf{(число1) (число2)}).
+Ввод числа выполняется без эха, для окончания ввода необходимо поместить во входной поток символ,
+не являющийся цифрой (например, символ конца строки). После этого введенное число
+выводится на экран и микроконтроллер ожидает подтверждения введенного числа (командой \verb'+')
+либо отклонением его (командой \verb'-'). Прервать ввод числа можно вводом символа \verb'-' во
+время ввода числа, либо вводом любого символа кроме знака <<минус>> или цифры сразу после запроса
+на ввод числа. Команды с отметкой \textbf{(служ)} используются лишь в служебных режимах
+(калибровка, градуировка и т.п.).
+
+В случае получения неопознанных команд система управления возвращает символ вопросительного знака.
+
+\subsection{Список команд символьного режима}
+\begin{description}
+\item[A] отображение сопротивлений терморезисторов по всем восьми каналам;
+\item[B] останов всех двигателей (может также использоваться для получения информации о
+	текущем положении двигателей в шагах от условного нуля);
+%\item[C] 
+\item[D (служ)] переключение внешнего АЦП в режим двойного преобразования (по умолчанию);
+\item[E (число)] состояние концевиков двигателя с указанным номером (если <<число>> выходит за
+пределы значения $0\div4$, отображается состояние всех концевиков);
+\item[F] отображение всех данных, сохраненных в перезаписываемой области флеш-памяти (калибровочные
+	коэффициенты);
+\item[G] отображение текущего периода тактового генератора шаговых двигателей (в миллисекундах на
+	шаг);
+\item[H (служ)] отображение справки по командам микроконтроллера;
+\item[I (служ)] отключение флага инициализации внешнего АЦП;
+\item[J (число)] установить турель щелей в указанную позицию (от 1 до 8);
+\item[K (число)] установить турель фильтров~\No\,1 в указанную позицию (от 1 до 6);
+\item[L (число)] установить турель фильтров~\No\,2 в указанную позицию (от 1 до 6);
+\item[M (служ)] включить/выключить мониторинг температур;
+%\item[N]
+%\item[O]
+\item[P (служ)] (в стадии разработки) добавить в систему 1-wire термодатчик;
+%\item[Q]
+%\item[R]
+\item[S (служ)] переключение внешнего АЦП в режим одинарного преобразования (снижение точности,
+	повышение скорости);
+\item[T] отображение условного времени (в миллисекундах) с момента последнего перезапуска;
+%\item[U]
+%\item[V]
+%\item[W]
+\item[X (число)] установить период шаговых двигателей приводов линейных трансляторов в заданное
+	число микросекунд;
+%\item[Y]
+\item[Z] отображение текущей позиции (в шагах от <<минусового>> концевика или первой
+позиции турели) всех шаговых двигателей;
+%\item[a]
+%\item[b]
+\item[c] закрыть затвор;
+\item[d (служ) (число1) (число2)] изменить значение коэффициента~$d_i$ ($i={0..7}$~---
+	терморезисторы, $i=8$~--- напряжение затвора, $i=9$~--- напряжение питания);
+%\item[e]
+\item[f] сохранить во флеш-память значения измененных коэффициентов преобразования АЦП;
+\item[g (служ) (число)] коэффициент усиления внешнего АЦП;
+\item[h] отобразить значение напряжения (в сотых долях Вольта) на конденсаторе затвора;
+\item[i (служ)] инициализация внешнего АЦП;
+%\item[j]
+%\item[k]
+%\item[l]
+\item[m (служ) (число1) (число2)] изменить значение коэффициента~$m_i$ ($i={0..7}$~---
+	терморезисторы, $i=8$~--- напряжение затвора, $i=9$~--- напряжение питания);
+%\item[n]
+\item[o] открыть затвор;
+\item[p] отобразить значение основного ($+12\,$В) напряжения питания в сотых долях Вольта;
+%\item[q]
+\item[r] повторная инициализация затвора в случае ошибки (обрыв провода, короткое замыкание и т.п.);
+\item[s (служ)] отображение значений по восьми каналам внешнего АЦП;
+\item[t] отображение текущего состояния затвора (открыт\slash закрыт);
+\item[u (служ)] отобразить состояние подключения USB;
+%\item[v]
+%\item[w]
+\item[x (число)] установить период шаговых двигателей приводов турелей в заданное число микросекунд;
+%\item[y]
+%\item[z]
+\item[0..4 (число)] вращать шаговый двигатель с указанным номером на заданное число шагов
+	(положительное значение числа шагов соответствует вращению в условном положительном направлении,
+	отрицательное~--- в условном отрицательном).
+\end{description}
+
+
+
+\section{Строковый режим управления}
+\subsection{Описание}
+В строковом режиме система управления помещает входные данные в буфер вплоть до обнаружения во
+входном потоке символа перевода строки. Далее строка целиком обрабатывается парсером команд,
+выполняя заданные действия (либо отображая сообщение об ошибке формата команды).
+
+Строковый режим предназначен для упрощения ввода команд с более высокого уровня интерфейса системы
+управления (отсутствует необходимость подтверждения введенных численных значений, нет возможности
+вызвать служебные команды). Данный режим является основным при работе с графическим интерфейсом
+системы управления.
+
+Формат команды в строковом режиме имеет вид \textbf{[ команда параметр ]}, где
+\textbf{команда}~--- символ команды (аналогично символьному режиму, ниже приведен подробный список
+команд, доступных в строковом режиме), \textbf{параметр}~--- параметр этой команды (если имеется).
+
+Пробелы после открывающей квадратной скобки и перед закрывающей необязательны. За закрывающей
+скобкой должен следовать символ окончания строки. Допускается запись нескольких команд внутри одной
+пары скобок, однако предпочтительным является следование правилу <<одна пара скобок~--- одна
+команда>>. Параметры команд передаются либо сразу за командой, либо отделяются от нее пробелом, и
+представляют из себя целое число в диапазоне \verb'int32_t'. Отсутствие бинарного формата позволяет
+не заботиться о порядке следования байт внутри слова, а также в случае необходимости посылать
+команды в порт напрямую, из терминала.
+
+Ответ на введенную команду имеет аналогичный формат. Команда может быть полностью повторена в
+ответе, если выполнение действий, заданных этой командой, асинхронно (например, команда <<открыть
+затвор>>). В случае возникновения ошибок при исполнении действий, заданных командой, внутри ответа
+после символа команды идет слово \textbf{ERR}. Далее расшифровываются возможные ошибки. В случае
+неправильного формата команды либо неверно заданных параметров (например, переместить турель
+фильтра в позицию~\No\,7 при максимально возможных шести позициях) микроконтроллер не дает никакого
+ответа.
+
+
+\subsection{Список команд строкового режима}
+Служебные команды (\textbf{служ}) для работы с внешним АЦП позволяют из графического интерфейса
+системы управления выполнять мониторинг температурных режимов с высокой точностью. В основной
+работе прибора эти команды не используются.
+
+Режим работы системы управления \textbf{асинхронный}! Это означает, что микроконтроллер отсылает
+информацию управляющему компьютеру без запроса от компьютера. Чтобы не пропустить сообщения,
+необходимо выполнять неблокирующие операции с портом, к которому подключен микроконтроллер, проводя
+периодический поллинг на предмет появления новых сообщений.
+
+\begin{description}
+\item[\hbox{[ A ]}] отображение сопротивлений терморезисторов по всем восьми каналам; ответ команды
+имеет вид \textbf{[ A номер сопротивление]}, где \textbf{номер}~-- номер датчика (поочередно от~0
+до~7), \textbf{сопротивление}~-- его сопротивление (в сотых долях Ома);
+\item[\hbox{[ B ]}] останов всех двигателей (может также использоваться для получения информации о
+текущем положении двигателей в шагах от условного нуля); ответ имеет вид \textbf{[ B номер
+(ERR)  (HEAT) позиция ]}, где \textbf{номер}~-- номер двигателя (поочередно от~0 до~4),
+\textbf{позиция}~-- абсолютная позиция (в шагах) от условного нуля (позиция~1 для турели,
+<<минусовой>> концевик для транслятора), флаг ошибки \textbf{ERR} может возникнуть для двигателей с
+номерами~$0\div2$ (турели) при останове вне фиксированной позиции (это возможно при аварии
+двигателя, датчиков Холла или проскальзывании шестерни, когда за один целый оборот турель не будет
+установлена в заданную позицию), флаг ошибки
+\textbf{HEAT} возникает в случае перегрева драйвера шаговых двигателей или короткого замыкания его
+выходов;
+\item[\hbox{[ E номер ]}] состояние концевиков двигателя с указанным номером; ответ команды имеет
+формат \textbf{[ E номер значение ]}, где \textbf{значение}~-- дешифрованное значение позиции
+концевика (для турелей это номер позиции, для линейных трансляторов~-- номер концевика (1~при
+движении в положительном направлении, 2~---~при движении в отрицательном); если в качестве номера
+двигателя задано число меньше 0 или больше 4, то отображается состояние всех концевиков;
+при перемещении линейных трансляторов или турелей система управления асинхронно генерирует
+сообщения, в которых указывается текущее значение позиции;
+\item[\hbox{[ G ]}] отображение текущего периода тактового генератора шаговых двигателей (в
+	миллисекундах на шаг); ответ имеет вид \textbf{[ G T1 T2 ]}, где T1~-- период генератора
+	двигателей турелей, а T2~-- период генератора двигателей линейных трансляторов;
+\item[\hbox{[ I ]} (служ)] отключение флага инициализации внешнего АЦП; ответом является эхо
+команды;
+\item[\hbox{[ J позиция ]}] установить турель щелей в указанную позицию (от~1 до~8); в случае
+верного ввода команды ответом является эхо команды;
+\item[\hbox{[ K позиция ]}] установить турель фильтров~\No\,1 в указанную позицию (от 1 до 6); в
+случае верного ввода команды ответом является эхо команды;
+\item[\hbox{[ L позиция ]}] установить турель фильтров~\No\,2 в указанную позицию (от 1 до 6); в
+случае верного ввода команды ответом является эхо команды;
+\item[\hbox{[ M ]} (служ)] включить/выключить мониторинг температур; ответ~--- эхо введенной
+команды;
+\item[\hbox{[ T ]}] отображение условного времени (в миллисекундах) с момента последнего
+перезапуска; ответ имеет вид \textbf{[ T ovr cnt ]}, где \textbf{ovr}~-- значение счетчика
+переполнения основного таймера, \textbf{cnt}~-- значение основного счетчика (количество условных
+миллисекунд с момента последнего рестарта системы); 
+\item[\hbox{[ X период ]}] установить период шаговых двигателей приводов линейных трансляторов в
+заданное число микросекунд; ответом является эхо команды, если \textbf{период} имеет значение в
+диапазоне \verb'uint16_t';
+\item[\hbox{[ Z ]}] отображение текущей позиции (в шагах от <<минусового>> концевика или первой
+позиции турели) всех шаговых двигателей;
+\item[\hbox{[ b ]}] перевести режим ввода в символьный; ответом является эхо команды, после
+которого система будет ожидать команды в символьном режиме, перевод в строковый режим будет
+выполнен автоматически при первом же появлении знака \verb'[' в начале командной последовательности;
+\item[\hbox{[ c ]}] закрыть затвор; ответом является эхо команды, если команда принята (т.е. затвор
+инициализирован и находится в противоположном заданному состоянии);
+\item[\hbox{[ h ]}] отобразить значение напряжения (в сотых долях Вольта) на конденсаторе затвора;
+ответ имеет вид \textbf{[ h напряжение ]};
+\item[\hbox{[ i ]} (служ)] инициализация внешнего АЦП; ответом является эхо команды;
+\item[\hbox{[ o ]}] открыть затвор; ответом является эхо команды, если команда принята (т.е. затвор
+инициализирован и находится в противоположном заданному состоянии);
+\item[\hbox{[ p ]}] отобразить значение основного~($+12\,$В) напряжения питания в сотых долях
+Вольта; ответ имеет вид \textbf{[ h напряжение ]}; данное сообщение асинхронно генерируется
+системой управления в случае снижения пиковой просадки напряжения ниже 9\,В при получении команды
+движения или ниже 7.5\,В при работе шаговых двигателей (в этом случае также генерируется команда
+останова всех активных двигателей);
+\item[\hbox{[ r ]}] повторная инициализация затвора в случае ошибки (обрыв провода, короткое
+замыкание и т.п.); ответом является эхо команды;
+\item[\hbox{[ s ]} (служ)] отображение значений по восьми каналам внешнего АЦП;  ответ зависит от
+текущего состояния АЦП: если АЦП не был инициализирован (или отсутствует), будет произведена
+попытка инициализации, а в ответ послано эхо команды, если же АЦП был проинициализирован, то в ответ
+приходит восемь сообщений вида \textbf{[ s номер ADU]}, где \textbf{номер}~-- номер
+датчика (от~0 до~8), а \textbf{ADU}~-- отсчеты АЦП в условных единицах;
+\item[\hbox{[ t ]}] отображение текущего состояния затвора; ответ команды имеет вид \textbf{[ t
+статус (reed состояние) ]}, где \textbf{статус} может иметь одно из следующих значений:
+	\begin{description}
+	\item[testing] затвор находится в состоянии проверки на отсутствие обрыва;
+	\item[ready] затвор инициализирован и готов выполнять команды;
+	\item[opened] затвор был открыт внешней командой (в т.ч. тумблером либо сигналом с системы
+		сбора);
+	\item[closed] затвор был закрыт внешней командой;
+	\item[charged for opening] или \textbf{charged for closing} была получена команда
+		открыть или закрыть затвор, но конденсатор еще недостаточно заряжен, команда будет выполнена
+		как только напряжение на обкладках конденсатора достигнет 20\,В;
+	\item[in process] вам удалось опросить затвор в те миллисекунды, когда он находится в
+		состоянии закрывания или открывания;
+	\item[error] произошла ошибка: обрыв провода либо короткое замыкание, эту ошибку необходимо
+		устранить, а затем опять инициализировать затвор;
+	\item[not initialised or broken] затвор не был инициализирован либо конденсатор затвора
+		не подключен к источнику~36\,В;
+	\end{description}
+флаг \textbf{состояние} описывает реальное состояние геркона затвора и имеет значение
+\textbf{opened}, если затвор открыт, либо \textbf{closed}, если затвор закрыт;
+\item[\hbox{[ x период ]}] установить период шаговых двигателей приводов турелей в заданное число
+микросекунд; ответом является эхо команды, если \textbf{период} имеет значение в диапазоне
+\verb'uint16_t';
+\item[\hbox{[ 0..4 шаги ]}] вращать шаговый двигатель с указанным номером на заданное число шагов
+	(положительное значение числа шагов соответствует вращению в условном положительном направлении,
+	отрицательное~--- в условном отрицательном); ответом является эхо команды.
+\end{description}
+Команды \textbf{J}, \textbf{K} и \textbf{L} (движение турелей) и \textbf{0..4} (движение
+двигателей на заданное количество шагов) не возвращают эха введенной команды в случае, если
+данный двигатель или двигатель из общей группы с данным еще находится в движении. После того, как
+указанный шаговый двигатель достигнет заданной позиции, а также в случае возникновения ошибки,
+микроконтроллер посылает сообщение вида \textbf{[ B номер (ERR) (HEAT) ]} (см.~описание команды
+\textbf{[ B ]}).  При попытке движения линейного транслятора, стоящего на концевике, в сторону этого
+концевика, вместо эха принятой команды к движению ответ будет иметь вид аналогичный команде
+<<стоп>>. Проход турелей через фиксированные позиции (а также наезд линейного транслятора на
+концевик) сопровождается отчетом о текущей позиции (ответ команды \textbf{[ E ]}).
+
+В режиме мониторинга температур микроконтроллер один раз в условные 10~секунд отсылает данные,
+аналогичные ответу на запрос \textbf{[ A ] [ s ]}.
+
+В случае, когда поведение системы не соответствует ожиданиям, необходимо проверить значение
+счетчика условного времени командой \textbf{[ T ]}, позволяющего определить, была ли система
+перезапущена из-за какого-то внешнего фактора.
+
+\end{document}