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Hier ist die Dokumentation für die Übung Uebung_004b_AX_ASR_X.

Uebung_004b_AX_ASR_X: Toggle Flip-Flop mit IE / E_SWITCH + E_SR

Uebung_004b_AX_ASR_X_network

Einleitung

Diese Übung implementiert ein Toggle-Flip-Flop (Umschalter), jedoch unter Verwendung eines sehr speziellen Ansatzes mittels Adapter-Bausteinen (AX). Ziel der Schaltung ist es, bei einem Eingangssignal (Tastendruck) den Ausgangszustand zu wechseln (An -> Aus -> An).

Besonderheit dieser Übung ist der Hinweis im Quellcode, dass dieser Lösungsweg aufgrund der hohen Anzahl an Bausteinen für diese simple Aufgabe nicht empfohlen ist. Sie dient primär dem Verständnis von Adapter-Verbindungen, Signal-Splitting und Rückkopplungsschleifen in 4diac.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

In dieser Sub-Application kommen verschiedene Bausteine aus der logiBUS Bibliothek für die IO-Anbindung sowie Bausteine aus der adapter Bibliothek für die logische Verarbeitung zum Einsatz.

Haupt-Bausteine:

DigitalInput_CLK_I1

  • Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IE
  • Beschreibung: Dieser Baustein erfasst das Eingangssignal (Taster).
  • Parameter:
    • QI = TRUE
    • Input = Input_I1
    • InputEvent = BUTTON_SINGLE_CLICK
  • Funktion: Sendet ein Event (IND), wenn die Taste einmal gedrückt wird.

DigitalOutput_Q1

  • Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QXA
  • Beschreibung: Steuert den physischen Ausgang an.
  • Parameter:
    • QI = TRUE
    • Output = Output_Q1
  • Funktion: Übernimmt den Status vom Adapter-Netzwerk und schaltet den Ausgang entsprechend.

AX_SR

  • Typ: adapter::events::unidirectional::AX_SR
  • Beschreibung: Ein Speicher-Baustein (Set/Reset) auf Adapter-Basis.
  • Funktion: Speichert den aktuellen Zustand (TRUE oder FALSE). Er wird über die Eingänge S (Setzen) und R (Rücksetzen) gesteuert.

AX_SWITCH

  • Typ: adapter::events::unidirectional::AX_SWITCH
  • Beschreibung: Dient als Weiche für Events/Adapter-Signale.
  • Funktion: Leitet das eingehende Signal basierend auf dem Status am Eingang G entweder auf EO0 oder EO1 weiter.

AX_SPLIT_2

  • Typ: adapter::events::unidirectional::AX_SPLIT_2
  • Beschreibung: Ein Splitter-Baustein.
  • Funktion: Teilt ein eingehendes Adapter-Signal (IN) auf zwei Ausgänge (OUT1, OUT2) auf. Dies wird hier benötigt, um den Ausgangszustand gleichzeitig an den physischen Ausgang zu senden und als Rückkopplung für die Logik zu nutzen.

AX_BOOL_TO_X & AX_X_TO_BOOL

  • Typ: adapter::conversion::unidirectional::...
  • Beschreibung: Konvertierungsbausteine.
  • Funktion: Dienen der Umwandlung zwischen klassischen Datentypen und Adapter-Strukturen, um die Rückkopplungsschleife zu schließen.

Programmablauf und Verbindungen

Die Logik dieser Übung basiert auf einer Rückkopplung des aktuellen Zustands, um zu entscheiden, ob beim nächsten Tastendruck eingeschaltet (Set) oder ausgeschaltet (Reset) werden soll.

  1. Eingangssignal: Ein Klick auf DigitalInput_CLK_I1 löst ein Event aus (IND), welches den Konverter AX_BOOL_TO_X aktiviert (REQ).
  2. Entscheidungslogik (Weiche): Das Signal gelangt zum AX_SWITCH (Eingang G).
  3. Zustandsänderung:
    • Der AX_SWITCH ist mit dem AX_SR (Speicher) verbunden.
    • Über EO0 wird der Speicher gesetzt (S).
    • Über EO1 wird der Speicher zurückgesetzt (R).
    • Welcher Weg gewählt wird, hängt vom aktuellen Zustand der Rückkopplung ab.
  4. Ausgabe und Rückkopplung:
    • Der Ausgang des Speichers AX_SR geht in den Splitter AX_SPLIT_2.
    • Zweig 1 (OUT1): Geht direkt an den DigitalOutput_Q1, um die Lampe zu schalten.
    • Zweig 2 (OUT2): Wird zurückgeführt. Er läuft über AX_X_TO_BOOL (Konvertierung) zurück zu AX_BOOL_TO_X.
  5. Der Zyklus: Durch diese Rückführung (Feedback Loop) "weiß" das System beim nächsten Klick, in welchem Zustand es sich befindet, und der AX_SWITCH schaltet entsprechend in den entgegengesetzten Zustand.

Zusammenfassung

Die Übung Uebung_004b_AX_ASR_X demonstriert die Erstellung eines Toggle-Flip-Flops unter ausschließlicher Verwendung von Adapter-Event-Bausteinen und Konvertern.

Obwohl die Funktionalität (Taster drücken -> Licht an, Taster drücken -> Licht aus) gegeben ist, zeigt der interne Kommentar ("nicht empfohlen !!! viel zu viel Bausteine"), dass dies eine akademische Übung ist. Sie verdeutlicht, wie man komplexe Adapter-Netzwerke mit Rückkopplungen und Signalweichen (SWITCH und SPLIT) aufbaut, stellt jedoch keine effiziente Lösung für eine einfache Stromstoßschaltung dar.