Uebung_008_AE: Blinker mit E_CYCLE, E_SWITCH und E_SR¶

Uebung_008_AE_network

Einleitung¶

Diese Übung realisiert einen einfachen Blinker (Wechselblinker) unter Verwendung von Adapter-Funktionsbausteinen (FBs) für die ereignisgesteuerte Logik. Der Kern besteht aus einem Zyklusgeber (AE_CYCLE), einem Umschalter (AX_SWITCH) und einem SR-Flipflop (AX_SR). Über einen Aufteiler (AX_SPLIT_2) und einen Zusammenführer (AX_AE_MERGE) wird die Rückkopplung und die Ausgabe auf einen digitalen Ausgang realisiert. Die Übung demonstriert die Nutzung von Ereignis- und Adapterverbindungen in der 4diac-IDE.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)¶

Alle verwendeten Bausteine sind Adapter-FBs aus den Bibliotheken adapter::events::unidirectional::timers und adapter::events::unidirectional. Zusätzlich kommt ein Hardwareausgang (logiBUS) zum Einsatz.

AE_CYCLE¶

Typ: adapter::events::unidirectional::timers::AE_CYCLE
Parameter:
DT = T#1s (Zykluszeit 1 Sekunde)
Ereignisausgang:
EO: Zyklischer Ereignisimpuls alle 1 s
Funktion: Erzeugt einen periodischen Ereignisimpuls. Wird als Taktgeber für den Blinker verwendet.

AX_SWITCH¶

Typ: adapter::events::unidirectional::AX_SWITCH
Parameter: Keine
Ereigniseingang:
G: Schalteingang (Gate)
Ereignisausgänge:
EO0: Aktiv, wenn das eingehende Ereignis den Zustand „Aus" darstellt
EO1: Aktiv, wenn das eingehende Ereignis den Zustand „Ein" darstellt
Funktion: Schaltet ein eingehendes Ereignis entweder auf Ausgang 0 oder 1, abhängig vom aktuellen Zustand eines internen Umschalters. Hier wird das zurückgeführte Ereignis über AX_AE_MERGE.OUT an den Gate-Eingang gelegt und abwechselnd das Setzen (S) und Rücksetzen (R) des SR-Flipflops getriggert.

AX_SR¶

Typ: adapter::events::unidirectional::AX_SR
Parameter: Keine
Ereigniseingänge:
S: Setzen (Ereignis setzt Ausgang Q auf true)
R: Rücksetzen (Ereignis setzt Ausgang Q auf false)
Adapterausgang:
Q: Adapterausgang (trägt den booleschen Zustand; wird an den Aufteiler weitergegeben)
Funktion: Realisiert ein SR-Flipflop auf Ereignisebene. Der Ausgang Q wird bei einem Impuls auf S gesetzt und bei einem Impuls auf R zurückgesetzt.

AX_SPLIT_2¶

Typ: adapter::events::unidirectional::AX_SPLIT_2
Parameter: Keine
Adaptereingang:
IN (Eingang eines Adapters, der den Zustand des SR-Flipflops übernimmt)
Adapterausgänge:
OUT1: Erste Kopie des Eingangs (wird zur Rückkopplung an den Schalter verwendet)
OUT2: Zweite Kopie des Eingangs (wird an den digitalen Ausgang geführt)
Funktion: Verteilt den eingehenden Adapter (Zustand) auf zwei parallele Pfade.

AX_AE_MERGE¶

Typ: adapter::events::unidirectional::AX_AE_MERGE
Parameter: Keine
Adaptereingänge:
IN_AX: Adaptereingang (Zustand vom Aufteiler)
IN_AE: Ereigniseingang (vom Zyklusgeber)
Adapter-/Ereignisausgang:
OUT: Adapterausgang (kombiniert den Adapterzustand mit dem Ereignis)
Funktion: Verbindet einen Adapter (Datenzustand) mit einem Ereignis. Der ausgehende Adapter enthält den Zustand von IN_AX und wird durch das Ereignis IN_AE getriggert. Dadurch wird der aktuelle Zustand des SR-Flipflops an den Schalter weitergegeben, sobald das Zyklusereignis eintrifft.

DigitalOutput_Q1¶

Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QXA
Parameter:
QI = TRUE (immer aktiviert)
Output = Output_Q1 (physischer Ausgangskanal)
Adaptereingang:
OUT (erhält den Bool-Zustand von AX_SPLIT_2.OUT2)
Funktion: Schaltet den physischen digitalen Ausgang Q1 entsprechend des anliegenden Bool-Werts (TRUE = ein, FALSE = aus). Der Ausgang leuchtet bei gesetztem SR-Flipflop.

Programmablauf und Verbindungen¶

Der Blinker arbeitet ereignisgesteuert nach folgendem Schema:

Taktgeber: Der AE_CYCLE sendet alle 1 Sekunde ein Ereignis auf seinem Ausgang EO.
Ereignis-Rückführung: Das Ereignis von AE_CYCLE wird mit dem aktuellen Zustand des SR-Flipflops kombiniert. Dazu wird der Zustand vom AX_SR über AX_SPLIT_2 an den AX_AE_MERGE (Eingang IN_AX) geleitet. Das Ereignis von AE_CYCLE wird an IN_AE angelegt. Der AX_AE_MERGE erzeugt an seinem Ausgang OUT einen Adapter, der den Zustand trägt und zeitgleich mit dem Ereignis ausgeliefert wird.
Schalter: Der Ausgang AX_AE_MERGE.OUT wird an den Eingang G des AX_SWITCH gelegt. Der Schalter wertet den ankommenden Adapterzustand aus:
Bei Zustand false (Flipflop zurückgesetzt) wird ein Ereignis an EO0 ausgegeben.
Bei Zustand true (Flipflop gesetzt) wird ein Ereignis an EO1 ausgegeben.
SR-Flipflop:
Ein Ereignis von AX_SWITCH.EO0 gelangt an den Setzeingang S des AX_SR. Damit wird der Flipflop gesetzt → Ausgang Q wird true.
Ein Ereignis von AX_SWITCH.EO1 gelangt an den Rücksetzeingang R des AX_SR. Damit wird der Flipflop zurückgesetzt → Ausgang Q wird false.
Ausgabe: Über AX_SPLIT_2 wird der Zustand Q auf zwei Pfade verteilt:
OUT1 → Rückkopplung an AX_AE_MERGE (wie beschrieben)
OUT2 → An den Adaptereingang OUT des DigitalOutput_Q1. Bei true wird der Ausgang eingeschaltet, bei false ausgeschaltet.

Der Kreislauf wiederholt sich mit jedem Takt von AE_CYCLE. Dadurch wechselt der Ausgang Q1 periodisch zwischen Ein- und Ausgeschaltet (Blinken mit 1 s Takt).

Zusammenfassung¶

Die Übung „Uebung_008_AE" zeigt den Aufbau eines Blinkers mit Hilfe von 4diac-Adaptern. Zentral sind die Bausteine AE_CYCLE (Takt), AX_SWITCH (Zustandsverarbeitung), AX_SR (Flipflop), AX_SPLIT_2 (Signalverteilung) und AX_AE_MERGE (Kombination von Ereignis und Adapter). Die ereignisbasierte Rückkopplung erzeugt eine wechselnde Ein-/Aus-Logik, die auf einen physischen Ausgang gegeben wird. Die Übung vermittelt den Umgang mit Adapterverbindungen, Ereignisrückkopplungen und dem Entwurf sequenzieller Schaltungen in der 4diac-IDE.