Uebung_206b: Interlock: ILOCK_T_FF (Drei gegenseitig verriegelte Toggle-Flip-Flops via Adapter-Kette)¶

Uebung_206b_network

Einleitung¶

In dieser Übung wird eine Anwendung mit drei gegenseitig verriegelten Toggle-Flip-Flops realisiert. Drei Taster (Digitaleingänge) steuern jeweils ein ILOCK_T_FF, welches seinen Ausgang bei jedem Tastendruck umschaltet. Die drei Flip-Flops sind über eine Adapter-Kette bidirektional miteinander verbunden, sodass immer nur ein Ausgang aktiv sein kann (Interlock). Die Ausgänge werden auf drei digitale Ausgänge (z. B. LEDs) geführt.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)¶

Digitaleingang: logiBUS_IE¶

Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IE
Verwendete Instanzen: DigitalInput_CLK_I1, DigitalInput_CLK_I2, DigitalInput_CLK_I3
Parameter:
QI = TRUE
Input = Input_I1 / Input_I2 / Input_I3
InputEvent = BUTTON_SINGLE_CLICK
Funktionsweise:
Jeder Baustein erfasst einen Taster (Button) und erzeugt bei einem einzelnen Klick ein Ereignis (IND) an seinem Ereignisausgang.

Interlock-Toggle-Flip-Flop: ILOCK_T_FF¶

Typ: logiBUS::signalprocessing::interlock::ILOCK_T_FF
Verwendete Instanzen: ILOCK_T_FF_1, ILOCK_T_FF_2, ILOCK_T_FF_3
Parameter: keine spezifischen Parameter im XML
Funktionsweise:
Ein Toggle-Flip-Flop, das bei jedem Ereignis am Eingang CLK seinen Ausgang Q umschaltet. Es besitzt zwei Adapter-Schnittstellen: ILOCK_IN und ILOCK_OUT. Über diese Adapter können mehrere ILOCK_T_FF zu einer Kette verbunden werden, wodurch sichergestellt wird, dass immer nur ein Flip-Flop in der Kette seinen Ausgang auf TRUE setzen kann (gegenseitige Verriegelung). Bei Aktivierung eines anderen Flip-Flops wird das zuvor aktive automatisch zurückgesetzt.

Digitalausgang: logiBUS_QX¶

Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX
Verwendete Instanzen: DigitalOutput_Q1, DigitalOutput_Q2, DigitalOutput_Q3
Parameter:
QI = TRUE
Output = Output_Q1 / Output_Q2 / Output_Q3
Funktionsweise:
Der Baustein setzt einen digitalen Ausgang (z. B. eine LED) auf den Wert, der am Dateneingang OUT anliegt. Die Ausgabe erfolgt bei einem Ereignis am REQ-Eingang.

Programmablauf und Verbindungen¶

Eingangssignale:
Drei Taster sind an die logiBUS-Eingänge Input_I1, Input_I2 und Input_I3 angeschlossen. Jeder Tastendruck (Single Click) erzeugt ein Ereignis am zugehörigen logiBUS_IE, das über den Ereignisausgang IND an den CLK-Eingang des entsprechenden ILOCK_T_FF weitergeleitet wird.
Verriegelung (Interlock):
Die drei ILOCK_T_FF sind über ihre Adapter-Schnittstellen verbunden:
ILOCK_T_FF_1.ILOCK_OUT → ILOCK_T_FF_2.ILOCK_IN
ILOCK_T_FF_2.ILOCK_OUT → ILOCK_T_FF_3.ILOCK_IN
Diese Kette bewirkt, dass nur eines der drei Flip-Flops seinen Ausgang Q auf TRUE setzen kann. Sobald ein anderes Flip-Flop seinen Zustand ändert, wird das vorher aktive zurückgesetzt.
Ausgangssignale:
Die Ausgänge Q der Flip-Flops sind mit den Dateneingängen OUT der Digitalausgangsbausteine verbunden. Das Ereignis EO jedes ILOCK_T_FF (wird bei Zustandsänderung ausgelöst) triggert den REQ-Eingang des zugehörigen logiBUS_QX, sodass die Ausgabe aktualisiert wird.

Verbindungen im Überblick (Ereignisse & Daten):

Quelle	Ziel	Art
DigitalInput_CLK_I1.IND	ILOCK_T_FF_1.CLK	Ereignis
DigitalInput_CLK_I2.IND	ILOCK_T_FF_2.CLK	Ereignis
DigitalInput_CLK_I3.IND	ILOCK_T_FF_3.CLK	Ereignis
ILOCK_T_FF_1.EO	DigitalOutput_Q1.REQ	Ereignis
ILOCK_T_FF_2.EO	DigitalOutput_Q2.REQ	Ereignis
ILOCK_T_FF_3.EO	DigitalOutput_Q3.REQ	Ereignis
ILOCK_T_FF_1.Q	DigitalOutput_Q1.OUT	Daten
ILOCK_T_FF_2.Q	DigitalOutput_Q2.OUT	Daten
ILOCK_T_FF_3.Q	DigitalOutput_Q3.OUT	Daten

Adapterverbindungen (bidirektional):

Quelle	Ziel
ILOCK_T_FF_1.ILOCK_OUT	ILOCK_T_FF_2.ILOCK_IN
ILOCK_T_FF_2.ILOCK_OUT	ILOCK_T_FF_3.ILOCK_IN

Zusammenfassung¶

Diese Übung demonstriert die Verwendung des ILOCK_T_FF-Bausteins zur Realisierung einer gegenseitigen Verriegelung (Interlock) von drei Toggle-Flip-Flops. Durch die Adapter-Kette wird sichergestellt, dass stets nur ein Ausgang aktiv ist, was typischerweise für Anwendungen mit wechselnden Betriebsmodi oder exklusiven Zuständen benötigt wird. Die Ein-/Ausgabe erfolgt über die logiBUS-Hardware. Lernziele: Verständnis von Interlock-Mechanismen, Umgang mit Adapter-Schnittstellen und Ereignisgesteuerter Logik in 4diac. Voraussetzungen: Grundkenntnisse der 4diac-IDE und der logiBUS-Bibliothek.