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Uebung_004a6a_AX: Toggle Flip-Flop mit IE und E_REND (Rendezvous)

Uebung_004a6a_AX_network

Einleitung

Diese Übung realisiert einen Toggle-Flip-Flop (Wechselschalter) unter Verwendung von Ereignis-Eingängen (IE) und einem Rendezvous-Baustein (RT_E_REND).
Das System erwartet zwei Tasterereignisse (Eingänge I1 und I2), die innerhalb einer bestimmten Zeitschranke (Deadline) eintreffen müssen. Erst wenn beide Ereignisse synchronisiert wurden, wird der Flip-Flop getaktet und der Digitalausgang Q1 umgeschaltet. Ein dritter Taster (I3) dient als Reset für den Rendezvous-Mechanismus.
Die Übung demonstriert den Umgang mit zeitkritischen Ereignisverbindungen, Rendezvous-Synchronisation und einfachen Toggle-Funktionen in der 4diac-IDE.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

Die SubApp verwendet folgende (Sub-)Bausteine:

  • DigitalInput_CLK_I1 – Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IE
  • Parameter:
    • QI = TRUE
    • Input = Input_I1
    • InputEvent = BUTTON_SINGLE_CLICK
  • Ereignisausgang: IND (sendet Ereignis bei Tastendruck)

  • Funktion: Erzeugt ein Ereignis, sobald der Taster an Eingang I1 einmal gedrückt wird.

  • DigitalInput_CLK_I2 – Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IE

  • Parameter:
    • QI = TRUE
    • Input = Input_I2
    • InputEvent = BUTTON_SINGLE_CLICK
  • Ereignisausgang: IND

  • Funktion: Erzeugt ein Ereignis bei Tastendruck an Eingang I2.

  • DigitalInput_CLK_I3 – Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IE

  • Parameter:
    • QI = TRUE
    • Input = Input_I3
    • InputEvent = BUTTON_SINGLE_CLICK
  • Ereignisausgang: IND

  • Funktion: Erzeugt ein Ereignis bei Tastendruck an Eingang I3 (dient als Reset).

  • RT_E_REND – Typ: eclipse4diac::rtevents::RT_E_REND

  • Parameter:
    • QI = TRUE
    • Tmin = T#100ms (minimale Ereigniszeit, hier nicht ausgenutzt)
    • Deadline = T#20ms (maximale Zeit zwischen EI1 und EI2)
    • WCET = T#1ms (worst-case execution time)
  • Ereigniseingänge: EI1, EI2, R (Reset)
  • Ereignisausgang: EO
  • Datenverbindungen: keine

  • Funktion: Führt ein Rendezvous zwischen den Ereignissen an EI1 und EI2 durch. Wenn beide innerhalb der Deadline eintreffen, wird EO ausgelöst. Der Eingang R setzt den internen Zustand zurück.

  • AX_T_FF – Typ: adapter::events::unidirectional::AX_T_FF

  • Parameter: keine
  • Ereigniseingang: CLK (Taktsignal)
  • Adapterausgang: Q

  • Funktion: Toggle-Flip-Flop. Jedes Ereignis am CLK-Eingang wechselt den Zustand des Ausgangs Q.

  • DigitalOutput_Q1 – Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QXA

  • Parameter:
    • QI = TRUE
    • Output = Output_Q1
  • Adaptereingang: OUT (Steuersignal)
  • Funktion: Gibt den Wert von OUT auf dem physischen Ausgang Q1 aus.

Programmablauf und Verbindungen

  1. Ereigniserfassung:

  2. Die drei Tastereingänge (Input_I1, Input_I2, Input_I3) werden durch die DigitalInput_CLK_IX-Bausteine überwacht. Bei jedem einfachen Tastendruck (Ereignis BUTTON_SINGLE_CLICK) wird der Ereignisausgang IND aktiviert.

  3. Rendezvous (Ereignissynchronisation):

  4. Die Ereignisse von I1 und I2 werden an EI1 und EI2 des RT_E_REND-Bausteins weitergeleitet.
  5. Solange nicht beide Ereignisse eingetroffen sind, wartet der Baustein. Die maximale Wartezeit zwischen dem ersten und zweiten Ereignis beträgt 20 ms (Deadline). Überschreitet die Differenz diesen Wert, wird der Vorgang verworfen und der nächste Versuch wird erwartet.

  6. Ein Ereignis von I3 (Reset-Pin) setzt den Rendezvous-Zustand sofort zurück, ohne EO auszulösen.

  7. Toggle-Flip-Flop:

  8. Wenn der Rendezvous erfolgreich ist, sendet RT_E_REND ein Ereignis an den CLK-Eingang des AX_T_FF.

  9. Der Flip-Flop wechselt seinen internen Zustand (von FALSE auf TRUE oder umgekehrt) und gibt diesen über den Adapterausgang Q aus.

  10. Ausgabe:

  11. Der Zustand des Flip-Flops (Q) wird an den OUT-Adaptereingang des DigitalOutput_Q1-Bausteins angeschlossen. Dieser steuert den physischen Ausgang Output_Q1 entsprechend.
  12. Bei jedem erfolgreichen Rendezvous schaltet die Ausgabe also um (Toggle-Funktion).

Zusammenfassende Verbindungstabelle:

Quelle Ziel
DigitalInput_CLK_I1.IND RT_E_REND.EI1
DigitalInput_CLK_I2.IND RT_E_REND.EI2
DigitalInput_CLK_I3.IND RT_E_REND.R
RT_E_REND.EO AX_T_FF.CLK
AX_T_FF.Q (Adapter) DigitalOutput_Q1.OUT (Adapter)

Zusammenfassung

Die Übung zeigt:
- Die Verwendung von Ereignis-Eingängen (logiBUS_IE) zur Erfassung von Tasterdrücken.
- Die zeitgesteuerte Rendezvous-Synchronisation (RT_E_REND) mit konfigurierbarer Deadline.
- Den Betrieb eines Toggle-Flip-Flops (AX_T_FF), der durch das Rendezvous-Ereignis getaktet wird.
- Die Anbindung eines Digitalausgangs (logiBUS_QXA) zur Ausgabe des Flip-Flop-Zustands.

Damit wird die Grundlage für zeitkritische, ereignisgesteuerte Logik in der Automatisierungstechnik vermittelt.