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Hier ist die Dokumentation für die Übung Uebung_004b_AX_ASR basierend auf den bereitgestellten Informationen.

Uebung_004b_AX_ASR: Toggle Flip-Flop mit IE / E_SWITCH + E_SR

Uebung_004b_AX_ASR_network

Einleitung

Die Übung Uebung_004b_AX_ASR implementiert eine Toggle-Flip-Flop-Logik (Umschalter), jedoch unter Verwendung spezieller Adapter-Bausteine anstelle der klassischen booleschen Logikbausteine. Ziel ist es, den Status eines digitalen Ausgangs (Q1) bei jedem Klick auf einen Taster (I1) zu wechseln (Ein/Aus).

Diese Übung dient primär Demonstrationszwecken, um die Funktionsweise und Verkettung von Adapter-Events und -Daten zu zeigen. Wie im Quellcode vermerkt, ist diese Umsetzung für einfache Schaltaufgaben aufgrund der hohen Komplexität und Anzahl der Bausteine in der Praxis nicht empfohlen.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

In dieser Sub-Application werden verschiedene Bausteine aus der logiBUS und der adapter Bibliothek verwendet, um die Logik abzubilden.

LogiBUS IO Bausteine

  • DigitalInput_CLK_I1 (logiBUS::io::DI::logiBUS_IE)
    • Dient als Eingangsereignis.
    • Parameter: Input = Input_I1 (Logischer Eingang 1), InputEvent = BUTTON_SINGLE_CLICK (Reagiert auf einfachen Klick).
    • Funktion: Liefert ein Event-Signal, wenn der Taster gedrückt wird.
  • DigitalOutput_Q1 (logiBUS::io::DQ::logiBUS_QXA)
    • Dient als Ausgangsschnittstelle.
    • Parameter: Output = Output_Q1.
    • Funktion: Steuert den physischen Ausgang basierend auf dem Adapter-Signal.

Adapter-Logik Bausteine

Diese Bausteine verarbeiten Signale über Adapter-Verbindungen (AX_...), welche Daten und Events kapseln.

  • AX_SR (adapter::events::unidirectional::AX_SR)
    • Typ: Set/Reset-Flip-Flop (Adapter-Variante).
    • Funktion: Speichert den Zustand (Ein/Aus). Er wird durch Events an den Eingängen S (Set) und R (Reset) gesteuert und gibt den Status über den Adapter-Ausgang Q aus.
  • AX_SWITCH (adapter::events::unidirectional::AX_SWITCH)
    • Typ: Weiche/Schalter.
    • Funktion: Leitet eingehende Signale basierend auf dem Zustand an verschiedene Ausgänge (EO0, EO1) weiter. Hier genutzt, um zwischen Setzen und Rücksetzen des Flip-Flops zu wechseln.
  • AX_SPLIT_2 (adapter::events::unidirectional::AX_SPLIT_2)
    • Typ: Signal-Splitter.
    • Funktion: Teilt den Adapter-Ausgang des Flip-Flops auf zwei Pfade auf: einen für den physischen Ausgang und einen für die Rückkopplung (Feedback).
  • AX_BOOL_TO_X (adapter::conversion::unidirectional::AX_BOOL_TO_X)
    • Typ: Konverter.
    • Funktion: Wandelt ein klassisches Event- und Datensignal in ein Adapter-Signal um, um den AX_SWITCH anzusteuern.
  • AX_X_TO_BOOL (adapter::conversion::unidirectional::AX_X_TO_BOOL)
    • Typ: Konverter.
    • Funktion: Wandelt ein Adapter-Signal zurück in klassische Daten, um den aktuellen Status für die Rückkopplung bereitzustellen.

Programmablauf und Verbindungen

Der Ablauf simuliert ein T-Flip-Flop durch eine Rückkopplungsschleife:

  1. Eingangssignal: Das Event IND vom Taster DigitalInput_CLK_I1 triggert den Baustein AX_BOOL_TO_X.
  2. Status-Erfassung: Der aktuelle Status des Systems wird über eine Rückkopplung (Feedback Loop) ermittelt. Der Ausgang des Flip-Flops (AX_SR) wird über AX_SPLIT_2 und AX_X_TO_BOOL zurückgeführt und in AX_BOOL_TO_X eingespeist.
  3. Schaltlogik:
    • Der AX_SWITCH erhält das Signal.
    • Abhängig vom aktuellen Zustand (Rückkopplung) wird entweder der Ausgang EO0 (verbunden mit AX_SR.S -> Setzen) oder EO1 (verbunden mit AX_SR.R -> Rücksetzen) aktiviert.
  4. Speicherung: Der AX_SR Baustein ändert seinen Zustand entsprechend (Toggeln).
  5. Ausgabe: Der neue Zustand steht am Adapter-Ausgang Q von AX_SR bereit.
  6. Verteilung:
    • Über AX_SPLIT_2 geht das Signal an den DigitalOutput_Q1, wodurch die Lampe/der Aktor geschaltet wird.
    • Gleichzeitig wird das Signal für den nächsten Klick wieder in die Rückkopplungsschleife geleitet.

Hinweis zur Komplexität: Im Netzwerk-Diagramm ist ein Kommentar hinterlegt: "nicht empfohlen !!! viel zu viel Bausteine". Dies unterstreicht, dass diese Lösung für eine einfache Toggle-Funktion in einer produktiven Umgebung übermäßig komplex ist (Over-Engineering). Ein einfacher E_T_FF (Toggle Flip-Flop) oder eine Kombination aus E_SWITCH und E_SR ohne Adapter-Kapselung wäre effizienter.

Zusammenfassung

Die Übung Uebung_004b_AX_ASR demonstriert die Realisierung eines Toggle-Flip-Flops unter ausschließlicher Verwendung von Adapter-Bausteinen (AX_) und Konvertern. Sie zeigt anschaulich, wie Adapter-Verbindungen gesplittet und konvertiert werden können, dient aber gleichzeitig als Negativbeispiel für die Effizienz bei simplen Logikaufgaben. Das Lernziel liegt im Verständnis der Adapter-Technologie innerhalb der 4diac IDE.