Hier ist die Dokumentation für die Übung Uebung_004a2_3 basierend auf den bereitgestellten Daten.

Uebung_004a2_3: Toggle Flip-Flop mit IE mit BUTTON_SINGLE_CLICK mit E_MERGE

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Einleitung

Diese Übung implementiert eine Stromstoßschaltung (Toggle-Funktion), die von zwei verschiedenen Eingängen aus bedient werden kann. Das Ziel ist es, einen digitalen Ausgang (z.B. eine Lampe) durch Betätigen eines von zwei Tastern an- und wieder auszuschalten.

Hierbei kommt ein Toggle-Flip-Flop (E_T_FF) zum Einsatz, welches seinen Zustand bei jedem Eingangsimpuls wechselt. Die Besonderheit liegt in der Verwendung von Event-Eingangsbausteinen (logiBUS_IE), die spezifisch auf einen "Single Click" (BUTTON_SINGLE_CLICK) reagieren, sowie einem Merge-Baustein (E_MERGE), der die Signale der beiden Taster zusammenführt.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

In dieser Sub-Applikation werden verschiedene Bausteine aus der logiBUS und der iec61499 Standardbibliothek verwendet, um die Logik zu realisieren.

Sub-Bausteine: DigitalInput_CLK_I1 & DigitalInput_CLK_I2

Die Eingangsbausteine erfassen die Tasterbetätigung.

• Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IE
• Verwendete interne FBs:
  • DigitalInput_CLK_I1:
    • Parameter: Input = Input_I1
    • Parameter: InputEvent = BUTTON_SINGLE_CLICK
    • Ereignisausgang: IND (Indication - Signalisiert den Klick)
  • DigitalInput_CLK_I2:
    • Parameter: Input = Input_I2
    • Parameter: InputEvent = BUTTON_SINGLE_CLICK
    • Ereignisausgang: IND
• Funktionsweise: Diese Bausteine überwachen die physischen Eingänge I1 und I2. Sie sind so konfiguriert, dass sie nur bei einem einfachen Klick (BUTTON_SINGLE_CLICK) ein Event am Ausgang IND erzeugen.

Sub-Bausteine: E_MERGE_3

Dient der Zusammenführung von Event-Strömen.

• Typ: iec61499::events::E_MERGE_3
• Verwendete interne FBs:
  • E_MERGE_3:
    • Ereigniseingang: EI1 (Verbunden mit I1)
    • Ereigniseingang: EI2 (Verbunden mit I2)
    • Ereignisausgang: EO
• Funktionsweise: Der Merge-Baustein fungiert als ODER-Glied für Events. Egal ob das Signal von Taster I1 oder Taster I2 kommt, das Event wird an den Ausgang EO durchgereicht.

Sub-Bausteine: E_T_FF

Das eigentliche Speicherelement der Schaltung.

• Typ: iec61499::events::E_T_FF
• Verwendete interne FBs:
  • E_T_FF:
    • Ereigniseingang: CLK (Clock)
    • Datenausgang: Q (Aktueller Status: TRUE/FALSE)
    • Ereignisausgang: EO (Event Output nach Zustandswechsel)
• Funktionsweise: Das Toggle-Flip-Flop wechselt bei jedem eingehenden Event am CLK-Eingang seinen internen Zustand Q (von 0 auf 1 oder von 1 auf 0).

Sub-Bausteine: DigitalOutput_Q1

Stellt die Verbindung zur physischen Hardware her.

• Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX
• Verwendete interne FBs:
  • DigitalOutput_Q1:
    • Parameter: Output = Output_Q1
    • Dateneingang: OUT (Verbunden mit T_FF.Q)
    • Ereigniseingang: REQ (Request)
• Funktionsweise: Dieser Baustein schreibt den logischen Zustand auf den physischen Ausgang Q1.

Programmablauf und Verbindungen

Der Ablauf der Schaltung gestaltet sich wie folgt:

1. Eingabeerfassung: Der Benutzer betätigt entweder Taster an Eingang Input_I1 oder an Eingang Input_I2. Die Bausteine DigitalInput_CLK_I1 bzw. _I2 erkennen einen einzelnen Klick (BUTTON_SINGLE_CLICK).
2. Signalevent: Ein Event (IND) wird vom betätigten Eingangsbaustein ausgesendet.
3. Zusammenführung (Merge): Die Events beider Eingänge sind mit dem E_MERGE_3 Baustein verbunden (an EI1 und EI2). Sobald eines der Events eintrifft, gibt der Merge-Baustein sofort ein Event am Ausgang EO aus.
4. Umschaltung (Toggle): Das zusammengeführte Event erreicht den CLK-Eingang des E_T_FF. Dies veranlasst das Flip-Flop, seinen Zustand Q zu invertieren (umzuschalten).
5. Ausgabe:
   • Das Daten-Signal Q (TRUE/FALSE) wird an den Dateneingang OUT des Ausgangsbausteins DigitalOutput_Q1 gesendet.
   • Gleichzeitig triggert der Event-Ausgang EO des Flip-Flops den REQ-Eingang des Ausgangsbausteins, um die Aktualisierung des physikalischen Ausgangs durchzuführen.

Zusammenfassung

In der Übung Uebung_004a2_3 wird eine klassische Tasterschaltung mit zwei Bedienstellen realisiert. Lernziele sind der Umgang mit dem E_MERGE-Baustein zur Bündelung von Eventsignalen und die Anwendung des E_T_FF (Toggle-Flip-Flop) zur Zustandsspeicherung. Zudem wird verdeutlicht, wie spezifische Taster-Events (hier: Single Click) in der LogiBUS-Bibliothek verarbeitet werden.