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Uebung_004b2b: Zwei unabhängige Toggle-Flip-Flops unter Verwendung von Sub-Applikationen

Uebung_004b2b_network

Einleitung

Diese Übung realisiert zwei voneinander unabhängige Toggle-Flip-Flops.
Die Logik wird in einer wiederverwendbaren Sub-Applikation gekapselt, die zweimal instanziiert wird.
Als Eingabe dienen zwei Taster (Singelklick), als Ausgabe zwei digitale Ausgänge.
Bei jedem Tastendruck wechselt der zugehörige Ausgang seinen Zustand (Ein/Aus).

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

Haupt-FBs auf oberster Ebene

  • logiBUS_IE – Ereignisgesteuerter Digitaleingang
  • Parameter: Input = Input_I1 bzw. Input_I2, InputEvent = BUTTON_SINGLE_CLICK

  • Empfängt ein Ereignis, sobald der angeschlossene Taster einfach gedrückt wird.

  • logiBUS_QX – Digitalausgang

  • Parameter: Output = Output_Q1 bzw. Output_Q2
  • Setzt den physischen Ausgang entsprechend dem anliegenden Datenwert (BOOL).

Sub-Bausteine: Uebung_004b2b_sub

  • Typ: SubAppType
  • Beschreibung: Sub-Applikation für ein Toggle-Flip-Flop (besteht aus E_SWITCH und E_SR)

Verwendete interne FBs

  • E_SWITCH_I1: Typ E_SWITCH
  • Ereigniseingang: EI
  • Ereignisausgänge: EO0 (bei G=FALSE), EO1 (bei G=TRUE)

  • Dateneingang: G (BOOL) – entscheidet über die Ereignisweiterleitung

  • E_SR_I1: Typ E_SR (Set-Reset-Flip-Flop)

  • Ereigniseingänge: S (Set), R (Reset)
  • Ereignisausgang: EO
  • Datenausgang: Q (BOOL) – aktueller Zustand

Funktionsweise

  1. Die Sub-Applikation empfängt ein Ereignis am Eingang IND.
  2. Der interne E_SWITCH prüft den Wert seines Dateneingangs G (der mit dem aktuellen Ausgang Q des E_SR verbunden ist):
  3. Ist Q = FALSE (G=0), wird das Ereignis an EO0 und damit an den Set-Eingang (S) des E_SR weitergeleitet.
  4. Ist Q = TRUE (G=1), wird das Ereignis an EO1 und damit an den Reset-Eingang (R) des E_SR weitergeleitet.
  5. Der E_SR wechselt daraufhin seinen Zustand:
  6. Bei einem Set-Ereignis wird Q = TRUE.
  7. Bei einem Reset-Ereignis wird Q = FALSE.
  8. Nach der Zustandsänderung wird ein Ereignis am Ausgang EO erzeugt und der neue Wert von Q über den Ausgang der Sub-Applikation bereitgestellt.

Dadurch ergibt sich ein Toggle-Verhalten: Jedes ankommende Ereignis ändert den Ausgangszustand.

Programmablauf und Verbindungen

Die Haupt-SubApp Uebung_004b2b enthält zwei vollständig unabhängige Kanäle – je einen für die digitale Eingabe I1/I2 und Ausgabe Q1/Q2.

Verschaltung je Kanal:

logiBUS_IE (Taster) --> IND der Sub-Applikation
Sub-Applikation.EO --> REQ des logiBUS_QX
Sub-Applikation.Q   --> OUT des logiBUS_QX
  • Ereignisverbindungen:
  • DigitalInput_CLK_I1.IND → Uebung_004b2b_sub1.IND
  • Uebung_004b2b_sub1.EO → DigitalOutput_Q1.REQ

  • (Analog für den zweiten Kanal mit I2 und Q2)

  • Datenverbindungen:

  • Uebung_004b2b_sub1.Q → DigitalOutput_Q1.OUT
  • (Analog für den zweiten Kanal)

Durch diese Struktur wird die Logik der Sub-Applikation zweimal genutzt, ohne sie neu definieren zu müssen. Die Toggle-Funktion wird bei jedem Tastendruck (Singelklick) ausgeführt.

Zusammenfassung

  • Lernziele:
  • Aufbau und Verwendung von Sub-Applikationen zur Wiederverwendung von Logik
  • Realisierung eines Toggle-Flip-Flops mit E_SWITCH und E_SR
  • Verkettung von ereignisgesteuerten und datengetriebenen Verbindungen

  • Parametrierung von hardwarenahen Ein‑/Ausgangsbausteinen (logiBUS)

  • Schwierigkeitsgrad: Fortgeschrittene Grundlagen

  • Vorkenntnisse: Umgang mit Ereignissen, Boolesche Logik, einfache Flip-Flops

Die Übung demonstriert, wie modulare, wiederverwendbare Funktionsbausteine in einer industriellen Steuerungsumgebung (IEC 61499) effizient eingesetzt werden können.