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Uebung_006f_RS: Exercise for FB_RS_T_FF (Reset-Dominant Toggle Flip-Flop)

Uebung_006f_RS_network

Einleitung

Diese Übung demonstriert die Verwendung eines reset-dominanten Toggle-Flipflops (FB_RS_T_FF) in der 4diac-IDE. Ziel ist es, das Verhalten eines priorisierten Rücksetzeingangs in Kombination mit einem taktgesteuerten Toggle-Mechanismus zu verstehen. Die Eingänge werden über logiBUS-Hardwarekomponenten angeschlossen, die Ausgabe erfolgt über einen digitalen Ausgang.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

Die Übung besteht aus fünf Funktionsbausteinen, die direkt im SubApp-Netzwerk verbunden sind:

Bausteinname Typ Zweck
DigitalInput_S logiBUS::io::DI::logiBUS_IX Digitaler Eingang für den Set-Eingang (S)
DigitalInput_R logiBUS::io::DI::logiBUS_IX Digitaler Eingang für den Reset-Eingang (R1)
DigitalInput_CLK logiBUS::io::DI::logiBUS_IX Digitaler Eingang für den Takteingang (CLK)
RS_T_FF logiBUS::bistableElements::FB_RS_T_FF Reset-dominantes Toggle-Flipflop
DigitalOutput_Q1 logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX Digitaler Ausgang für das Flipflop-Signal (Q1)

Details zu den Bausteinen

DigitalInput_S, DigitalInput_R, DigitalInput_CLK

  • Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IX (Hardware-Eingangsbaustein)
  • Parameter:
  • QI = TRUE (Eingang aktiviert)
  • Input = Input_I1, Input_I2, Input_I3 (physische Eingänge)
  • Ereignisausgang: IND (wird ausgelöst, wenn sich der Eingangswert ändert)
  • Datenausgang: IN (aktueller digitaler Wert des Eingangs)

RS_T_FF

  • Typ: logiBUS::bistableElements::FB_RS_T_FF
  • Parameter: Keine benutzerdefinierten Parameter
  • Ereigniseingang: REQ (startet die Verarbeitung)
  • Verbunden mit den IND-Ereignissen aller drei Eingangsbausteine
  • Ereignisausgang: CNF (zeigt Abschluss der Verarbeitung an)
  • Daten-/Eingänge:
  • S (Set, von DigitalInput_S.IN)
  • R1 (Reset, von DigitalInput_R.IN)
  • CLK (Takt, von DigitalInput_CLK.IN)
  • Datenausgang: Q1 (Ausgangszustand des Flipflops)

DigitalOutput_Q1

  • Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX (Hardware-Ausgangsbaustein)
  • Parameter:
  • QI = TRUE (Ausgang aktiviert)
  • Output = Output_Q1 (physischer Ausgang)
  • Ereigniseingang: REQ (vom CNF des Flipflops)
  • Dateneingang: OUT (vom Q1 des Flipflops)

Programmablauf und Verbindungen

Der Programmablauf wird durch die physischen Eingänge I1, I2 und I3 gesteuert. Jede Änderung an einem dieser Eingänge führt zu folgenden Schritten:

  1. Ereignisauslösung: Der betroffene Eingangsbaustein (DigitalInput_S, DigitalInput_R oder DigitalInput_CLK) sendet ein IND-Ereignis.
  2. Ereignisweiterleitung: Alle drei IND-Ereignisse sind mit dem REQ-Eingang des Flipflops RS_T_FF verbunden. Somit wird das Flipflop bei jeder Änderung eines Eingangs neu berechnet.
  3. Datenverarbeitung im Flipflop:
  4. Der Set-Eingang S wird durch DigitalInput_S.IN (I1) gespeist.
  5. Der Reset-Eingang R1 wird durch DigitalInput_R.IN (I2) gespeist.
  6. Der Takteingang CLK wird durch DigitalInput_CLK.IN (I3) gespeist.
  7. Das Flipflop verhält sich reset-dominant: Wenn R1 = TRUE, wird der Ausgang Q1 unabhängig von S und der Taktflanke zurückgesetzt. Bei R1 = FALSE und positiver Taktflanke auf CLK wird der Ausgang getoggelt, wenn S = TRUE.
  8. Ausgabe: Nach der Verarbeitung sendet RS_T_FF ein CNF-Ereignis an den Ausgangsbaustein DigitalOutput_Q1. Der neue Zustand Q1 wird auf den physischen Ausgang Q1 übertragen.

Wichtige Hinweise: - Durch die Ereignisverbindung aller drei IND-Ereignisse auf den gleichen REQ-Eingang wird das Flipflop bei jeder Eingangsänderung neu berechnet, auch wenn der Auslöser kein Taktwechsel ist. Dies kann zu unerwartetem Verhalten führen, wenn die Logik nicht berücksichtigt, dass das Flipflop eigentlich taktgesteuert arbeitet. In der Praxis sollte der Takt separat behandelt werden. - Die Übung dient dem Verständnis der Priorisierung von Reset vor Toggle in einem reset-dominanten Flipflop.

Zusammenfassung

Die Übung Uebung_006f_RS zeigt die Einbindung eines reset-dominanten Toggle-Flipflops in eine 4diac-Anwendung mit logiBUS-Hardware. Die drei Eingänge (Set, Reset, Takt) werden über digitale Eingangsbausteine eingelesen. Der Ausgang des Flipflops steuert einen digitalen Ausgang. Der Ablauf verdeutlicht die Verarbeitung von Ereignisketten und die Funktion eines priorisierten Resets. Als Lernziel steht das Verständnis der Toggle-Logik und der Dominanz des Reset-Signals im Vordergrund.