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Uebung_007b: Blinker mit E_CYCLE und E_T_FF

Uebung_007b_network

Einleitung

Diese Übung realisiert einen einfachen Blinker, der durch zwei Taster gesteuert wird. Ein E_CYCLE-Funktionsbaustein erzeugt periodische Ereignisse, die über einen E_SPLIT_4 auf mehrere Pfade verteilt werden. Alle vier Ausgänge des Splitters werden in einem E_MERGE_4 wieder zusammengeführt, so dass jede Periode ein einzelnes Ereignis an den Toggle-Flipflop (E_T_FF) weitergegeben wird. Der Ausgang des Flipflops schaltet einen digitalen Ausgang (logiBUS Q1) um. Der Taktgenerator kann über einen Taster (I1) gestartet und über einen zweiten Taster (I2) gestoppt werden.

Die gesamte Logik ist in einer Subapplikation gekapselt und verwendet ausschließlich logiBUS-Hardware-Ein- und -Ausgänge.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

Die Subapplikation besteht aus folgenden Funktionsbausteinen:

Baustein: DigitalOutput_Q1

  • Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX
  • Parameter:
  • QI = TRUE (Freigabe)
  • Output = Output_Q1 (Hardware-Ausgang)
  • Ereignis-Eingänge: REQ (schaltet den Ausgang)
  • Daten-Eingänge: OUT (Wert für den Ausgang, 0 oder 1)
  • Funktionsweise: Stellt den logiBUS-Digitalausgang Q1 auf den Wert des Dateneingangs, sobald ein Ereignis an REQ eintrifft.

Baustein: E_CYCLE

  • Typ: iec61499::events::E_CYCLE
  • Parameter:
  • DT = T#10ms (Zykluszeit 10 ms)
  • Ereignis-Eingänge:
  • START (startet die zyklische Erzeugung)
  • STOP (stoppt die zyklische Erzeugung)
  • Ereignis-Ausgänge:
  • EO (gibt alle DT ein Ereignis aus)
  • Funktionsweise: Generiert nach dem Starten periodisch Ereignisse im Abstand von 10 ms. Der Zähler kann durch ein Ereignis an STOP angehalten werden.

Baustein: E_T_FF

  • Typ: iec61499::events::E_T_FF
  • Parameter: Keine
  • Ereignis-Eingänge:
  • CLK (Takt – jedes Ereignis toggelt den Ausgang)
  • Ereignis-Ausgänge:
  • EO (wird bei jedem Takt ausgegeben)
  • Daten-Ausgänge:
  • Q (aktueller Wert des Flipflops, 0 oder 1)
  • Funktionsweise: Ein Toggle-Flipflop: bei jedem Ereignis an CLK wechselt der Ausgang Q zwischen 0 und 1. Gleichzeitig wird ein Ereignis an EO ausgelöst.

Baustein: E_SPLIT_4

  • Typ: iec61499::events::E_SPLIT_4
  • Parameter: Keine
  • Ereignis-Eingänge: EI (Eingangsereignis)
  • Ereignis-Ausgänge: EO1, EO2, EO3, EO4 (vier parallele Ausgänge)
  • Funktionsweise: Verteilt ein eingehendes Ereignis an alle vier Ausgänge gleichzeitig.

Baustein: E_MERGE_4

  • Typ: iec61499::events::E_MERGE_4
  • Parameter: Keine
  • Ereignis-Eingänge: EI1, EI2, EI3, EI4 (vier Eingänge)
  • Ereignis-Ausgänge: EO (Ausgangsereignis)
  • Funktionsweise: Sobald an einem der vier Eingänge ein Ereignis eintrifft, wird dieses sofort an den Ausgang weitergegeben. (Logische ODER-Verknüpfung der Ereignisse.)

Baustein: DigitalInput_CLK_I1

  • Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IE
  • Parameter:
  • QI = TRUE
  • Input = Input_I1 (Hardware-Eingang I1)
  • InputEvent = BUTTON_SINGLE_CLICK (Ereignis bei einfachem Tastendruck)
  • Ereignis-Ausgänge: IND (wird bei erkanntem Ereignis ausgelöst)
  • Funktionsweise: Erkennt einen einzelnen Tastendruck an Eingang I1 und gibt ein Ereignis an IND aus.

Baustein: DigitalInput_CLK_I2

  • Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IE
  • Parameter:
  • QI = TRUE
  • Input = Input_I2 (Hardware-Eingang I2)
  • InputEvent = BUTTON_SINGLE_CLICK
  • Ereignis-Ausgänge: IND
  • Funktionsweise: Wie oben, aber für den zweiten Taster an Eingang I2.

Programmablauf und Verbindungen

Die folgende Beschreibung erläutert den Signalfluss innerhalb der Subapplikation.

  1. Start/Stop des Taktgebers
  2. Ein Tastendruck an I1 löst ein Ereignis am Ausgang IND von DigitalInput_CLK_I1 aus. Dieses Ereignis wird mit dem Ereignis-Eingang START des E_CYCLE verbunden → der Zyklusgenerator startet.

  3. Ein Tastendruck an I2 löst ein Ereignis am Ausgang IND von DigitalInput_CLK_I2 aus. Dieses Ereignis wird mit dem Ereignis-Eingang STOP des E_CYCLE verbunden → der Zyklusgenerator stoppt.

  4. Zyklus und Verteilung

  5. Der E_CYCLE erzeugt alle 10 ms ein Ereignis an seinem Ausgang EO.

  6. Dieses Ereignis wird auf den Eingang EI des E_SPLIT_4 gegeben. Der Splitter verteilt das Ereignis auf alle vier Ausgänge (EO1 .. EO4).

  7. Zusammenführung

  8. Die vier Ausgänge des Splitters sind mit den vier Eingängen (EI1 .. EI4) des E_MERGE_4 verbunden. Dadurch wird jedes Ereignis, egal über welchen Pfad, sofort an den Ausgang EO des Mergers weitergeleitet.

  9. Die Verbindung von Splitter zu Merger über alle vier Pfade dient hier als reine Durchleitung (Redundanz), könnte aber für spätere Erweiterungen genutzt werden.

  10. Toggle-Flipflop

  11. Das Ausgangsereignis des E_MERGE_4 wird auf den Takteingang CLK des E_T_FF gegeben.
  12. Bei jedem Takt wechselt der Ausgang Q des Flipflops seinen Zustand (0 → 1 → 0 → …).

  13. Gleichzeitig wird ein Ereignis am Ausgang EO des Flipflops ausgelöst.

  14. Ausgabe

  15. Das Ereignis EO des Flipflops wird mit dem Ereignis-Eingang REQ des Ausgangsbausteins DigitalOutput_Q1 verbunden.
  16. Der aktuelle Wert Q des Flipflops wird auf den Dateneingang OUT des Ausgangsbausteins gegeben.
  17. Bei jedem Takt wird der Ausgang Q1 auf den aktuellen Flipflop-Zustand gesetzt – es entsteht ein Blinksignal mit einer Periodendauer von 20 ms (10 ms Ein, 10 ms Aus, wenn die Zykluszeit 10 ms beträgt).

Datenverbindungen

  • E_T_FF.Q → DigitalOutput_Q1.OUT
    Überträgt den toggelnden Wert (0/1) auf den Ausgangsbaustein.

Ereignisverbindungen (Zusammenfassung)

Quelle Ziel
DigitalInput_CLK_I1.IND E_CYCLE.START
DigitalInput_CLK_I2.IND E_CYCLE.STOP
E_CYCLE.EO E_SPLIT_4.EI
E_SPLIT_4.EO1 E_MERGE_4.EI1
E_SPLIT_4.EO2 E_MERGE_4.EI2
E_SPLIT_4.EO3 E_MERGE_4.EI3
E_SPLIT_4.EO4 E_MERGE_4.EI4
E_MERGE_4.EO E_T_FF.CLK
E_T_FF.EO DigitalOutput_Q1.REQ

Zusammenfassung

Die Übung 007b demonstriert den Einsatz von zyklischer Ereigniserzeugung (E_CYCLE), Ereignisverteilung und -zusammenführung (E_SPLIT_4, E_MERGE_4) sowie einem Toggle-Flipflop (E_T_FF) zur Erzeugung eines Blinksignals. Die Steuerung erfolgt über zwei logiBUS-Taster (Start/Stop). Der Aufbau ist als wiederverwendbare Subapplikation realisiert und kann direkt in eine 4diac-IDE-Umgebung importiert werden. Die Schaltung ist ein grundlegendes Beispiel für zeitgesteuerte Ausgänge mit einfacher Benutzerinteraktion.