ShIoTiny: sõlmed, sidemed ja sündmused või programmide joonistamise eripära

Põhiteesid või millest see artikkel räägib

Artikli teema on PLC visuaalne programmeerimine ShIoTiny nutikodu kohta, millest siin räägitakse: ShIoTiny: väike automatiseerimine, asjade internet või „kuus kuud enne puhkust”.

Very briefly kaetud sellised mõisted nagu sõlmed, ühendused, sündmustele, samuti visuaalse programmi laadimise ja käitamise omadused ESP8266, mis on PLC aluseks ShIoTiny.

Sissejuhatus või paar korralikku küsimust

Eelmises artiklis oma arendusest andsin lühikese ülevaate kontrolleri võimalustest ShIoTiny.

Imelikul kombel näitas avalikkus üsna suurt huvi ning esitas mulle üsna palju küsimusi. Mõned inimesed pakkusid isegi kohe, et ostavad minult kontrolleri. Ei, ma ei ole vastu sellele, et natuke raha teenida, kuid südametunnistus ei luba mul müüa veel liiga toorest tarkvaraliselt eset.

Seetõttu olen GitHubis välja pannud valmis firmware ja seadme skeemi: firmware+õpetus lühim+skeem+näidised.

Nüüd saab igaüks ESP-07-seada ja ise firmware'iga katsetada. Kui kellelgi on tõeliselt tarvis just sellist plaati nagu pildil — mul on neid paar tükki. Kirjutage meili peale shiotiny@yandex.ru. Kuid nagu ütles unustamatu Ogurtsov: "Ma ei vastuta mitte millelegi!".

Nüüd läheme asja juurde: mis on "sõlm" (node) ja "sündmusKuidas programm käivitatakse?

Alustame tavapäraselt: programm pannakse üles laadimisega.

Kuidas programm laaditakse?

Alustame sellest, mis juhtub siis, kui me vajutame nuppu Üleslaadimine toimetajas ElDraw ja meie ruudustikuga programm saadetakse seadmesse.

Esiteks luuakse meie visandatud skeemi põhjal selle tekstiline kirjeldus.
Teiseks kontrollitakse, kas kõik sõlmede sisendid on ühendatud väljunditega. „Rippuvaid“ sisendeid ei tohiks olla. Kui selline sisend leitakse, siis skeem ShIoTiny'sse ei laadi, ja toimetaja annab vastava teate.

Kui kõik läks edukalt, saadab toimetaja ShIoTiny'sse skeemi tekstilise kirjelduse ühe sõlme kaupa. Loomulikult eemaldatakse eelnev skeem ShIoTiny'st. Saadud tekstiline kirjeldus salvestatakse FLASH-mäesse.

Muide, kui soovite eemaldada skeemi seadmest, laadige lihtsalt sisse tühi skeem (millel ei ole ühtegi element-sõlme).

Niipea, kui kogu skeem-programm on ShIoTiny PLC'sse laaditud, hakkab see „täituma“. Mida see tähendab?

Tähtis on märkida, et skeemi laadimisprotsess FLASH-mälust sisse lülitamisel ja skeemi vastuvõtmine redigeerijast on identsed.

Esialgu luuakse objektide sõlmed nende kirjelduse põhjal.
Seejärel paigutatakse sõlmede vahele seosed. See tähendab, et genereeritakse väljundite lingid sisenditele ja sisendite lingid väljunditele.

Ja alles pärast seda käivitatakse programmi peamine täitmisring.

Kirjutasin kaua, kuid kogu protsess - skeemi laadimine FLASH-mälust kuni peamise tsükli käivitamiseni - kestab 60–80 sõlmega skeemi jaoks murdosakesega.

Kuidas peamine tsükkel töötab? Väga lihtsalt. Esiteks ootab ta sündmuse tekkimist sündmustele mõnes sõlmes, seejärel töötleb seda sündmust. Ja nii lõputult. No või vähemalt kuni ShIoTiny-sse laaditakse uus skeem.

Olen mitu korda maininud selliseid asju nagu sündmustele, sõlmed ja ühendused. Aga mida see tegelikult tähendab programmeerimise seisukohalt? Räägime sellest täna.

Sõlmed, seosed ja sündmused

Piisab, kui vaadata programmikava näiteid ShIoTiny, et mõista, et skeem koosneb vaid kahest entiteedist - sõlmedest (või elementidest) ja nende vahelisest seosest.

Sõlm, sõlm või skeemi element on mingi virtuaalne esitus tegevused. andmete kohta. See võib olla aritmeetiline operatsioon, loogiline operatsioon või üldse ükskõik milline operatsioon, mis meelde tuleb. Peamine on, et sõlmel on sisend ja väljund.

Sisend — see on see koht, kuhu sõlm võtab andmeid. Sisendite pildid on punktid, mis asuvad alati sõlme vasakul küljel.

Väljund — see on see koht, kust võetakse välja sõlme töö tulemus. Väljundite pildid on punktid, mis asuvad alati sõlme paremal küljel.

Mõnedel sõlmedel ei ole sisendeid. Sellised sõlmed genereerivad tulemuse enda sees. Näiteks konstandi sõlm või anduri sõlm: neil ei ole vaja andmeid teistelt sõlmedelt, et tulemusi teatada.

Teistel sõlmedel, vastupidi, ei ole väljundeid. Need on sõlmed, mis näitavad näiteks täidesaatvaid seadmeid (releed või midagi muud sarnast). Nad võtavad andmeid vastu, kuid ei genereeri arvutustulemusi, mis oleksid kergesti kätte saadavad teistele sõlmedele.

Lisaks on olemas ka ainulaadne kommentaarisõlm. See ei tee midagi, tal ei ole ei sisendeid ega väljundeid. Selle eesmärk on olla skeemi selgitus.

Mis on "sündmus»? Sündmus — see on uute andmete esinemine mõnes sõlmes. Näiteks hõlmavad sündmused: sisenemise oleku muutust (sõlm Sisend), andmete vastuvõtmist teisest seadmest (sõlmed MQTT ja UDP), määratud ajavahemiku möödumist (sõlmed Timer ja Viivitus) jne.

Miks on sündmused vajalikud? Need on vajalikud selleks, et määrata, millises sõlmes on uusi andmeid ja milliste sõlmede olekuid tuleb uute andmete vastuvõtmise tõttu muuta. Sündmus „läbib” sõlmede ahelat, kuni on käinud kõigis sõlmedes, mille olekuid tuleb kontrollida ja muuta.

Kõiki sõlmi saab jagada kahte kategooriasse.
Sõlmed, mis võivad genereerida sündmusi, nimetame „aktiivseteks sõlmedeks».
Sõlmed, mis ei saa genereerida sündmusi, nimetame „passiivseteks sõlmedeks».

Kui sõlm genereerib sündmuse (st selle väljundis ilmuvad uued andmed), siis muutub üldjuhul kogu sündmuse generaatori väljundiga ühendatud sõlmede ahela olek.

Kuna see on arusaadav, vaatame näidet joonisel.

Siin on aktiivsed sõlmed — Input1, Input2 ja Input3. Ülejäänud sõlmed on passiivsed. Vaatleme, mis juhtub, kui mõni sisend ühendatakse. Tulemused on mugavuse huvides koondatud tabelisse.

Kuidas me näeme, sündmuse tekkimisel ehitatakse sündmuse allika sõlmest kuni lõpp-sõlmest ahel. Need sõlmed, mis ei kuulu ahelasse, jäävad muutumatuks.

Tõuseb seaduslik küsimus, mis juhtub, kui toimub kaks või rohkem sündmust samaaegselt?

Kuna olen looja Gleb Anfilovi fänn, tõukab mind saata uudishimulik küsimuse esitajat tema raamatusse „Põgenemine üllatustest“. See on nagu „relatiivsusteooria väikeutele“, kus on hästi selgitatud, mis on „samaaegne“ ja kuidas sellega elada.

Kuid praktiliselt on kõik palju lihtsam: kui toimub kaks või rohkem sündmust, ehitatakse ja töödeldakse kõik ahelad järjestikult igalt sündmuse allikalt ja mingit imet ei toimu.

Järgnevalt on täiesti seaduslik küsimus uudishimuliku lugeja jaoks — mis juhtub, kui sõlmeded ringi panna? Või kuidas seda teie tarkade seas öelda — tagasiside sisestada. See tähendab, et ühe sõlme väljund ühendatakse eelneva sõlme sisendiga nii, et selle väljundi olek mõjutab selle enda sisendi olekut. Samuti ei luba toimetaja sõlme väljundit otse selle enda sisendiga kokku ühendada. ElDraw. Kuid kaudselt, nagu alloleval joonisel — on see võimalik.

Nii et, mis siis juhtub? Vastus on väga „kindel”: olenevalt sellest, millised sõlmed. Vaatame joonisel esitatud näidet.

Kui Input1 sisendi kontaktid on ülesse ühendatud sõlmes A — 0. Sõlme A väljundis on samuti 0. Sõlme B väljundis — 1. Ja lõpuks, sõlme A alumises sisendis — 1. Kõik selge. Kui kellelegi ei ole selge — vaadake allpool, kuidas sõlmed „JA” ja „EI” töötavad.

Nüüd ühendame Input1 sisenemise kontaktid, see tähendab, et anname sõlmele A üht. Need, kes tunnevad elektroonikat, teavad, et me saame tõeliselt klassikalise loogiliste elementide generaatori skeemi. Ja idee järgi peaks see skeem pidevalt tootma sõlmede A ja B väljundites järjestusi 1-0-1-0-1-0… ja 0-1-0-1-0-1…. Sest sündmus peaks pidevalt muutma sõlmede A ja B olekut, liikudes ringi 2-3-2-3-…!

Aga tegelikult ei juhtu seda. Skeem satub juhuslikku olekusse — kas relee jääb sisse või välja, või võib isegi mõneks ajaks sisse-välja klõpsata. Kõik sõltub Marsi lõunapooluse ilmaprognoosist. Ja just see on põhjus, miks nii juhtub.

Sündmus sõlmes Input1 muudab sõlme A olekut, seejärel sõlme B ja nii edasi mitu korda ringi. Programm määrab sündmuse "tsükli" ja sunnib selle karnevali katkestama. Pärast seda blokeeritakse sõlmede A ja B olekute muutmine kuni uue sündmuse ilmumiseni. Aeg, mil programm otsustab — "piisab ringis keerlemisest!" — sõltub üldiselt paljusid tegureid ja seda võib pidada juhuslikuks.

Olge ettevaatlikud, ühendades sõlmed ringiks — efektid ei pruugi alati olla ilmsed! Olge selgelt teadlik, mida ja miks teete!

Kas on võimalik siiski ehitada generaator kõigile meie soovitud sõlmedele? Jah, see on võimalik! Kuid selleks on vajalik sõlm, mis suudab ise sündmusi genereerida. Ja selline sõlm on olemas — see on "viivitusliin". Vaatame, kuidas töötab generaator, mille periood on 6 sekundit, alloleval joonisel.

Generaatori peamine element on sõlm A — viivitusliin. Kui muuta viivitusliini sissetuleku seisundit 0-lt 1-le, siis 1 ei ilmne väljundil kohe, vaid ainult pärast määratud aega. Meie juhul on see 3 sekundit. Sama kehtib ka juhul, kui muuta viivitusliini sissetuleku seisundit 1-lt 0-le; 0 ilmneb väljundil samuti pärast samu 3 sekundit. Viivitusajast määratakse kümnendik sekundites. Seega väärtus 30 tähendab 3 sek.

Viivitusliini iseloomulikuks tunnuseks on see, et see genereerib sündmuse pärast viivitusaja möödumist.

Oletame, et algselt oli viivituse joonel väljund 0. Pärast sõlme B — inverteri — läbimist muutub see 0-ks 1 ja jõuab viivituse joone sisse. Alguses ei juhtu midagi. Väljundil jääb olekuks 0, kuid seejärel algab viivituse ajaloog. Kolme sekundi pärast tekib kohe viivituse joonel sündmus. Väljundil on nüüd 1. See 1, pärast sõlme B — inverteri — läbimist, muutub 0-ks ja jõuab jälle viivituse joone sisse. Veel kolm sekundit möödub ... ja protsess kordub. See tähendab, et iga kolme sekundi järel muutub viivituse joone väljund olek 0-lt 1-le ja seejärel 1-lt 0-le. Relv klõpsab. Generaator töötab. Impulsi periood on 6 sekundit (3 sekundit väljund 0 ja 3 sekundit - 1).

Kuid reaalsetes skeemides ei ole tavaliselt vaja kasutada isegi seda näidet. On olemas spetsiaalsed sõlmed-timerid, mis suurepäraselt ja ilma välise abita genereerivad sündmuste järjestust määratud perioodiga. "Nulli" ja "ühe" kestus nendes impulssides on võrdne poole perioodiga.

Perioodiliste toimingute määramiseks kasutage sõlmi-timereid.

Tahan märkida, et selliseid digitaal-signaale, kus "nulli" ja "ühe" kestus on võrdsed, nimetatakse "meandriks".

Loodan, et sain natuke selgust anda küsimuses, kuidas sündmused node'ide vahel levides toimuvad ja mida ei tasu teha?

Kokkuvõte ja lingid

Artikkel tuli lühike, kuid see on vastus tekkivatele küsimustele node'ide ja sündmuste kohta.

Protokollide arenedes ja uute näidete ilmumisel hakkan kirjutama, kuidas programmeerida ShIoTiny väikesi artikleid, seni, kuni see inimestele huvi pakub.

Nagu varemgi, on skeem, protokoll, näited, node'ide kirjeldus ja kõik muud siin.

Küsimused, soovitused, kriitika — need siia: shiotiny@yandex.ru

Allikas: habr.com