ShIoTiny: צמתים, חיבורים ואירועים או תכונות של תוכניות ציור

נקודות עיקריות או על מה מאמר זה

נושא המאמר הוא תכנות PLC חזותי ShioTiny עבור הבית החכם המתואר כאן: ShioTiny: אוטומציה קטנה, אינטרנט של דברים או "שישה חודשים לפני חופשה".

בקצרה מאוד מושגים כגון קשרים, תקשורת, אירועים, כמו גם תכונות של טעינה והפעלה של תוכנית ויזואלית על ESP8266, שהוא הבסיס של PLC ShioTiny.

מבוא או כמה שאלות ארגוניות

במאמר הקודם על הפיתוח שלי נתתי סקירה קצרה על יכולות הבקר ShioTiny.

באופן מוזר, הציבור גילה עניין די חזק ושאל אותי די הרבה שאלות. כמה חברים אפילו הציעו מיד לקנות ממני קונטרולר. לא, אני לא נגד להרוויח קצת כסף, אבל המצפון שלי לא מאפשר לי למכור משהו שהוא עדיין מאוד גס מבחינת תוכנה.

לכן, פרסמתי את הקושחה הבינאריים ואת דיאגרמת המכשיר ב- GitHub: קושחה + ההוראות הקצרות ביותר + דיאגרמה + דוגמאות.

כעת כולם יכולים להבזק את ה-ESP-07 ולשחק עם הקושחה בעצמם. אם מישהו באמת רוצה בדיוק את אותו לוח כמו בתמונה, אז יש לי כמה מהם. כתוב במייל [מוגן בדוא"ל]. אבל, כפי שאוגורטסוב הבלתי נשכח נהג לומר: "אני לא אחראי לכלום!"

אז בואו נגיע לנקודה: מה זה "צומת"(צומת) ו"Событие"? איך התוכנית מבוצעת?

כרגיל, נתחיל לפי הסדר: בהורדת התוכנית.

איך התוכנית נטענת

נתחיל במה שקורה כשאנחנו לוחצים על כפתור העלה בעורך ElDraw ותוכנית המעגל שלנו, המורכבת מריבועים יפים, עפה לתוך המכשיר.

ראשית, על סמך הדיאגרמה שציירנו, נבנה התיאור שלו בצורת טקסט.
שנית, הוא בודק אם כל כניסות הצומת מחוברות ליציאות. לא צריכות להיות כניסות "תלויות". אם מזוהה קלט כזה, המעגל לא ייטען לתוך ShIoTiny, והעורך יציג אזהרה מתאימה.

אם הכל הלך כשורה, העורך שולח תיאור טקסט של המעגל צומת אחד בכל פעם ל-ShioTiny. כמובן, המעגל הקיים מ-ShIoTiny מוסר תחילה. תיאור הטקסט המתקבל מאוחסן בזיכרון FLASH.

אגב, אם אתה רוצה להסיר מעגל ממכשיר, אז פשוט טען לתוכו מעגל ריק (לא מכיל אלמנט צומת אחד).

לאחר שתוכנית המעגל כולה נטענת לתוך ה-ShioTiny PLC, היא מתחילה "להפעיל". מה זה אומר?

שימו לב שהתהליכים לטעינת מעגל מזיכרון FLASH בעת הפעלת המתח ובעת קבלת מעגל מהעורך זהים.

ראשית, אובייקטי צומת נוצרים על סמך התיאור שלהם.
לאחר מכן נוצרים חיבורים בין צמתים. כלומר נוצרים קישורים של פלטים לתשומות ותשומות ליציאות.

ורק אחרי כל זה מתחיל מחזור ביצוע התוכנית הראשי.

כתבתי הרבה זמן, אבל כל התהליך - מ"טעינת" המעגל מזיכרון FLASH ועד תחילת המחזור הראשי - לוקח שבריר שנייה עבור מעגל של 60-80 צמתים.

איך עובד הלולאה הראשית? פשוט מאוד. תחילה הוא מחכה להופעה אירועים בצומת כלשהו, ​​ואז מעבד את האירוע הזה. וכך הלאה בלי סוף. ובכן, או עד שהם מעלים תוכנית חדשה ל-ShioTiny.

כבר כמה פעמים הזכרתי דברים כמו אירועים, קשרים и תקשורת. אבל מה זה מנקודת מבט של תוכנה? נדבר על זה היום.

צמתים, קשרים ואירועים

רק תסתכל על הדוגמאות של תוכניות מעגל עבור ShioTinyלהבין שהתרשים מורכב משתי ישויות בלבד - צמתים (או אלמנטים) והקשרים ביניהם.

צומת, אבל כן או אלמנט מעגל הוא ייצוג וירטואלי של חלקם פעילות מעל הנתונים. זו יכולה להיות פעולה אריתמטית, פעולה לוגית או כל פעולה שעולה לנו בראש. העיקר שלצומת יש כניסה ויציאה.

קלט - זה המקום שבו הצומת מקבל נתונים. תמונות הקלט הן נקודות שנמצאות תמיד בצד השמאלי של הצומת.

פלט - זה המקום שבו התוצאה של פעולת הצומת מאוחזרת. תמונות הפלט הן נקודות שממוקמות תמיד בצד ימין של הצומת.

לחלק מהצמתים אין כניסות. צמתים כאלה מייצרים את התוצאה באופן פנימי. לדוגמה, צומת קבוע או צומת חיישן: הם לא צריכים נתונים מצמתים אחרים כדי לדווח על התוצאה.

לצמתים אחרים, להיפך, אין יציאות. אלו הם צמתים שמציגים, למשל, מפעילים (ממסרים או משהו דומה). הם מקבלים נתונים אך אינם יוצרים תוצאה חישובית הזמינה לצמתים אחרים.

בנוסף, ישנו גם צומת הערה ייחודי. זה לא עושה כלום, אין לו כניסות או יציאות. מטרתו היא להוות הסבר על התרשים.

מה קרה "Событие"? אירוע הוא הופעת נתונים חדשים בכל צומת. לדוגמה, אירועים כוללים: שינוי במצב קלט (צומת קֶלֶט), קבלת נתונים ממכשיר אחר (צמתים MQTT и UDP), פקיעת פרק זמן מוגדר (צמתים שעון עצר и לְעַכֵּב) וכן הלאה.

בשביל מה אירועים? כן, על מנת לקבוע באיזה צומת עלו נתונים חדשים ואת המצבים של אילו צמתים יש לשנות בקשר עם קבלת נתונים חדשים. האירוע, כביכול, "עובר" לאורך שרשרת הצמתים עד שהוא עוקף את כל הצמתים שצריך לבדוק ולשנות את מצבם.

ניתן לחלק את כל הצמתים לשתי קטגוריות.
בואו נקרא לצמתים שיכולים ליצור אירועים "צמתים פעילים".
אנו נקרא לצמתים שאינם יכולים ליצור אירועים "צמתים פסיביים".

כאשר צומת יוצר אירוע (כלומר, נתונים חדשים מופיעים בפלט שלו), אז במקרה הכללי המצב של כל שרשרת הצמתים המחוברת לפלט של צומת מחולל האירועים משתנה.

כדי להבהיר את זה, שקול את הדוגמה באיור.

הצמתים הפעילים כאן הם Input1, Input2 ו-Input3. הצמתים הנותרים הם פסיביים. בואו נבחן מה קורה כאשר קלט כזה או אחר נסגר. מטעמי נוחות, התוצאות מסוכמות בטבלה.

כפי שניתן לראות, כאשר מתרחש אירוע, נבנית שרשרת מצומת המקור של האירוע לצומת הקצה. מצבם של אותם צמתים שאינם נופלים לשרשרת אינו משתנה.

נשאלת שאלה לגיטימית: מה יקרה אם שניים או אפילו כמה אירועים יתרחשו בו זמנית?

כחובב יצירתו של גלב אנפילוב, אני מתפתה לשלוח שואל סקרן לספרו "בריחה מהפתעה". זוהי "תורת היחסות לקטנטנים", שמסבירה היטב מה המשמעות של "בו זמנית" וכיצד לחיות עם זה.

אבל למעשה הכל הרבה יותר פשוט: כאשר שניים או אפילו כמה אירועים מתרחשים, כל השרשראות מכל מקור אירועים נבנות ברצף ומעובדות בתורן, ולא מתרחשים ניסים.

השאלה הלגיטימית לחלוטין הבאה של קורא סקרן היא מה יקרה אם הצמתים יחוברו לטבעת? או, כמו שאומרים בין החכמים האלה שלך, הציגו משוב. כלומר, חבר את הפלט של אחד הצמתים לכניסה של הצומת הקודם כך שמצב הפלט של הצומת הזה ישפיע על מצב הקלט שלו. העורך לא יאפשר לך לחבר ישירות את הפלט של צומת לקלט שלו. ElDraw. אבל בעקיפין, כמו באיור למטה, ניתן לעשות זאת.

אז מה יקרה במקרה הזה? התשובה תהיה מאוד "מוגדרת": תלוי באילו צמתים. בואו נסתכל על הדוגמה באיור.

כאשר מגעי הקלט של Input1 פתוחים, הקלט העליון של צומת A הוא 0. הפלט של צומת A הוא גם 0. הפלט של צומת B הוא 1. ולבסוף, הקלט התחתון של צומת A הוא 1. הכל ברור. ולמי שלא ברור, חפש להלן תיאור כיצד פועלים הצמתים "AND" ו-"NOT".

כעת אנו סוגרים את המגעים של קלט Input1, כלומר, אנו מיישמים אחד על הקלט העליון של צומת A. מי שמכיר את האלקטרוניקה יודע שלמעשה נקבל מעגל מחולל קלאסי באמצעות אלמנטים לוגיים. ובתיאוריה, מעגל כזה צריך לייצר בלי סוף את הרצף 1-0-1-0-1-0... במוצא של אלמנטים A ו-B. ו-0-1-0-1-0-1-…. אחרי הכל, האירוע חייב לשנות כל הזמן את מצב הצמתים A ו-B, לרוץ במעגל 2-3-2-3-...!

אבל במציאות זה לא קורה. המעגל ייפול למצב אקראי - או שהממסר יישאר מופעל או כבוי, או אולי יזמזם מעט ויכבה מספר פעמים ברציפות. הכל תלוי במזג האוויר בקוטב הדרומי של מאדים. ובגלל זה זה קורה.

אירוע מ-Node Input1 משנה את המצב של צומת A, ולאחר מכן של צומת B, וכן הלאה במעגל מספר פעמים. התוכנית מזהה את ה"לולאה" של האירוע ומפסיקה בכוח את הקרנבל הזה. לאחר מכן, שינויים במצב הצמתים A ו-B נחסמים עד להתרחשות אירוע חדש. הרגע שבו התוכנית מחליטה "תפסיק להסתובב במעגלים!" - באופן כללי, זה תלוי בגורמים רבים ויכול להיחשב אקראי.

היזהר בעת חיבור קשרים לטבעת - ההשפעות לא תמיד יהיו ברורות! יש לך מושג טוב על מה ולמה אתה עושה!

האם עדיין ניתן לבנות גנרטור על הצמתים העומדים לרשותנו? כן אתה יכול! אבל זה דורש צומת שיכול ליצור אירועים בעצמו. ויש צומת כזה - זה "קו העיכוב". בואו נראה כיצד פועל גנרטור עם פרק זמן של 6 שניות באיור למטה.

מרכיב המפתח של המחולל הוא צומת A - קו ההשהיה. אם תשנה את מצב הקלט של קו ההשהיה מ-0 ל-1, אז 1 לא יופיע במוצא מיד, אלא רק לאחר זמן מוגדר. במקרה שלנו זה 3 שניות. באותו אופן, אם תשנה את מצב הקלט של קו ההשהיה מ-1 ל-0, אז 0 במוצא יופיע לאחר אותן 3 שניות. זמן ההשהיה נקבע בעשיריות השנייה. כלומר, הערך 30 אומר 3 שניות.

תכונה מיוחדת של קו ההשהיה היא שהוא יוצר אירוע לאחר שזמן ההשהיה פג.

נניח שבתחילה הפלט של קו ההשהיה היה 0. לאחר מעבר צומת B - המהפך - 0 זה הופך ל-1 ועובר לכניסה של קו ההשהיה. שום דבר לא קורה מיד. ביציאה של קו ההשהיה הוא יישאר 0, אך הספירה לאחור של זמן ההשהיה תתחיל. עוברות 3 שניות. ואז קו ההשהיה יוצר אירוע. במוצא שלה הוא מופיע 1. יחידה זו, לאחר שעברה בצומת B - המהפך - הופכת ל-0 והולכת לכניסה של קו ההשהיה. עוברות עוד 3 שניות... והתהליך חוזר על עצמו. כלומר, כל 3 שניות המצב של יציאת קו ההשהיה משתנה מ-0 ל-1 ולאחר מכן מ-1 ל-0. הממסר נלחץ. הגנרטור עובד. תקופת הדופק היא 6 שניות (3 שניות במוצא אפס ו-3 שניות במוצא XNUMX).

אבל, במעגלים אמיתיים, בדרך כלל אין צורך להשתמש בדוגמה זו. ישנם צמתי טיימר מיוחדים שיוצרים באופן מושלם וללא עזרה מבחוץ רצף של פולסים עם תקופה נתונה. משך הזמן של "אפס" ו"אחד" בפולסים אלה שווה למחצית התקופה.

כדי להגדיר פעולות תקופתיות, השתמש בצמתי טיימר.

אני מציין שאותות דיגיטליים כאלה, שבהם משך הזמן של "אפס" ו"אחד" שווים, נקראים "מתפתל".

אני מקווה שהבהרתי מעט את השאלה לגבי איך אירועים מופצים בין צמתים ומה לא לעשות?

מסקנה והפניות

המאמר התברר כקצר, אך מאמר זה הוא תשובה לשאלות שעלו בנוגע לצמתים ואירועים.

ככל שתתפתח קושחה ויופיעו דוגמאות חדשות, אכתוב כיצד לתכנת ShioTiny מאמרים קטנים כל עוד זה יהיה מעניין לאנשים.

כמו קודם, דיאגרמה, קושחה, דוגמאות, תיאור רכיבים והכל השאר כאן.

שאלות, הצעות, ביקורת - כנסו לכאן: [מוגן בדוא"ל]

מקור: www.habr.com