Простой пример светофора

Светофор - хороший пример устройства, которое выполняет свою работу последовательно. В простейшей форме светофор имеет три состояния:

1. Зеленый - иди
2. Желтый - остановись, если сможешь
3. Красный - стой!

Каждое состояние активно в течение некоторого временного интервала, и когда все заканчивается, то начинается с начала и повторяется снова и снова.

Давайте сделаем модель устройства светофора с несколькими электронными частями и XOD.

Схема #

Обзор структуры программы #

Создайте новый проект в XOD и назовите его что-то вроде этого my-traffic-light. Теперь у вас есть программа с одним патчем main. Что дальше?

У нас есть законченый концепт, который мы собираемся реализовать. Есть несколько способов это сделать. Рассмотрим один из них. Основная идея состоит в том, чтобы иметь одну патч-ноду для каждого состояния и соединительный (общий) патч, который будет связывать все ноды патча вместе. В нашем случае:

• state-green
• state-yellow
• state-red
• main — соединительный патч

Мы планируем (a) создать наброски для всех патчей с состояниями (state), (b) создать основной патч, и © после этого завершить патчи с состояниями (state). Вы можете делать все наоборот, если для Вас это имеет больше смысла.

У нас уже есть main, поэтому создайте патчи состояний. Нажмите “File → New Patch” (или Ctrl + N) и введите новое имя патча. Повторите три раза.

Теперь нам нужен механизм, позволяющий патч-нодам общаться друг с другом. Общая идия заключается в том, чтобы добавить импульсный вход на патчах состояний, чтобы начать это состояние, и добавить импульсные выходы, чтобы уведомить о завершении состояния.

Добавьте пару xod/patch-nodes/input-pulse и xod/patch-nodes/output-pulse каждого патча состояния:

Теперь каждое из наших состояний имеет вход и выход. Мы можем подключить их в цепочке, так что, когда одно состояние завершает работу, оно дает контроль над следующим состоянием. Давайте сделаем это на main:

Мы дали более короткие названия нашим нодам: “Green,” “Yellow,” и “Red”, чтобы текст мог соответствовать ширине.

Приятно, не так ли? Вы видите, как устройство должно работать графически.

Выполнение патчей состояния #

Хорошо, у нас есть шаблон патча состояния (state), давайте наполним его. Перед тем, как это сделать, Вы ответите на несколько вопросов.

• Что нужно сделать в state?
• Когда он должен выйти?
• Что он должен делать прямо перед выходом?

В нашем случае, когда мы входим в состояние (state), он должен включить соответствующий светодиод. Затем он должен подождать несколько секунд, выключить светодиод и выйти. Довольно просто. Сделайте это для state-green:

Установите соответствующие значения для led’ пина (установим значение 2-го порта) и значение пина T ноды delay (установим 3 секунды, отлично подходит для нашего эксперимента).

Мы сделали зеленый. А как же желтый и красный? Просто скопируйте патч state-yellow и state-red. Не забудьте ввести PORT и T значения. Используйте копировать / вставить, чтобы сделать это быстро.

Выполнение последовательности #

Мы почти закончили. Осталось только запустить выполнение. Посмотрите еще main:

Хотя состояния правильно привязаны, ничего не привязано к включению в первоначальное состояние (т.е.state-green). Мы хотим, чтобы наш светофор начинал работу сразу, когда устройство включено. Таким образом, импульс от boot ноды является лучшим выбором:

Наконец, загрузите программу на свою плату и посмотрите, как она себя ведёт.

Ого, это работает! Почти. Как только красное состояние завершается, светофор ничего не делает. Давайте исправим это.

Создание цикла #

Устройство приостанавливается после последнего состояния, потому что ничто не возвращает его обратно в первоначальное состояние. Мы могли бы связать последний DONE импульс состояния с первым SET импульсом состояния, чтобы завершить цикл, но, к сожалению, XOD не позволяет этого сделать.

XOD запрещает циклы в графике программы, чтобы избежать возможных взаимоблокировок. В нашем конкретном сценарии невозможны взаимоблокировки, потому что мы используем delay ноды, но XOD пока недостаточно умен, чтобы понять это.

К счастью, так называемые “defer nodes” (отложенные ноды) здесь помогают нам. Они могут сломать любой цикл и сказать XOD: “Эй, я тот момент, когда ты можешь перевести дух, если настал тупик”.

Мы имеем дело с импульсами, поэтому мы будем использовать defer-pulse ноды для разрыва цикла.

Упс. Входному пину state-green ноды не разрешено иметь линки из bootи defer-pulse одновременно. Но мы можем легко решить это, добавив ноду any:

Ура! Отлично сработано. Загрузите программу и посмотрите, как она работает. Поиграйтесь со значениями тайм-аута, попробуйте запустить последовательность из другого состояния, добавьте еще три светодиода, чтобы сформировать дополнительный светофор. Повеселись!

Результат #

Если у вас возникли проблемы с попыткой повторить руководство, загрузите готовый проект и откройте его в среде IDE.

Вывод #

Выполнение вещей последовательно в XOD может показаться трудным с первого взгляда. Да, это немного сложнее, чем на традиционных императивных языках, но не так сложно, если вы запомните шаблон:

1. Поймите последовательности состояний
2. Для каждого состояния создайте патч-ноду
3. На каждом патче состояния используйте импульсные входы и выходы для входа и выхода из состояния
4. Создайте соединительный патч, который соединяет все состояния вместе
5. Определите входной импульс для первого состояния