【產(chǎn)品應(yīng)用】用 AWTK 和 AWPLC 快速開發(fā)嵌入式應(yīng)用程序 (7)- 用狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)紅綠燈

狀態(tài)機(jī)是一個(gè)常用的設(shè)計(jì)模式，其邏輯清晰實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。本文以一個(gè)簡(jiǎn)化版的紅綠燈為例，演示在 AWPLC 中實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)的方法。

背景

AWTK全稱 Toolkit AnyWhere，是 ZLG 開發(fā)的開源 GUI 引擎，旨在為嵌入式系統(tǒng)、WEB、各種小程序、手機(jī)和 PC 打造的通用 GUI 引擎，為用戶提供一個(gè)功能強(qiáng)大、高效可靠、簡(jiǎn)單易用、可輕松做出炫酷效果的 GUI 引擎。

AWPLC是 ZLG 自主研發(fā)的 PLC 系統(tǒng)（兼容 IEC61131-3)，其中 AWPLC 的運(yùn)行時(shí)庫(Runtime)基于 ZLG TKC 開發(fā)，可以移植到到任何主流 RTOS 和嵌入式系統(tǒng)。AWPLC 的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)基于 AWTK 開發(fā)，可以運(yùn)行在 Windows、MacOS 和 Linux 系統(tǒng)之上。AWPLC 的主要目標(biāo)之一是把 PLC 中低代碼開發(fā)方法引入到嵌入式軟件，從而提高嵌入式軟件的開發(fā)效率和可靠性。

?簡(jiǎn)介

狀態(tài)機(jī)是一個(gè)常用的設(shè)計(jì)模式，在有的情況下采用狀態(tài)機(jī)，邏輯清晰，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。在 AWPLC 中，也是可以采用狀態(tài)機(jī)模式的，本文以一個(gè)簡(jiǎn)化版的紅綠燈為例，演示在 AWPLC 中實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)的方法。

在采用狀態(tài)機(jī)模式設(shè)計(jì)時(shí)，一般按照下列步驟進(jìn)行：

• 確定系統(tǒng)存在的狀態(tài)，并選取我們關(guān)注的狀態(tài)。比如，在本系統(tǒng)中，我們選取紅燈、黃燈、綠燈三個(gè)狀態(tài)；
• 確定在各個(gè)狀態(tài)下系統(tǒng)的行為。比如，在本系統(tǒng)中，在紅燈狀態(tài)下，點(diǎn)亮紅色 LED 燈；在黃燈狀態(tài)下，點(diǎn)亮黃色 LED 燈；在綠燈狀態(tài)下，點(diǎn)亮綠色 LED 燈；
• 確定各個(gè)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的條件。比如，在本系統(tǒng)中，在紅燈狀態(tài)下，超時(shí)進(jìn)入黃燈狀態(tài)下；在黃燈狀態(tài)下，超時(shí)進(jìn)入綠燈狀態(tài)下；在綠燈狀態(tài)下，超時(shí)進(jìn)入紅燈狀態(tài)下。

狀態(tài)轉(zhuǎn)換如下圖所示：

1. 系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)包括：

• 3 個(gè) LED。

2. 軟件模擬

• LED 都用軟件模擬。

?PLC程序

1. 變量定義

在本系統(tǒng)中，需要定義幾個(gè)變量：

STATE_RED 表示紅色狀態(tài)，是一個(gè)常量，取值為 1；

STATE_YELLOW 表示黃色狀態(tài)，是一個(gè)常量，取值為 2；

STATE_GREEN 表示綠色狀態(tài)，是一個(gè)常量，取值為 3；

STATE 表示系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)；

LED_RED 表示紅色 LED 燈，映射到第 1 個(gè)數(shù)字輸出；

LED_YELLOW 表示黃色 LED 燈，映射到第 2 個(gè)數(shù)字輸出；

LED_GREEN 表示綠色 LED 燈，映射到第 3 個(gè)數(shù)字輸出。

具體配置如下圖所示：2. 功能塊圖基本工作原理：

如果系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài) STATE 等于 STATE_RED 時(shí)，表明當(dāng)前處于紅燈狀態(tài)：點(diǎn)亮紅色 LED 燈，定時(shí)器保持工作，當(dāng)定時(shí)器超時(shí)，設(shè)置系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)為黃燈狀態(tài)；

如果系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài) STATE 等于 STATE_YELLOW 時(shí)，表明當(dāng)前處于黃燈狀態(tài)：點(diǎn)亮黃色 LED 燈，定時(shí)器保持工作，當(dāng)定時(shí)器超時(shí)，設(shè)置系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)為綠燈狀態(tài)；

如果系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài) STATE 等于 STATE_GREEN 時(shí)，表明當(dāng)前處于綠燈狀態(tài)：點(diǎn)亮綠色 LED 燈，定時(shí)器保持工作，當(dāng)定時(shí)器超時(shí)，設(shè)置系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)為綠燈狀態(tài)。

* 值得注意的是，這里使用了功能塊 MOVE 對(duì)變量進(jìn)行賦值。按道理來說，對(duì)變量進(jìn)行賦值，直接拉根線連接起來就可以了，為什么還要加個(gè) MOVE 呢？原因在于，這里是條件賦值，即在定時(shí)器超時(shí)的時(shí)候，才對(duì) STATE 進(jìn)行賦值。

*這就需要利用功能的執(zhí)行控制(Execution Control)，當(dāng)功能塊啟用執(zhí)行控制(Execution Control)時(shí)，只有其輸入引腳 EN 為 TRUE 時(shí)，其后續(xù)賦值才生效。

具體實(shí)現(xiàn)如下圖所示：

用戶界面

應(yīng)用程序不需要編程，用 AWTK Designer 設(shè)計(jì)好界面，將控件與模型進(jìn)行綁定即可。下面介紹一下控件與模型的綁定方法。這里用的是 AWTK-MVVM，數(shù)據(jù)綁定規(guī)則與 AWTK-MVVM 是完全一樣的。

模型可以用 io、plc 或者 io+plc。io 可以用來綁定 IO 變量，plc 可以用來綁定程序 PLC 內(nèi)部變量。

示例：

由于符號(hào)%在程序里具有特殊功能，所以在綁定 IO 變量時(shí)，把%換成_。比如：將%QX0.0寫作_QX0.0。示例：

children_layout="default(r=3,c=1,s=10)">

程序界面如下所示（為了方便理解，我們把功能塊圖也放到了界面上）：

運(yùn)行效果：系統(tǒng)啟動(dòng)后，三個(gè) LED 燈循環(huán)點(diǎn)亮，和跑馬燈不同的是，三個(gè) LED 點(diǎn)亮的時(shí)間并不完全相同。

*由此可見，在 AWPLC 功能塊圖的幫助下，我們不要寫 C 代碼或腳本，即可完成應(yīng)用程序的開發(fā)。AWPLC 用低代碼降低了開發(fā)的門檻，提高了開發(fā)的效率。AWPLC 等您來玩！

AWPLC 目前還處于開發(fā)階段的早期，寫這個(gè)系列文章的目的，除了用來驗(yàn)證目前所做的工作外，還希望得到大家的指點(diǎn)和反饋。如果您有任何疑問和建議，請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論區(qū)留言。