Yakindu es una herramienta que permite la escritura de código en diagramas de estado. Éstos se crean a partir de estados, eventos, acciones y variables. La ventaja de esta herramienta recae en el beneficio visual que genera, ya que permite simular el diagrama creado y ver el funcionamiento, corrigiéndolo si es necesario. Una vez creado el diagrama final, el mismo programa genera el código correspondiente y permite el posterior debuggeo, sólo requiriendo que las acciones sean codificadas en un archivo de tipo .c (por ejemplo, el main.c).
El archivo donde se genera el diagrama de estados es de este tipo. Aquí se definen los eventos, acciones y variables y toda la conexión que hay entre ellos. Haciendo clic derecho en el nombre del archivo y seleccionando Run As → Statechart Simulation comienza la simulación. En la solapa de Simulación, se pueden modificar los eventos y los valores de las variables.
En el archivo .sct se van a crear los bloques de código y luego, se definirán los eventos, acciones y variables en un cuadro a la izquierda del archivo. Dentro del cuadro, se dividirán los parámetros correspondientes a la interfaz por un lado y por el otro estarán los internos, que no reciben entradas ni envían salidas, sino que pertenecen a operaciones que se hacen dentro del código.
Este archivo permite la creación de código en .c a partir del diagrama de estados. Una vez que se finalizó el diagrama, haciendo clic derecho en el archivo .sgen, seleccionando la opción Generate Code Artifacts, se crearán los archivos de tipo .c y .h correspondientes, que permitirán pasar el código compilado a la placa.
Yakindu trabaja con eventos, que permiten el paso de un estado a otro. Estos eventos pueden ser de dos tipos:
1. Creados por el programador
2. De tiempo
Los primeros, consisten en eventos que define el programador y pueden estar asociados con algún valor de entrada, por ejemplo. Los segundos son eventos que posee Yakindu y que se manejan con tiempo. Algunos ejemplos son:
→ every 1 s
→ after 250 ms
→ always
Para poder utilizarlos, se debe definir en un código aparte que se están utilizando Time Events. Se verá más adelante qué implica esta definción y qué debe aclararse.
El archivo Blinky consiste en hacer titilar un led. A continuación se verán los diagramas de estado correspondientes al archivo que no usa Time Events y al que sí los usa, y luego se mostrará el código que acompaña al diaggrama de estado, donde se definen las acciones y demás.
El diagrama de estado sin Time Events consiste en prender y apagar un LED cada vez que ocurra el evento evTick. La acción opLED, tanto en este caso como en el caso que utiliza Time Events será especificada en el archivo main.c
Las constantes que se definen son:
1. El LED que se utiliza (en este caso, es el **LED3**)
2. Los estados del LED (**LED_ON**, **LED_OFF**)
En el diagrama de estados con Time Events, los eventos que cambian de estado al LED son los siguientes eventos de tiempo:
1. after 250 ms
2. after 500 ms
Por esta razón, no se definió ningun evento en el cuadro de la izquierda.
En primer lugar, se hacen todas las configuraciones de la placa, de los ticks y de las interrupciones como se vio en el primer TP. Con un #define se debe establecer si se usan Time Events o no. En el caso de que se utilicen los Time Events, se deben inicializar los Timer Ticks.
Se realiza primero la inicialización del diagrama a través de la función prefix_init que define la estructura de datos de la máquina de estados y que llama a las funciones prefix_ClearInEvents y prefix_ClearOutEvents
La función prefix_ClearInEvents define el evento como inicialmente apagado.
Luego, la función prefix_enter setea la secuencia por defecto del programa, que a través de varias funciones que se mostrarán en las siguientes cinco imágenes, se puede ver que define el comienzo del diagrama en el estado APAGADO
La función prefix_enact_main_region_APAGADO llama a la acción prefixIface_opLED, que el programador tuvo que definir y que se observa a continuación, donde se llama a la función gpioWrite que establece un estado en el LED que se le indica:
La función principal es un loop que espera a que la interrupción ocurra, al igual que en el TP 1. La diferencia en este caso es si están definidos o no los Time Events.
- Si los Time Events no están activados, se llamá a la función prefixIface_raise_evTick, que enciende el evento ev_Tick como se muestra a continuación:
- Si los Time Events están activados, se llamá a las función UpdateTimers, que define la estructura de los ticks, mostrada a continuación:
Luego, se llama a la función IsPendEvent, donde se chequea si hay algún evento en la cola de eventos, esperando a ocurrir.
La función prefix_raiseTimeEvent funciona de forma parecida a la función prefixIface_raise_evTick, seteando el evento a uno.
Por último, mediante la función MarkAsAttEvent se determina que el evento ya no se encuentra pendiente.
Por último, se llama a la función prefix_runCycle que permite la ejecución del ciclo que se creo en el diagrama de estados.
Se implemento el modelo de control de una puerta corrediza automatizada, con movimientos en ambos sentidos, sensor de presencia y finales de carrera. Se vana utilizar los siguientes componentes para simular el comprotamiento
→ Tecla 1: Sensor de presensia ON
→ Tecla 2: Sensor de presensia OFF
→ Tecla 3: Final de carrera Abierto
→ Tecla 4: Final de carrera Cerrado
→ Led 1: Abriendo
→ Led 2: Cerrando
Cuando se presione el pulsador 1 la puerta comenzará a abrirce hasta que se presione el final de carrera, es decir la tecla 3. Cuando se pulse la tecla 2, la puerta comenzará a cerrarce hasta que se presione el final de carrera Cerrado (tecla 4). Durante la abertura y cierre de la puerta, el LED 1 y LED 2, respectivamente, parpadearan hasta que lleguen al final del trayecto.
Los eventos, acciones, estados y constantes que se utilizarón para la implementación fueron los siguientes
En primer lugar se realizó el siguiente diagrama de estados, que es el encargado de describir la lógica principal del programa.
Para realizar el sensado de las teclas se utilizo el siguiente diagrama de estados. En este, cuando se produzca el evento evTECXOprimido esperará 50 ms y se realizará la validación comprobando que se produzca ese mismo evento. De ser así se guarda el valor del pulsador para ver que tarea se debe realizar. En caso de que haya detectado incorrectamente que se pulso una tecla, vuelve al estado no oprimido.
Una vez que se obtiene la información sobre que pulsador se presionó, IDLE la procesa. En esta region se espera recibir el dato mencionado anteriormente. Cuando se recibe alguno de estos valores se produce un evento, tal que la lógica principal actue.
Luego de producirce cada evento se vuelve a esperar hasta que se presione otro pulsador para generar otro evento.
Para realizar el parpadeo de LEDs se generan eventos siTitilarLEDx, donde el LED x se mantendra apagado 250 ms y 500 ms prendido, hasta que aparezca el evento siNoTitilarLEDx, como se muestra en la siguiente figura.
Una vez elegido el programa a ejecutar por medio de la compilación condicional, vamos a la porción de codigo correspondiente. En primier lugar, se puede observar la función Buttons_GetStatus_ encargada de detectar que tecla fue precionada.
Luego, como se observa en la figura siguiente, se realiza la configuración de la placa y la inicialización de variables y estados como se explicó anteriormente.
Despues se encuentra el loop principal. Este es muy similar al ejercicio anterior ya explicado. La diferencia es que se encuentra el codigo encargado de leer los pulsadores.
Como se mencionó anteriormente, la función Buttons_GetStatus_ identifica que pulsador se presionó. Esta, a travez de la funcion gpioRead guarda el valor de la tecla correspondiente en la variable BUTTON_Status. Luego si ésta es diferente a cero se activa el evento evTECXOprimido, de no ser asi, el evento que se generará será evTECXNoOprimido.
La consigna para el generador de señales era la siguiente:
Se determinó que para que se observen y controlen los cambios del generador, se iban a realizar las siguientes operaciones:
→ La forma de la señal se controla con la Tecla 1 y cada forma tiene asociado un color del LED RGB diferente:
→ Triangular: roja
→ Cuadrada: verde
→ Senoidal: azul
→ Cuando el LED1 está encendido, se puede modificar la tensión y cuando está apagado, la frecuencia. Esto se controla con la Tecla 2.
→ Para aumentar la magnitud correspondiente, se tiene que presionar la Tecla 3 y cada vez que esto se haga, se va a cambiar el LED2.
→ Para disminuir la magnitud, ocurre lo mismo que cuando se quiere aumentar pero con la Tecla 4 y el LED3.
→ Para salir de la configuración de cada magnitud (aumento o disminución), se tiene que presionar la Tecla 2.
Los eventos, acciones, estados y constantes son los establecidos en la consigna, como se puede observar a continuación.
Se trabajó con teclas, por lo cual se utilizó el diagrama que lee si alguna tecla fue presionada, como en los ejercicios anteriores.
La región principal, espera a que las teclas sean presionadas y si se presiona alguna, hace la acción correspondiente, hasta recibir otra señal de una tecla, como se observa a continuación:
En cuanto a la forma, se puede ver en la siguiente región que cada vez que se presione la Tecla 1, como indica la imagen anterior, se va a activar el evento eForma que va a entrar al estado de forma de señal correspondiente. En cada estado, se activa la acción aSetForma, que recibe una constante cuyo número está asociado con el color de LED de cada forma de señal:
→ cTRIANG: 0
→ cCUADR: 1
→ cSENOID: 2
La acción se define en el archivo main.c de la siguiente manera:
Se puede ver que la función recibe el valor del LED que se quiere prender, se enciende, luego se genera un delay y se vuelve a apagar.
En cuanto a la magnitud, se puede observar en la siguiente imagen que cada vez que ingresa al estado TENSIÓN o FORMA, se llama a la acción aSetMagn.
La acción aSetMagn se define en el main.c de la siguiente forma:
Lo que esta acción hace es cambiar el valor del LED, según el valor que recibe. Es decir, según las siguientes constantes, definidas en la máquina de estado:
→ cTENS: true
→ cFREC: false
la función enciende el LED1 o lo apaga. Así, como se dijo antes, cuando se modifique la tensión, el LED1 va a estar prendido. Y para cambiar el valor de la frecuencia, se tendrá que apagar el LED1.
Para incrementar o disminuir las magnitudes, se utilizaron los eventos eUp y eDown, correspondientes cada uno a una tecla diferente (Tecla 3 y Tecla 4) y se implementaron las acciones aIncTens y aIncFrec que son equivalentes, al igual que aDecTens y aDecFrec.
Se puede notar que las acciones que incrementan el valor de la magnitud son iguales y las que lo disminuyen, también. Por esta razón, podría considerarse eliminar las operaciones equivalentes y utilizar una sola función para cada acción, con nombre aIncMagn y aDecMagn. Las acciones que aumentan el valor de la magnitud correspondiente, cambian el estado del LED2 cada vez que la Tecla 3 se presiona. Las operaciones que disminuyen su valor son iguales, sólo que modifican el LED3 cuando la Tecla 4 se presiona.
Se pasara a documentar el diagrama de estados de la solucion al problema de la escalera mecanica. La consigna es:
"Implementar el modelo de control de escalera mecánica unidireccional automatizada (motor c/movimiento en un sentido y dos velocidades, sensores de ingreso, egreso y señalización luminosa)"
Ademas, se agrego un boton de stop de emergencia.
En primer lugar, se muestra la captura con los eventos, acciones, estados y constantes:
Asi como tambien el estado llamado "ESCALERA".
En este se puede ver los estados en los que puede estar la misma, velocidad lenta, velocidad rapida que se activa desde que una persona ingresa en la escalera hasta que desciende y un estado de STOP que se activa mediante un boton de emergencia. Ademas, los eventos que activan cada estado.
Se trabajó con teclas, por lo cual se utilizó el diagrama que lee si alguna tecla fue presionada, como en los ejercicios anteriores.
La región principal, espera a que las teclas sean presionadas y si se presiona alguna, hace la acción correspondiente, hasta recibir otra señal de una tecla, como se observa a continuación:
Por ultimo, se utilizaron LEDs para poder visualizar el estado de la escalera, por lo que se definieron tres regiones para los tres leds usados.
