Конечный автомат и многозадачность на Arduino с расширителями SPI: 3 шага

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

На прошлой неделе я просил создать систему для пилотирования фейерверков с помощью Arduino. Для борьбы с пожарами требовалось около 64 выходов. Один из способов сделать это - использовать расширители IC. Итак, доступны 2 решения:

- расширитель I2C, но ему нужен инвертор, когда вы включаете IC (см. мои предыдущие инструкции по конечному автомату), потому что все выходы быстро включаются и выключаются: проблема с фейерверком.

-an SPI также легко запускается и без проблем при включении.

Поэтому я решил изучить этот вид экспандеров. Я также использую конечный автомат с многозадачностью для управления 16 цифровыми входами / выходами и 2 аналоговыми выходами. Эта карта предназначена для управления системами автоматизации, такими как ПЛК.

Я также изучил различия и трансляцию между рисунками диаграммы состояний и другого графа, широко используемого в автоматизации: SFC (Sequential Function Chart), основанного на прежних сетях Петри.

en.wikipedia.org/wiki/Sequential_function_…

fr.wikipedia.org/wiki/Grafcet

Шаг 1: карты и схемы

Я использую arduino uno и 2 типа микросхем DIL:

- MCP23S17, расширитель ввода / вывода 2 x 16, управляемый SPI

-MCP4921, ЦАП 12 бит, 0 / 5В

Эти микросхемы очень дешевы и надежны, а также их очень легко связать и запрограммировать. На схемах я использовал некоторые дополнительные компоненты, такие как развязывающие конденсаторы, понижающие резисторы для входов.

Шаг 2: Программа для запуска многозадачного конечного автомата

Глобальная идея состоит в том, чтобы управлять цифровым вводом / выводом и одновременно запускать эффекты плавного включения / выключения светодиодов, подключенных к обоим аналоговым выходам.

Другое дело, я специально делаю отдельное соединение выводов CS (выбор микросхемы), чтобы иметь больше возможностей для большего количества микросхем на шине SPI. Итак, я использовал:

- специальная библиотека для конечного автомата

-специальная библиотека для MCP23S17

-НЕТ специальной библиотеки для MCP4921, CS и софта подключения SPI "удобно" сделано.

Вы можете увидеть на рисунках перевод между ожидаемым конечным автоматом и SFC (также называемый GRAFCET или gr7 на французском). Некоторые общие термины: конкурентные состояния, многозадачность и инкапсуляция.

Я предоставляю библиотеки и исходный код с большим количеством комментариев. Чтобы прочитать и понять это, вы также должны одновременно прочитать диаграмму состояний или SFC.

Шаг 3: заключение

Оно работает!!

Когда вы включаете систему, вы ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ждете несколько секунд, а затем используете расширитель (время для инициации шины SPI).

Система очень быстро реагирует, и вам нужно создать карту интерфейса питания, если вы хотите управлять какой-либо машиной. См. Мои предыдущие инструкции, это очень просто !!

Спасибо очень интересным и рабочим руководствам по всему миру.

Manu4371.