arduino宏的应用实例6--走火入魔篇--用宏实现状态机框架
如何用宏实现一个状态机框架？我在这里参考了西门子s7-200 plc的stl编程样式。
首先来看看工控中状态转移图的实现方式：
http://image.geek-workshop.com/forum/201605/18/235409cnkmfkdvi2cwllkl.png
http://image.geek-workshop.com/forum/201605/18/235410iknm67k7bssnh6ks.png
http://image.geek-workshop.com/forum/201605/18/235410qm8ii5rp8pmzgvep.png
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这个就是实现状态机框架的宏定义
//定义状态机切换的四种状态
enum sta {idel, waitLive, live, waitIdel};
//状态的总数设定，根据需要修改状态总数
#define smMum 100
//全局状态变量
sta s;
//状态开始符，用的时候后面不要加";"
#define LSCR(i) {\
int index=i;\
bool mc=s==live ;\
if(s!=idel){\
if(s==waitLive){s=live;}\
if(s==waitIdel){s=idel;}
//状态转移
#define SCRT(t) ({s=waitIdel,s=waitLive;})
//状态结束符
#define SCRE }}
//设置状态
#define setSm(i) s=waitLive
//重置状态
#define rstSm(i) s=waitIdel
//读取状态
#define readSm(i) ({s==live;})
这个是延时继电器的宏定义，可以参考上个帖子。//宏名：delayRelay。返回值：bool 到达时间。输入值：enable使能，del延时时间。作用：延时继电器，当enable使能后，延时del毫秒后接通。
//static unsigned long tim = ({Serial.println("start"), millis();}); //这句用于测试是否能在static 变量设置的时候加入只执行一次的初始化代码块。
#define delayRelay(enable,del) ({\
static unsigned long tim = millis();\
if (!enable) {\
tim = millis();\
}\
millis() - tim >= del;\
})
这个是边沿检测的宏定义，可以参考上上个帖子//逻辑量的四种状态：低，上升，高，低
enum edgeSta {low, trg, high, pop};
//宏名:edge。 返回值：逻辑量状态。输入参数：bool值 用途：检测逻辑量的边沿。
#define edge(ReadData) ({\
static bool Trg = false;\
static bool Cont = false;\
static bool Pop = false;\
Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); \
Pop = Cont != ReadData & !Trg; \
Cont = ReadData; \
enum edgeSta sta = low;\
if (Cont) {\
sta = high;\
} else {\
sta = low;\
}\
if (Trg) {\
sta = trg;\
}\
if (Pop) {\
sta = pop;\
}\
sta;\
})
#define raiseEdge(ReadData) ({edge(ReadData)==trg;})
这个是主程序//自定义状态机的状态
enum myState {l0_st0, l0_st1, l1_st0, l1_st1, l1_st2, l1_st3, l1_st4, l1_st5, l2_st0, l2_st1, l2_st2, l2_st3};//根据个人的需要尽量取容易理解的名字，当然不设置枚举也是可以的，直接用0,1,2,3.....
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
Serial.begin(9600);
setSm(l0_st0);
//setSm(l1_st0);
//setSm(l2_st0);
pinMode(8, INPUT_PULLUP); //pin8接按键
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
//loop0是一个简单的无限循环，状态0,1,0,1。。。。。
LSCR(l0_st0)
if (raiseEdge(mc))
{
Serial.println("Sta0");
}
if (delayRelay(mc, 1000))
{
SCRT(l0_st1);
}
SCRE
LSCR(l0_st1)
if (raiseEdge(mc))
{
Serial.println("Sta1");
}
if (delayRelay(mc, 1000))
{
SCRT(l0_st0);
}
SCRE
//loop1是一个并行分支结构
LSCR(l1_st0)
if (mc) {
SCRT(l1_st1);
SCRT(l1_st2);
}
SCRE
LSCR(l1_st1)
if (delayRelay(mc, 1000))
{
SCRT(l1_st3);
}
SCRE
LSCR(l1_st2)
if (delayRelay(mc, 3000))
{
SCRT(l1_st4);
}
SCRE
LSCR(l1_st3)
if (raiseEdge(mc))
{
Serial.println("st3");
}
SCRE
LSCR(l1_st4)
if (readSm(l1_st3) && readSm(l1_st4))
{
SCRT(l1_st5);
rstSm(l1_st3);
rstSm(l1_st4);
Serial.println("st3,4");
}
SCRE
LSCR(l1_st5)
if (delayRelay(mc, 1000))
{
SCRT(l1_st0);
Serial.println("reStart");
}
SCRE
//loop2是一个选择分支结构，当8端口的按键不按下时进入分支1，当8端口的按键按下时进入分支2。
LSCR(l2_st0)
if (!digitalRead(8))
{
SCRT(l2_st2);
}
else
{
SCRT(l2_st1);
}
SCRE
LSCR(l2_st1)
if (raiseEdge(mc))
{
Serial.println("key up,way0");
}
if (delayRelay(mc, 1000))
{
SCRT(l2_st3);
}
SCRE
LSCR(l2_st2)
if (raiseEdge(mc))
{
Serial.println("key down,way1");
}
if (delayRelay(mc, 1000))
{
SCRT(l2_st3);
}
SCRE
LSCR(l2_st3)
if (delayRelay(mc, 1000))
{
SCRT(l2_st0);
Serial.println("reStart");
}
SCRE
}
这个是loop()中的三个状态循环结构，delayRelay是无阻塞的，因此多个状态机构成的循环可以并行运行，在setup()中注释或开启可以单独观察每个状态。
http://image.geek-workshop.com/forum/201605/19/104740xktn3pd440e550bp.jpg 2016-5-19 10:47 上传
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取出单个状态来解释一下状态机的工作：LSCR(l0_st0)//这个是loop0的状态0，状态开始标志。
if (raiseEdge(mc))//mc类比plc中的母线，代表状态机的执行状态，当状态转移时会延迟一个周期，用于进行定时器等的复位操作，此处检测状态开始时的上升沿，打印状态。
{
Serial.println("Sta0");
}
if (delayRelay(mc, 1000))//状态机延时1000ms后转跳至loop0的状态1。
{
SCRT(l0_st1);//状态转移的同时会自动复位本状态，同样新转移的状态会延迟一个周期用于初始化定时器等操作。
}
SCRE//状态结束标识符
刚才删掉的帖子回复我什么了，我看不到啊 dsweiliang 发表于 2016-6-11 11:38
刚才删掉的帖子回复我什么了，我看不到啊
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