Arduino的代码生成（在有限状态机上闪烁LED）

在这个例子中，我们将在Engee中开发最简单的模型，用于使用库有限自动机控制Arduino兼容板的内置LED。

导言

Engee有限状态机库**是开发控制算法（包括目标平台）的有用而有效的工具。将算法表示为具有多个定义状态和它们之间的条件转换的图，使得调试和升级更加直观和方便。这增加了控制程序开发的速度并降低了出错的可能性。

此示例的目的是展示使用有限自动机库为Arduino兼容平台创建闪烁LED控制算法的过程。
该示例实际上是演示示例的变体。 arduino_blink 它包括模型如何工作的描述和演示。 blink_chart. 在该模型中，LED状态（开/关）和开关延迟量由单元决定 chart.

硬件支持

要测试算法，您可以使用任何兼容Arduino的平台。 Engee模型的多平台性质是由于生成的C代码作为插件c文件导入，硬件配置在第三方软件中进行。

在这个例子中，我们使用[Iskra Neo调试板从Amperka]（https://amperka.ru/product/iskra-neo )。它通过USB-USB-micro电缆连接到PC。 [Arduino IDE]用于编译用户程序并将其上传到控制器（https://www.arduino.cc/en/software /)，并且还需要接口芯片驱动程序。便携式数字示波器[来自Seeed Studio的DSO Quad Alloy Black]用于演示程序如何在硬件上工作（https://amperka.ru/product/dso-quad-oscilloscope )。

模型描述

Arduino板的集成LED控制模型由一个单元组成 Chart 再现控制算法，以及两个输出触点 Outport: out_LED_BUILTIN 和 Сhart. 作为变量的第一个信号在Arduino草图中与输出引脚（GPIO）编号13相关联，该引脚也是内置LED的控制触点。第二信号显示单元内部计数器的状态 Chart. 这两个信号也用于在模型中记录。

在街区里 chart 使用两个输出信号: out，初始值为"真"和 cnt

状态图

状态图（块内容 Chart）有4个状态：

init -算法的初始状态，计数器的初始值在进入状态时设置 cnt = 0;.
increment -算法的主要状态，这里将计数器值与过渡条件（编号为1,2,3的过渡）进行比较，并在进入状态时增加计数器值 cnt = cnt + 1;. 计数器值增加"1"实际上相当于增加1毫秒，因为算法的计算将在1毫秒内进行，这将在Arduino草图代码中进一步定义。
ON -如果计数器的值小于499毫秒，则计数器增加的状态。当满足此条件时，控制LED的输出信号被设置为"真"。
OFF -如果计数器的值大于或等于499毫秒，则计数器增加的状态。当满足此条件时，控制LED的输出信号被设置为"假"。

当计数器达到大于或等于998ms的值时，关系图切换到状态 init. 计数器被限制在998毫秒，因为它需要两个2毫秒的周期来计算init状态，它不直接控制LED。因此，LED闪烁周期的总持续时间为1000毫秒。

在开发模型时要考虑的另一个要点是执行转换的顺序。正是按照这个顺序，将规定从一个国家过渡到一个有条件的结构的条件。 if(){} elseif(){} ... else{} 生成的C文件。

例如，在此模型中，条件是周期结束 [cnt >= 998] 它首先被检查，尽管如果它的订单是3，那么条件的成功实现 [cnt >= 499] 它将防止它被检查，并且周期计数器不会重置。另一方面，在每个计算周期中检查周期的结束条件是无效的，并且这种转变应该被分配顺序3并且转变条件应该被改变为状态 OFF 上 [(cnt >= 499) && (cnt < 998)]

模拟结果

让我们加载描述的模型:

if "blink_chart" in [m.name for m in engee.get_all_models()]
    m = engee.open( "blink_chart" );
else
    m = engee.load( "$(@__DIR__)/blink_chart.engee" );
end

data = engee.run(m);

从获得的模型数据中，我们将绘制计数器值的变化。:

using Plots
plot(data["Cnt"].time, data["Cnt"].value,
    label="Cnt", size=(900,300), lw=2)
xlims!(0.0,3.0)

如您所见，计数器的值从0到1000不等，频率为1000ms。 out_LED_BUILTIN，它控制内置的Arduino LED。

plot(data["out_LED_BUILTIN"].time, data["out_LED_BUILTIN"].value,
    label="out_LED_BUILTIN", size=(900,300), lw=2)   
xlims!(0.0,3.0)

我们收到一个周期为1000ms的周期性矩形信号，填充因子为50％。

在Arduino上运行算法

要将开发的模型传输到目标设备，我们将生成一个C代码。:

engee.generate_code( "$(@__DIR__)/blink_chart.engee",
                     "$(@__DIR__)/sketch_blink_chart_custom/blink_chart_code" )

"Created directory - /user/start/examples/codegen/arduino_blink_chart/sketch_blink_chart_custom/blink_chart_code"

插件文件是在指定的目录中生成的。也在目录中 sketch_blink_chart_custom 已经发布了带有此目录名称的预先编写的Arduino草图。 sketch_blink_chart_custom.ino. 它连接在代码生成过程中获得的头文件，初始化微控制器的外围设备，并调用函数来控制LED。草图的详细描述在其代码的注释中给出。

要在Arduino上执行代码，您需要下载目录 sketch_blink_chart_custom 并上传草图 sketch_blink_chart_custom.ino 从Arduino IDE到目标设备。在我们的例子中，如前所述，这是来自Amperka的Iskra Neo。

草图编译后，会显示一条消息，说明操作成功和输出文件的大小。:

从Arduino板移除信号

将代码加载到Arduino后，您可以在调试板上看到闪烁的LED。为了清楚起见，在示例的描述中，我们将将示波器的测量触点连接到调试板上的引脚13并取下示波器。

从取出的波形可以看出，在调试板的引脚13上形成填充时间为500ms、周期为1000ms的周期性矩形信号。

结论

在考虑的示例中，使用Engee有限状态机库为Arduino兼容平台开发了数字输出控制模型，并描述了代码生成期间正确高效操作的原则。

从开发的模型生成代码并上传到目标设备。程序在调试板上执行的结果与仿真结果完全一致。

示例中使用的块¶

图表