为 Arduino 生成代码（有限自动机上闪烁的 LED 灯）

在本示例中，我们将使用有限自动机库在Engee中开发一个简单的模型，用于控制 Arduino 兼容板的内置 LED。

简介

Engee** 无限自动机库是开发控制算法（包括目标平台）的有用而高效的工具。将算法表示为具有若干定义状态和状态间条件转换的图形，可使其更加直观、易于调试和现代化。因此，控制程序的开发速度得到了提高，出错的概率也降低了。
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本示例旨在展示使用无限自动库为 Arduino 兼容平台创建闪烁 LED 控制算法的过程。
该示例基本上是演示示例arduino_blink 的变体，包括对模型blink_chart 的描述和演示。在该模型中，LED 的状态（开/关）和开关延迟由块chart 决定。

硬件

任何与 Arduino 兼容的平台都可用于测试算法。engee 模型之所以具有多平台特性，是因为生成的 C 代码是作为 C 插件文件导入的，而硬件配置是在第三方软件中进行的。

在本例中，我们使用一块调试板 Amperka 的 Iskra Neo。它通过 USB 转 USB 微电缆与电脑连接。为了编译用户程序并将其加载到控制器中，我们使用了 Arduino IDE 并需要接口芯片的驱动程序。为了演示程序在硬件上的工作情况，我们使用了便携式数字示波器Seeed Studio 的 DSO Quad Alloy Black。

型号说明

Arduino 板的内置 LED 控制模型由一个块Chart （再现控制算法）和两个输出引脚Outport ：out_LED_BUILTIN 和Сhart 组成。第一个信号在 Arduino 草图中作为变量与 13 号输出引脚（GPIO）相连，该引脚也是集成 LED 的控制引脚。第二个信号输出模块内部计数器的状态Chart 。这两个信号也用于记录模型。

chart 块中使用了两个输出信号：out初始值为 "true"，而cnt

状态图

状态图（块Chart 的内容）有 4 种状态：
1.

init - 算法初始状态，进入状态cnt = 0; 时设置计数器的初始值。
increment - 算法的主状态，计数器值与转换条件（编号为 1、2、3 的转换）进行比较，进入状态cnt = cnt + 1; 时计数器值增加。计数器值增加 "1 "实际上相当于增加 1 毫秒，因为算法计算将在 1 毫秒后进行，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，则计数器会递增。当满足该条件时，控制 LED 的输出信号将设置为 "true"。
OFF - 如果计数器的值大于或等于 499 毫秒，则计数器递增。满足此条件时，控制 LED 的输出信号将设置为 "假"。

当计数器的值大于或等于 998 ms 时，图表进入状态init 。由于计算初始状态还需要两个 2 毫秒的周期，而初始状态并不直接控制 LED，因此计数器被限制在 998 毫秒内。因此，LED 闪烁周期的总持续时间为 1000 ms。

开发模型时需要考虑的另一个要点是转换的执行顺序。这是从生成的 C 文件的条件构造if(){} elseif(){} ... else{} 中的状态过渡条件的规定顺序。

例如，在此模型中，首先检查周期结束条件[cnt >= 998] ，但如果其顺序为 3，那么成功执行条件[cnt >= 499] 将阻止检查周期结束条件，周期计数器将不会重置。另一方面，在每个计算周期中检查周期结束条件的效率不高，因此应将此转换的阶数定为 3，并将OFF 的转换条件改为[(cnt >= 499) && (cnt < 998)]

模拟结果

让我们加载所述模型：

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);

根据获得的模型数据，绘制计数器数值的变化图：

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

可以看出，计数器的值在 0 - 1000 之间变化，周期为 1000 毫秒。现在绘制控制 Arduino 内置 LED 的信号out_LED_BUILTIN 的曲线图。

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)

我们得到了一个周期为 1000 毫秒、填充因子为 50%的周期性矩形信号。

在 Arduino 上执行算法

为了将开发的模型转移到目标设备上，让我们生成 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"

插件文件已在指定目录下生成。此外，在sketch_blink_chart_custom 目录中还有一个预先编写好的 Arduino 草图，其名称为sketch_blink_chart_custom.ino 。在该草图中，连接了代码生成过程中获得的头文件，初始化了微控制器的外围设备，并调用了控制 LED 的函数。代码注释中对草图进行了详细描述。
要在 Arduino 上执行代码，需要下载sketch_blink_chart_custom 目录，并将sketch_blink_chart_custom.ino 草图从 Arduino IDE 加载到目标设备中。在我们的例子中，如前所述，目标设备是 Amperka 的 Iskra Neo。
编译草图后，会显示操作成功和输出文件大小的信息：

捕捉 Arduino 板的信号

将代码加载到 Arduino 后，可以观察到调试板上的 LED 指示灯闪烁。为了使示例描述更加清晰，让我们将示波器的测量触点连接到调试板上的 13 号引脚，并绘制示波器图。

从捕捉到的振荡图可以看出，调试板的 13 引脚上形成了一个填充时间为 500 毫秒、周期为 1000 毫秒的周期性矩形信号。

输出

在本示例中，我们使用 Engee****无限自动机库为 Arduino 兼容平台开发了一个数字输出控制模型，并介绍了代码生成过程中正确高效的操作原则。
代码由开发的模型生成，并上传到目标设备。程序在调试板上的执行结果与建模结果完全一致。

示例中使用的块¶

图表