Аппаратные и программные

А.2.5.3 Пример использования 
Рассмотрим более сложный пример практического использования 
конечных автоматов в программировании 
.
Рисунок 102. Конечный автомат, описывающий работу устройства 

---

271 
Данная диаграмма состояний описывает алгоритм управления некоторым 
устройством. 
Как преобразовать ее в привычный исходный текст на языке Си? 
Достаточно просто. Для начала, заведем переменную, в которой мы будем 
держать состояние нашего конечного автомата. Сразу замечу: переменная 
должна быть статической, т.е. она ни в коем случае не должна находиться в 
регистре процессора или в стеке. 
unsigned char State=0; // Состояние автомата. 
Далее, описываем сам автомат. Переменные Ki – это дискретные выходы. 
Pi – дискретные входы. Символом Ti мы обозначим значение, снятое с 
термодатчика, ti – время. 
Для реализации автомата на языке Си проще и нагляднее воспользоваться 
оператором SWITCH. Каждый CASE является одним из состояний автомата. 
Переход из состояния в состояние осуществляется путем записи номера нового 
состояния в переменную State.
switch(State) 
{ 
case 0: // INIT 
U2=0; 
K11=0; K10=0; K4_2=0; K4=0; 
if(START) State=1;
// Переход в состояние 1 
break; 
case 1: // START 
// Читаем температуры T5 и T2 
// : 
if(STOP) State=5; 
if(T2 > (T5+2*dT) ) 
{ 
State=2; 
K11=1; 
// Установить задержку для таймера t1 
} 
break; 
case 2: // ON 
// Индицируем текущее состояние системы 
// : 
if(STOP) State=5; 
if(t>=300) 
{ 
K4_1=1, K4_2=1, K10=1; 
State=3; 
} 
break; 
case 3: //CONTROL 
// Выполняем алгоритм управления нашим устройством 
// : 
if(STOP) State=5; 
if(T2 < (T5+dT) ) 
{ 
K11=0; 

---

272 
State=4; 
} 
break; 
case 4: //OFF 
// Индицируем текущее состояние системы 
// : 
if(STOP) State=5; 
if(t >=t2) 
{ 
K4_1=0, K4-2=0,K10=0; 
State=1; 
} 
break; 
case 5: // STOP 
// Останов системы 
// : 
// Выполнить проверку P3 
if(P3==0) 
{ 
K4-1=0, K4-2=0, K10=0, U2=0; 
State=0; 
} 
break; 
} 
Как видно из рисунка и исходного текста на языке C, автомат может 
находиться в шести состояниях. Переход от состояния к состоянию 
осуществляется после анализа условий. Условия (показаны в квадратных 
скобках на дугах) реализованы оператором IF. Если на дугах указано действие 
(отмечается символом '/') то оно исполняется внутри IF, в процессе перехода. 
Действия, указанные внутри прямоугольников выполняются каждый раз, при 
попадание в данное состояние. 
Как видно из исходного текста, оператор SWITCH , запущенный один раз 
выполняет только один шаг конечного автомата. Для того, чтобы выполнить 
всю программу необходимо каким-то образом повторять вызов описанной 
выше конструкции. Это может быть выполнено в виде банального оператора 
цикла WHILE или более сложным способом. В частности автоматы удобно 
использовать внутри обработчиков прерывания от таймера, т.к. время 
выполнения программы в таком случае достаточно просто проанализировать 
[52]. 
В чем удобство использования конечных автоматов? Во-первых, – 
простота реализации. Во-вторых, детерминированность и, как следствие 
детерминированности – тестопригодность. В каждый момент времени 
выполняется конкретный шаг алгоритма. Состояние такого автомата 
описывается всего одной переменной, если известно состояние переменной – 
однозначно известен текущий шаг. 
К сожалению, автоматные модели далеко не идеальны. Самым крупным 
недостатком автоматной модели является трудность описания сложных систем 
с большим числом состояний.

---

273