用狀態(tài)機(jī)的方法進(jìn)行串口觸摸屏的界面設(shè)計(jì)

ID:63113 · 發(fā)表于 2019-10-12 21:58

做工業(yè)控制的時(shí)候，很多開發(fā)者喜歡一步一步來，第一步做什么，接著做什么，發(fā)生了某個(gè)事件執(zhí)行某個(gè)動(dòng)作處理，這是最簡(jiǎn)單也是最符合人的一般思維的方式，簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)這么做無疑是非常輕松的，可是一旦工業(yè)控制系統(tǒng)變得復(fù)雜了的話，一般的流程控制或者順序控制將會(huì)十分困難，一是開發(fā)者面對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)很難在短時(shí)間內(nèi)把各種關(guān)系捋順，而且這樣做成的系統(tǒng)一旦后期想有一點(diǎn)點(diǎn)的改動(dòng)都會(huì)付出很大的工作量來修改。那么，狀態(tài)機(jī)控制就是解決復(fù)雜控制問題的很好的一種方法。

有限狀態(tài)機(jī)（Finite-statemachine, FSM），又稱為有限狀態(tài)自動(dòng)機(jī)，簡(jiǎn)稱狀態(tài)機(jī)，是一個(gè)數(shù)學(xué)模型。是一個(gè)抽象機(jī)器，在任何時(shí)候都可以處于有限數(shù)量的狀態(tài)之一。響應(yīng)某些外部輸入，F(xiàn)SM可以從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)狀態(tài);從一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)的變化稱為過渡。有限狀態(tài)機(jī)是非順序的，沒有事先的設(shè)定，跳轉(zhuǎn)到哪個(gè)狀態(tài)由事件決定。

狀態(tài)機(jī)有幾個(gè)要素：狀態(tài)，條件，動(dòng)作和下個(gè)狀態(tài)，在某個(gè)狀態(tài)時(shí)在某種條件（事件）下才會(huì)執(zhí)行某個(gè)動(dòng)作跳轉(zhuǎn)到下一個(gè)狀態(tài)，其中動(dòng)作不是必需的。如圖 1為一個(gè)3元有限狀態(tài)機(jī)的模型，它有著3個(gè)狀態(tài)，觸發(fā)狀態(tài)切換的事件最多有23=6個(gè)。當(dāng)機(jī)器處于狀態(tài)1時(shí)，只有發(fā)生了事件1才會(huì)切換到狀態(tài)2，同樣，在狀態(tài)2時(shí)只有發(fā)生了事件2才會(huì)切換到狀態(tài)1，其余的狀態(tài)切換流程以此類推。在某一個(gè)狀態(tài)，你可以根據(jù)需求定義機(jī)器的參數(shù)，例如溫度達(dá)到多少、流量是多少等，在狀態(tài)機(jī)內(nèi)部再根據(jù)控制算法執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作調(diào)整機(jī)器的參數(shù)。

要使用狀態(tài)機(jī)的方法，我們將要處理的對(duì)象劃分為一個(gè)一個(gè)的狀態(tài)，某一時(shí)刻機(jī)器只能處于一個(gè)特定的狀態(tài)下，在這個(gè)狀態(tài)下根據(jù)輸入條件的變化來決定跳轉(zhuǎn)到哪個(gè)狀態(tài)，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，跳轉(zhuǎn)和狀態(tài)是唯一的。這樣的狀態(tài)機(jī)控制法讓開發(fā)工作不再是復(fù)雜的流程控制，思路也會(huì)更加清晰一點(diǎn)，工作也就簡(jiǎn)單了。

最近在做工控、電路板、單片機(jī)、儀器、軟件開發(fā)定制項(xiàng)目（業(yè)務(wù)Q：2531-2637-26）的時(shí)候，用到一個(gè)串口觸摸屏作為人機(jī)交互接口，在這個(gè)屏上會(huì)做很多界面來用于參數(shù)的設(shè)置和顯示。這時(shí)，我就把每個(gè)界面當(dāng)作狀態(tài)機(jī)的一個(gè)狀態(tài)來處理，每個(gè)界面上的觸摸按鍵反饋的信號(hào)就是狀態(tài)機(jī)的事件，一旦接收到相應(yīng)的觸摸按鍵的信號(hào)（事件），屏的界面就會(huì)根據(jù)跳轉(zhuǎn)邏輯發(fā)生跳轉(zhuǎn)并根據(jù)指令控制執(zhí)行器執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。由于是串口觸摸屏并用單片機(jī)作為的處理器，每個(gè)界面（狀態(tài)）的顯示、動(dòng)作的執(zhí)行等功能我編寫成一個(gè)一個(gè)的子函數(shù)，并在主函數(shù)中的while（1）循環(huán)中根據(jù)狀態(tài)號(hào)來調(diào)用，對(duì)于觸摸按鍵信號(hào)的接收和狀態(tài)號(hào)的切換跳轉(zhuǎn)等簡(jiǎn)短的指令我在串口中斷函數(shù)中處理，這樣做的好處是讓程序結(jié)構(gòu)清晰，又節(jié)省了中斷程序的執(zhí)行時(shí)間避免中斷丟失。

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沙鷗-成都-2019.10.12

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