/**********************************************************************\ * Kurzbeschreibung: automat.c * Stellt Funktionen zur Realisierung eines Automaten zur Verfügung, * die über die in der automat.h vorgegebene C-Schnittstelle * mit einer grafischen Schnittstelle kommunizieren. * * Datum: Autor: Grund der Aenderung: * * \**********************************************************************/ #include #include #include "automat.h" /*--- #defines -------------------------------------------------------*/ /* Macro zur Ermittlung der Array Groesse */ #define SIZE_OF(a) (sizeof((a))/ sizeof(*(a))) #define NR_OF_STATES (I-A + 1) /*--- Datentypen (typedef) -------------------------------------------*/ /* Definition der Zustaende */ typedef enum {A=0,B,C,D,E,F,G,H,I} state_t; /* Definition der fsm-spezifischen Variablen */ /* Struktur zur Beschreibung eines Uebergangs mit "Don't Care"-Moeglichkeit */ typedef struct { int input; int mask; state_t nxtstate; } fsm_state_t; /* Struktur zur Beschreibung aller Uebergaenge eines Zustands */ typedef struct { const fsm_state_t * transitions; int nrOfTransitions; state_t defaultNxtState; } fsm_full_state_t; /*--- Modulglobale static Variablen ----------------------------------*/ /* Definition der Zustandsvariablen */ static state_t s_curstate = A; /* Initialisierung */ /* Definition aller Zustandsuebergaenge fuer jeden Zustand */ static const fsm_state_t s_transitions_A[] = { /* input mask nxtstate */ // Wenn 1?-Münze eingeworfen (muenze=1, muenz_wert=0), egal ob Becher steht oder nicht (weil mask ~0x004, also becher-Bit egal) { 0x002, ~0x004, B }, // A -> B: 1? eingeworfen // Wenn 2?-Münze eingeworfen (muenze=1, muenz_wert=1), egal ob Becher steht oder nicht { 0x003, ~0x004, C } // A -> C: 2? eingeworfen }; static const fsm_state_t s_transitions_B[] = { /* input mask nxtstate */ // Nochmal 1? eingeworfen (muenze=1, muenz_wert=0), becher egal { 0x002, ~0x004, C }, // B -> C: 1? dazu, jetzt 2? // 2? eingeworfen (muenze=1, muenz_wert=1), becher egal { 0x003, ~0x004, D } // B -> D: 2? dazu, jetzt 3? }; static const fsm_state_t s_transitions_C[] = { /* input mask nxtstate */ // Nochmal 1? eingeworfen (muenze=1, muenz_wert=0), becher egal { 0x002, ~0x004, D }, // C -> D: 1? dazu, jetzt 3? // Becher steht (becher=1), egal was mit Münze, weil mask ~0x000 (alle Bits relevant) { 0x003, ~0x000, F }, // C -> F: Becher untergestellt (becher=1, muenze=1, muenz_wert=1) // Becher steht (becher=1), muenze=1, muenz_wert=1 (also 2?), mask ~0x000 { 0x007, ~0x000, H } // C -> H: Becher steht, 2? eingeworfen }; static const fsm_state_t s_transitions_D[] = { /* input mask nxtstate */ // Becher steht (becher=1), egal was mit Münze, mask ~0x000 { 0x002, ~0x000, F }, // D -> F: Becher untergestellt // 2? eingeworfen (muenze=1, muenz_wert=1), becher egal { 0x003, ~0x004, E }, // D -> E: 2? dazu, jetzt 5? (Überzahlung) // Becher steht (becher=1), muenze=1, muenz_wert=0 (1?), mask ~0x000 { 0x006, ~0x000, H } // D -> H: Becher steht, 1? eingeworfen }; static const fsm_state_t s_transitions_E[] = { // Becher steht (becher=1), egal was mit Münze { 0x002, ~0x000, F }, // E -> F: Becher untergestellt // 2? eingeworfen, becher egal { 0x000, ~0x005, D }, // E bleibt E: weitere Überzahlung // Becher steht (becher=1), muenze=1, muenz_wert=0 (1?) { 0x006, ~0x000, H } // E -> H: Becher steht, 1? eingeworfen }; static const fsm_state_t s_transitions_F[] = { // Becher steht, 1? eingeworfen (becher=1, muenze=1, muenz_wert=0), mask ~0x001 (muenz_wert egal) { 0x002, ~0x001, G }, // F -> G: Becher steht, Münze eingeworfen // Becher steht, 2? eingeworfen (becher=1, muenze=0, muenz_wert=1) { 0x004, ~0x001, H }, // F -> H: Becher steht, 2? eingeworfen // Becher steht, 1? eingeworfen (becher=1, muenze=1, muenz_wert=0) { 0x006, ~0x001, I } // F -> I: Becher steht, 1? eingeworfen }; static const fsm_state_t s_transitions_G[] = { // Becher steht, 1? eingeworfen { 0x000, ~0x001, F }, // G bleibt G: Becher steht, Münze eingeworfen // Becher steht, 2? eingeworfen { 0x004, ~0x001, H }, // G -> H: Becher steht, 2? eingeworfen // Becher steht, 1? eingeworfen { 0x006, ~0x001, I } // G -> I: Becher steht, 1? eingeworfen }; static const fsm_state_t s_transitions_H[] = { // Kein Becher, keine Münze, kein Wert (alles 0) { 0x000, ~0x001, A }, // H -> A: Reset, alles leer // Becher steht, keine Münze, kein Wert { 0x002, ~0x000, B }, // H -> B: Becher steht, 1? eingeworfen // Becher steht, 2? eingeworfen { 0x003, ~0x000, C }, // H -> C: Becher steht, 2? eingeworfen // Becher steht, 1? eingeworfen { 0x006, ~0x001, I } // H -> I: Becher steht, 1? eingeworfen }; static const fsm_state_t s_transitions_I[] = { // Kein Becher, keine Münze, kein Wert (alles 0) { 0x000, ~0x001, A }, // I -> A: Reset, alles leer // Becher steht, keine Münze, kein Wert { 0x002, ~0x000, B }, // I -> B: Becher steht, 1? eingeworfen // Becher steht, 2? eingeworfen { 0x003, ~0x000, C }, // I -> C: Becher steht, 2? eingeworfen // Becher steht, 1? eingeworfen { 0x004, ~0x001, H} // I bleibt I: Becher steht, 1? eingeworfen }; /* Definition der Uebergangstabelle */ /* Die Reihenfolge der Zustaende in der enum Definition muss der * Reihenfolge der Zustaende in der Uebergangstabelle entsprechen * [Zeile] [Spalte] */ static const fsm_full_state_t s_state_table[NR_OF_STATES] = { /* transitions nrOfTransitions defaultNxtState */ { s_transitions_A, SIZE_OF(s_transitions_A), A }, { s_transitions_B, SIZE_OF(s_transitions_B), B }, { s_transitions_C, SIZE_OF(s_transitions_C), C }, { s_transitions_D, SIZE_OF(s_transitions_D), D }, /* TODO */ { s_transitions_E, SIZE_OF(s_transitions_E), E }, { s_transitions_F, SIZE_OF(s_transitions_F), F }, { s_transitions_G, SIZE_OF(s_transitions_G), G }, { s_transitions_H, SIZE_OF(s_transitions_H), H }, { s_transitions_I, SIZE_OF(s_transitions_I), I } }; /* Definition der Ausgaenge */ static const fsm_action_t s_out_table[NR_OF_STATES] = { /* display muenz_rueck kaffee_los guthaben, display_string */ { false, false, false, 0, "Warten" }, /* state A */ { false, false, false, 1, "1 Euro" }, /* state B */ { false, false, false, 2, "2 Euro" }, /* state C */ { false, false, false, 3, "3 Euro" }, /* state D */ /* TODO */ { false, true, false, 3, "3 Euro + M" }, /* state E */ { true, false, false, 4, "4 Euro" }, /* state F */ { true, true, false, 4, "4 Euro + M" }, /* state G */ { true, false, true, 0, "Kaffe kommt" }, /* state H */ { true, true, true, 0, "Kaffe + M" } /* state I */ }; /*--- Funktionsdefinition --------------------------------------------*/ void automat_reset(void) { printf("---- automat_reset ----\n"); /* TODO go into IDLE state */ s_curstate = A; } /*--- Funktionsdefinition --------------------------------------------*/ void automat_transition(BOOL becher, BOOL muenze, BOOL muenz_wert) { // Ausgabe der aktuellen Eingabewerte zur Fehlersuche printf("---- automat_transition becher(%0d) muenze(%0d) muenz_wert(%0d) ----\n", becher, muenze, muenz_wert); // Kombiniere die Eingabewerte zu einem einzigen Integer mittels Bitoperationen. // Die Eingaben werden wie folgt kombiniert: // - 'becher' wird um 2 Bits nach links verschoben (belegt die dritte Bitposition) // - 'muenze' wird um 1 Bit nach links verschoben (belegt die zweite Bitposition) // - 'muenz_wert' bleibt in der ersten Bitposition // Dies ergibt einen 3-Bit-Integer, der den aktuellen Eingabestatus darstellt. int in = (becher << 2) | (muenze << 1) | (muenz_wert << 0); // Hole die Übergangsinformationen des aktuellen Zustands aus der Zustandstabelle. // 's_curstate' enthält den aktuellen Zustand, und 's_state_table' liefert die // Übergangsdetails für jeden Zustand. const fsm_full_state_t * full_transition = &s_state_table[s_curstate]; // Hole das Array der Übergänge für den aktuellen Zustand. // Jeder Übergang spezifiziert eine Eingabebedingung, eine Maske und einen Folgezustand. const fsm_state_t * transition = full_transition->transitions; int i; // Iteriere über alle definierten Übergänge für den aktuellen Zustand. for(i = 0; i < full_transition->nrOfTransitions; i++) { // Überprüfe, ob die aktuelle Eingabe die Übergangsbedingung erfüllt. // Die Bedingung ist erfüllt, wenn die Eingabe, maskiert durch die Übergangsmaske, // dem spezifizierten Eingabewert des Übergangs entspricht. if(transition[i].input == (in & transition[i].mask)) { // Wenn ein passender Übergang gefunden wird, aktualisiere den aktuellen Zustand // auf den im Übergang spezifizierten Folgezustand. s_curstate = transition[i].nxtstate; // Beende die Schleife, da der Übergang erfolgreich angewendet wurde. break; } } // Wenn nach Überprüfung aller Übergänge kein passender Übergang gefunden wurde, // setze den aktuellen Zustand auf den Standard-Folgezustand für den aktuellen Zustand. // Dies behandelt Fälle, in denen die Eingabe keinem spezifischen Übergang entspricht. if(i == full_transition->nrOfTransitions) { s_curstate = full_transition->defaultNxtState; } } /*--- Funktionsdefinition --------------------------------------------*/ fsm_action_t automat_output(void) { return s_out_table[s_curstate]; } //gcc automat.c view.c main.c io.c checker.c -o console_automat