Zustandsautomat für eine Ampel

Teil des Abschnitts Timing ohne Delay der Arduino-Journey von Coddy. Lektion 10 von 18.

Eine Ampel ist eine Zustandsmaschine: Sie befindet sich immer in einem Zustand (grün, gelb oder rot), jeder Zustand dauert eine festgelegte Zeit, und jeder Zustand weiß, welcher als Nächstes kommt:

GREEN: Grün an; nach 2 s zu YELLOW wechseln
YELLOW: Gelb an; nach 1 s zu RED wechseln
RED: Rot an; nach 2 s zu GREEN wechseln

Jede Zeile wird zu einem case:

case GREEN:
  setLights(HIGH, LOW, LOW);
  if (now - lightStart >= 2000) {
    light = YELLOW;
    lightStart = now;
  }
  break;

Mit delay(2000) würde die Ampel auch funktionieren, aber nichts anderes könnte laufen. Mit millis() dauert jeder Durchlauf von loop() nur Mikrosekunden, sodass das Board Zeit für andere Aufgaben hat: hier für eine Status-LED, die die ganze Zeit blinkt, um zu zeigen, dass der Controller aktiv ist.

Aufgabe

Mittel

Die Status-LED an Pin 13 blinkt bereits, und enum und lightStart sind bereit. Schreibe die Ampel als switch (light) mit einem case pro Licht:

grün 2 s, gelb 1 s, rot 2 s, dann wieder grün
immer nur eine LED gleichzeitig, mit setLights()
kein delay(), damit die Status-LED weiter blinkt

Klicke auf Run und dann auf Check.

Probier es selbst

const int greenLed = 10;
const int yellowLed = 11;
const int redLed = 12;
const int statusLed = 13;   // die LED auf der Platine

enum Light { GREEN, YELLOW, RED };
Light light = GREEN;
unsigned long lightStart = 0;   // als die aktuelle Ampelleuchte anging

unsigned long statusPrevious = 0;
int statusState = LOW;

void setup() {
  pinMode(greenLed, OUTPUT);
  pinMode(yellowLed, OUTPUT);
  pinMode(redLed, OUTPUT);
  pinMode(statusLed, OUTPUT);
}

void setLights(int green, int yellow, int red) {
  digitalWrite(greenLed, green);
  digitalWrite(yellowLed, yellow);
  digitalWrite(redLed, red);
}

void loop() {
  unsigned long now = millis();

  // die Status-LED wechselt alle 250 ms ihren Zustand, um zu zeigen, dass der Controller läuft
  if (now - statusPrevious >= 250) {
    statusPrevious = now;
    if (statusState == LOW) {
      statusState = HIGH;
    } else {
      statusState = LOW;
    }
    digitalWrite(statusLed, statusState);
  }

  // die Ampel: ein switch (light) mit einem case pro Ampelleuchte
  // Grün 2 s, Gelb 1 s, Rot 2 s, dann wieder Grün
}

Teste dich selbst

Diese Lektion enthält ein kurzes Quiz. Starte die Lektion, um es zu beantworten und deinen Fortschritt zu speichern.

Alle Lektionen in Timing ohne Delay

1millis()

Die millis()-Uhr Zeitwerte in unsigned long Blinken ohne Verzögerung Zwei LEDs, zwei Geschwindigkeiten Blinken, während ein Taster umschaltet Ein Licht mit Zeitschaltuhr

4Präzises Timing

Mit micros() messen Wenn millis() überläuft Stoppuhr mit Taster

2Zustandsautomaten

Den Modus merken Mit switch auswählen Benannte Zustände mit enumZustandsautomat für eine AmpelModi mit einer Taste durchschalten

3Interrupts

Ein Tastendruck, den die Schleife verpasst FALLING, RISING und CHANGE Daten teilen mit volatile Tastendrücke per Interrupt zählen

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