FLProg – альтернативная среда программирования Arduino. Описание проекта
В предыдущем посте я рассказал о предыстории появления проекта FLProg. Сейчас я хочу поподробнее рассказать о проекте и его состоянии на сегодняшний день.Основной целью проекта является включение в круг пользователей плат Arduino людей незнакомых с программированием. Это возможно благодаря опыту промышленного программирования, который накапливался годами производителями промышленных контроллеров.Проект состоит из двух частей. Первая часть это десктоп приложение FLProg представляющее собой графическую среду программирования плат Arduino. Во вторых, это сайт FLProg.ru, с помощью которого члены сообщества пользователей программы могут пообщаться между собой, узнать последние новости проекта, скачать последнюю версию программы, ну и найти необходимую информацию по работе с приложением.Начнем по порядку.Программа FLProg позволяет создавать прошивки для плат Arduino с помощью графических языков FBD и LAD, которые являются стандартом в области программирования промышленных контроллеров.Описание языка FBD
FBD (Function Block Diagram) — графический язык программирования стандарта МЭК 61131–3. Программа образуется из списка цепей, выполняемых последовательно сверху вниз. При программировании используются наборы библиотечных блоков. Блок (элемент) — это подпрограмма, функция или функциональный блок (И, ИЛИ, НЕ, триггеры, таймеры, счётчики, блоки обработки аналогового сигнала, математические операции и др.). Каждая отдельная цепь представляет собой выражение, составленное графически из отдельных элементов. К выходу блока подключается следующий блок, образуя цепь. Внутри цепи блоки выполняются строго в порядке их соединения. Результат вычисления цепи записывается во внутреннюю переменную либо подается на выход контроллера.
Описание языка LAD Ladder Diagram (LD, LAD, РКС) — язык релейной (лестничной) логики. Синтаксис языка удобен для замены логических схем, выполненных на релейной технике. Язык ориентирован на инженеров по автоматизации, работающих на промышленных предприятиях. Обеспечивает наглядный интерфейс логики работы контроллера, облегчающий не только задачи собственно программирования и ввода в эксплуатацию, но и быстрый поиск неполадок в подключаемом к контроллеру оборудовании. Программа на языке релейной логики имеет наглядный и интуитивно понятный инженерам-электрикам графический интерфейс, представляющий логические операции, как электрическую цепь с замкнутыми и разомкнутыми контактами. Протекание или отсутствие тока в этой цепи соответствует результату логической операции (истина — если ток течет; ложь — если ток не течет). Основными элементами языка являются контакты, которые можно образно уподобить паре контактов реле или кнопки. Пара контактов отождествляется с логической переменной, а состояние этой пары — со значением переменной. Различаются нормально замкнутые и нормально разомкнутые контактные элементы, которые можно сопоставить с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми кнопками в электрических цепях.
Я немного расширил классический функционал этих языков, добавив функциональные блоки, отвечающие за работу с внешними устройствами. Они являются обертками, над библиотеками, предназначенными для работы с ними.Проект в FLProg представляет собой набор плат, на каждой, из которой собран законченный модуль общей схемы. Для удобства работы каждая плата имеет наименование и комментарии. Так же каждую плату можно свернуть (для экономии места на рабочей зоне, когда работа над ней закончена), и развернуть. Красный индикатор в наименовании платы указывает на то, что в схеме платы есть ошибки.Вид окна программы в режиме языка FBD
Вид окна программы в режиме языка LAD
Схема каждой платы собирается из функциональных блоков в соответствии с логикой работы контроллера. Большинство функциональных блоков имеют возможность настройки, с помощью которой их работу можно настроить в соответствии с необходимыми в данном конкретном случае требованиями.
Так же для каждого функционального блока есть развернутое описание, которое доступно в любой момент и помогает разобраться в его работе и настройках.
При работе с программой пользователю нет необходимости заниматься написанием кода, контролем за использованием входов — выходов, проверкой уникальности имен и согласованностью типов данных. За всем этим следит программа. Так же она проверяет корректность проекта целиком и указывает на наличие ошибок.Для работы с внешними устройствами создано несколько вспомогательных инструментов. Это инструмент инициализации и настройки часов реального времени, инструменты для чтения адресов устройств на шинах OneWire и I2C, а так же инструмент для чтения и сохранения кодов кнопок на ИК пульте. Все определённые данные можно сохранить в виде файла и в последующем использовать в программе.
Список функциональных блоков существующих на сегодняшний день в языке FBD Базовые элементы [XOR][AND][OR][Bounce]Специальные блоки [Scale]Тригеры [SR][TT][RS][Rtrig]Таймеры [Generator][Timer]Счетчики [Counter][SpeedCounter]Математика [SUM (+)][MUL (*)][DIV (/)][SUB (-)]Алгебра [SIN][COS][TAN][ABS][SQ][SQRT][MIN][MAX][POW][RANDOM]Сравнение [Comparator]Com — Порт SendSendVariableReceiveVariableПереключатель [SWITCH][MUX][DMS]Моторы ServoMotorStepMotorЧасы реального времени [Alarm][GetTime][SetTime]Дисплеи Дисплей на чипе НD44780Подсветка дисплея на чипе НD44780 I2CБлок декодирования семи сегментного индикатораСтроки Сложение строкДатчики [Ultrasonic HC-SR04][DHT11, DHT21, DHT22][DS18×2x][IR Ressive][BMP-085]SD карта Запись переменной на SD картуВыгрузка файла с SD картыКонвертация типов Преобразование строкПреобразование Float в IntegerМикросхемы расширений Расширитель выводов 74HC595Операции с битами ШифраторДешифраторЧтение битаЗапись битаРазное Матричная клавиатура Список функциональных блоков существующих на сегодняшний день в языке LAD Базовые блоки КонтактКатушкаЗащита от дребезгаВыделение переднего фронтаСпециальные реле Двустабильное релеРеле времениГенераторРеле сравненияАлгебра SINCOSTANABSMAXMINSQSQRTPOWRANDOMАналоговые блоки МасштабированиеМатематикаСчетчикАналоговый переключательПереключатель много к одномуПереключатель один ко многимАналоговый вход контроллераАналоговый выход контроллераВход аналогового соеденителяВыход аналогового соединителяСкоростной счетчикComPort Передача в ComPortПередача переменной через ComPortПрием переменной через ComPortМоторы СервомоторШаговый двигательЧасы реального времени Получить данныеБудильникУстановка времениДисплеи Дисплей на чипе HD44780Блок управления подсветкой дисплея на чипе HD4480 I2CБлок декодирования семи сегментного индикатораСтроки Сложение строкДатчики Ультразвуковой дальномер HC-SR04Датчик температуры и влажности DHT11 (DHT21, DHT22)Датчик температуры DS18×2xIR RessiveBMP-085SD карта Запись переменной на SD картуВыгрузка файла с SD картыКонвертирование типов Конвертация строкПреобразование Float в IntegerМикросхемы расширений Расширитель выводов 74HC595Операции с битами ШифраторДешифраторЧтение битаЗапись битаРазное Матричная клавиатура. Список оборудования применяемого в проекте на сегодняшний день.
В следующих публикациях я расскажу о сайте проекта и перспективах развития проекта.
