即時軟體控制第二周作業

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停車場門禁控制系統的狀態機器設計

門禁控制系統的輸入訊號包括：

• 起落杆定位感應器：有兩個位置值訊號（升起/落下）
• 汽車入閘感應器：有兩個值（True/False）
• 汽車出閘感應器：有兩個值（True/False）

門禁控制系統的輸出訊號包括：

• 起落杆電機控制訊號：（上升/下降）
• 通行燈訊號：（紅燈/綠燈）

一輛汽車的通過流程為：

• 起落杆處於落下狀態，通行燈為紅燈。
• 汽車進入門禁系統，入閘感應器值變為True。
• 控制起落杆上升，直到起落杆定位感應器到達升起位置。
• 通行燈為綠燈。
• 汽車離開門禁，觸發汽車出閘感應器值為True。
• 控制起落杆下降，直到起落杆定位感應器到達落下位置。
• 通行燈變為紅燈。

所描述的控制系統的狀態機器包括：

• 狀態機器的所有狀態
• 狀態機器所接收到的外來事件
• 狀態機器所產生的動作
• 狀態機器的所有狀態躍遷：（原狀態、新狀態、觸發條件、產生動作）

首先設：

Q1代表可以通行的狀態；

Q2代表不能通行的狀態；

W1代表汽車進入門禁系統這個事件；

W2代表汽車離開門禁系統這個事件；

E1代表起落杆上升，通行燈變綠燈；

E2代表起落杆下降，通行燈變紅燈；

 

 

目前狀態	Q1	Q2	事件
	---	E1/Q1	W1
	E2/Q2	---	W2

 

豎著寫（在狀態中判斷事件）C程式碼片段：

cur_state = nxt_state;  

switch(cur_state) //在目前狀態中判斷事件

{           

    case Q2: //在s1狀態

        if(W1_event) //如果發生W1事件，那麼就執行E1動作，並將狀態轉移到Q1態；

        {                

           Lifting_lever.raise();//執行E1動作;

      　　　nxt_state = Q1;

        }          

        else

        {

　　　　　　break;

        }

 

 case Q1: //在Q1狀態  

        if(W2_event) //如果發生W2事件，那麼就執行E2動作，並將狀態轉移到Q2；

        {  

           Lifting_lever.down();//執行E2動作;              

　　　　    nxt_state = Q2;

        }

      

        else

        {

            break;   

        }  

}

 

在http://kb.cnblogs.com/page/528972/上面瞭解到狀態機器的兩種寫法，橫寫和豎寫

橫豎兩種寫法的程式碼片段，實現的功能完全相同，但是，橫著寫的效果明顯好於豎著寫的效果。理由如下：

　　1、豎著寫隱含了優先順序排序（其實各個事件是同優先順序的），排在前面的事件判斷將毫無疑問地優先於排在後面的事件判斷。這種if/else if寫法上的限制將破壞事件間原有的關係。而橫著寫不存在此問題。

　　2、由於處在每個狀態時的事件數目不一致，而且事件發生的時間是隨機的，無法預先確定，導致豎著寫淪落為順序查詢方式，結構上的缺陷使得大量時間被浪費。對於橫著寫，在某個時間點，狀態是唯一確定的，在事件裡尋找狀態只要使用switch語句，能一步定位到相應的狀態，延遲時間可以預先準確估算。而且在事件發生時，呼叫事件函數，在函數裡尋找唯一確定的狀態，並根據其執行動作和狀態轉移的思路清晰簡潔， 效率高，富有美感。

這裡之所以使用豎著寫的方法，是因為這是個小項目，邏輯不太複雜，功能精簡，同時為了節約記憶體耗費，所以豎著寫的方法也不失為一種合適的選擇。

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