This document discusses implementing multi-state systems using EOS. It provides examples of multi-state systems like traffic lights and washing machines. It describes two types of multi-state systems - those where state transitions depend only on time, and those where they depend on both time and inputs. The document outlines how to represent states, time durations, and update states in a program. It provides exercises to write programs for traffic lights and washing machines as multi-state systems.

1. Programming embedded systems
Seminar 6
Multi-state systems
Dr. Tran Thanh Hung
Department of Automation Technology,
College of Engineering, Can Tho University
Email: tthung@ctu.edu.vn

2. Review hệ thống nhiều trạng thái
In the seminar 5, we have used EOS to implement periodic
functions for one state system.
In this seminar, we will use EOS to implement multi-state systems.

3. Outline
How to implement for multi-state systems?
• multi-state systems: hệ thống nhiều trang thái
• implement for multi-state systems: type 1
• implement for multi-state systems: type 2 viết được chương trình
thực thi hệ thống nhiều trạng thái

4. Seminar objectives
At the end of this seminar, by referring the lecture notes,
students will be able to:
• understand issue of multi-state systems
• implement multi-state systems, using EOS

5. What are multi-state systems?
Example of multi-state system: hệ thống có nhiều trạng
thái khác nhau
• Traffic light system
3 state system
4 state system

6. What are multi-state systems?
Example of multi-state system:
• Washing machine máy giặc
Bắt đầu Nước nóng

7. Types of multi-state systems
• Type 1: Multi-state (timed) system:
The transition between states will depend only on the passage of time.
- Example: Traffic light system
• Type 2: Multi-state (input/timed) system:
The transition between states will depend both on the passage of time and system
inputs. Ngoài thời gian còn phụ thuộc 1 số điều kiện ngõ vào- máy giặc
- Example: Washing machine
• Type 3: Multi-state (input) system:
The transition between states will depend only on system inputs.
- Chuyện trạng thái này sang trạng thái kia phụ thuộc đk ngõ vào

8. How to implement multi-state systems?
• You are going to write a program for a traffic light system,
operating on the following states:
− State 1 (RED): Turn Red light on for 10 seconds and go to State
2: bật đèn đỏ trong 10s
− State 2 (GREEN): Turn Green light on for 15 seconds and go to
State 3 bật đèn xanh trong 15s
− State 3 (YELLOW): Turn Yellow light on for 3 seconds and go to
State 1 bật đèn vàng trong 3s

9. EOS: Review
#include "Main.h"
#include "EOS.h"
void main (void)
{ EOS_init(50000); //Initialize EOS to interrupt every 50ms
while(1)
{ LPM1; // Enter low power mode to save power ngủ
}
}
#pragma vector = TIMERA0_VECTOR
interrupt void EOS_ISR(void)
{
// Put your code here hàm phục vụ ngắt, viết chương trình, hàm riêng, file riêng
Gọi 1 giây 1 lần , kt 20 lan
…
}

10. Implement multi-state systems
• Represent the states Tên kiểu
0 1 2
typedef enum {RED,GREEN,YELLOW} Light_State; khai báo kiểu liệt kê
static Light_State current_state = RED; //initial state = RED
• Define duration for the states
#define RED_DURATION 10 // time đen đỏ
̀
̀
#define GREEN_DURATION 15 // time đen xanh
̀ ̀
#define YELLOW _DURATION 3 // time đen vang
• Define global variables to measure time
static unsigned int time_in_state = 0; // time (s) in each state
Ghi chú: Đặt trong file TRAFFIC_LIGHTS_Update.c

11. Implement multi-state systems
• Update states hàm cập nhật trạng thái và công việc mỗi trạng thái
//This function must be called every 1s by EOS_ISR
void TRAFFIC_LIGHTS_Update(void)
{ switch (current_state)
{ case RED:
{ turn on Red light; turn off other lights;// bật đèn đỏ, tắt đèn vàng
if (++time_in_state == RED_DURATION) // đã đến time chuyển
trạng thái hay chưa, kiểm tra cho đến khi
{ current_state = GREEN; //change state
time_in_state = 0;
}
break;// thoát ra ngủ
}
Ghi chú: Đặt trong file TRAFFIC_LIGHTS_Update.c

12. Implement multi-state systems
case GREEN :
{ turn on Green light; ; turn off other lights;
…
break;
}
case YELLOW :
{ turn on Yellow light ; turn off other lights;
…
break;
}
}
}

13. Exercise 6.1
• Write a program to control a complete traffic light
system with states and hardware configuration as
following:

14. Type 2 multi-state systems
Ngõ vào
Bắt đầu
Chọn
Mức nước
Nhiệt độ
Led hiển thị
Chứa bột gặt

15. Type 2 multi-state systems
Operating description of the washing machine:
1. The user selects a wash program on the selector dial or keypad.// bắm
nút chọn chế đọ giặc 10 phím
2. The user presses the ‘Start’ switch. Ng sử dụng bấm star
3. The door lock is engaged.// nước chay ra
4. The water valve is opened to allow water into the wash drum.// if cần bột
giặc sẽ mở ra
5. If the wash program involves detergent, the detergent hatch is opened.//
When the detergent has been released, the detergent hatch is closed.
6. When the ‘full water level’ is sensed, the water valve is closed.// mức
nước đòng

16. Type 2 multi-state systems
7. If the wash program involves warm water, the water heater is switched
on. When the water reaches the correct temperature, the water heater is
switched off.// nếu cần nóng, thì mở và tắt đử lớn
8. The washer motor is turned on to rotate the drum. At the end of the wash
cycle, the motor is stopped.// quay lòng giặc
9. The pump is switched on to drain the drum. When the drum is empty, the
pump is switched off.// bơm nước sau khi giặc
10. The water valve is opened to allow water into the wash drum.// mở nước
11. The washer motor is turned on to rotate the drum (to rinse detergent).//
quay giặc
12. The pump is switched on to drain the drum… bơm nươć ra

17. Type 2 multi-state systems
10 trạng thái
Khởi động
Cấm điện
Quá time mà chưa được, báo lỗi
giặc
Xả

18. Type 2 multi-state systems
typedef enum {INIT, START, FILL1, HEAT,WASH,DRAIN1,FILL2, RINSE,
DRAIN2, ERROR} System_state;// khai báo kiểu dl liệt kê
#define MAX_FILL_DURATION 1000// xa nước tôi đa
́
#define MAX_HEAT_DURATION 1000// đun nươć tôi đa
́
#define MAX_DRAIN_DURATION 1000// chơ nươc đây ̀
static System_state current_state = INIT; //initial state khai báo gắn gt ban
đầu
static unsigned char Detergent [10] = {1,1,1,0,0,1,0,1,1,0};// man chưa số nhị
̃
phân, tương ưng 10 chế độ giăc
̣
static unsigned char Heat[10] = {1,1,1,0,0,1,0,1,1,0};// nươc nong
́
static unsigned char wash_program = 0;//chương trình giặc chọn
static unsigned char time_in_state = 0; // time (s) in each state// đếm time
trong trạng thái

19. Type 2 multi-state systems
void WASHER_Update(void) // Call once per second by EOS_ISR// diều khiển và
cập nhật trạng tahsi hệ thống// hệ thống loại 3
{
switch (current_state)
{
case INIT:
{ Display the state on LEDs;// hiển thị trang thái hiện tại lên led
p1out = current_state
turn all motor, valve off// tắt all motor và valve đi
//kif eyscan 0-9{
wash_program = read keypad (SWs); //0-9// đọc phím kt chọn chế độ giặc}
Display the wash_program user chosen on LEDs;// if
(Start SW pressed) current_state = START;// kt start có đc bấm ko, chuyển sang
trạng thái start, ko phụ thuộc time
break;
}
}

20. Type 2 multi-state systems
case START:
{ Display the state on LEDs;// hiển led có phải 1//Pour =C
lock the door;// khóa cửa mấy giậc -> khỏi làm
open the valve to fill water;// mở valve nước
if (Detergent[wash_program] ==1) // xét mãn với chế độ
giặc
open Detergent Hatch;// mở hộp bột giặc
current_state = FILL1;// đặt trạng thái fill1
Time_in_state = 0;//
break;
}

21. Type 2 multi-state systems
case FILL1 :
{ Display the state on LEDs;//
if (++Time_in_state >= MAX_FILL_DURATION)// kt time danh cho time đổ
nước vô
current_state = ERROR;
if (Drum is full water) // nước đầy hay chưa
{ close the valve;
if (Heat[wash_program] == 1) // Does program require hot water?// có cần
nướ nóng hay ko có =1 hay ko
{ Turn on Heater;/ bật bộ đun nước lên
current_state = HEAT;Time_in_state = 0
else
{ current_state = WASH;Time_in_state = 0;} ;}// vào thẳng chế độ
giặc
}
break;
}

22. ĐỒ ÁN
• Viết chương trình cho máy giặt, theo mô tả trên
Quy ước: Dùng
- phím SW15 làm nút Start
- SW12 cam bien bao het nuoc, chuyen qua trang thai khac
- phím SW10 làm cảm biến mức nước (bấm = nước đầy), bấm vào là báo hệ thống
đầy
- phím SW11 làm cảm biến nhiệt độ (bấm = nhiệt độ đạt yêu cầu), bấm thì nhiệt độ
đã đạt
- LED ở P1.7 làm van nước, mở van nước, đèn tắt van đóng
- LED ở P1.6 làm hộp đựng bột giặt, sáng, hộp đựng bột giạc đã có
- LED ở P1.5 làm bộ đun nước
- LED ở P1.4 làm motor lồng giặt
- LED ở P1.3 làm bơm nước
- Trang thai error p1.0 p1.1 p1.2
- Trang thai giat 20s