摘要:首先我们需要创建一个类,这个类就像PLC编程中的指令一样,拖一个指令到PLC程序中,相当于实例化这个类的实例,其实C#代码的实现和PLC指令的实现原理是一样的,只不过在PLC中,是厂家封装好了,我们直接使用。
我们在上位机开发中,经常会涉及到沿信号检测的问题。
今天跟大家分享一下如何实现沿信号检测。
一、沿信号概念
首先我们要了解一下什么是沿信号。
上升沿是指信号从低电平到高电平的变化瞬间。
下降沿是指信号从高电平到低电平的变化瞬间。
检测这个变化在PLC控制或上位机系统中很常见。
在上位机开发中,比如检测报警变化,上位机与PLC之间进行逻辑信号交互等情况下都会涉及到沿信号检测的问题。
二、代码实现
那么我们如何通过代码来实现呢?
首先我们需要创建一个类,这个类就像PLC编程中的指令一样,拖一个指令到PLC程序中,相当于实例化这个类的实例,其实C#代码的实现和PLC指令的实现原理是一样的,只不过在PLC中,是厂家封装好了,我们直接使用。
一、我们首先创建一个类RisingEdgeDetector,然后创建一个字段_previousState,用来存储上次的值,通过构造方法传递一个初始值,一般情况下,上升沿初始值是False,但是为了更灵活,可以由用户传值进去,然后不断调用CheckForRisingEdge方法来判断是否触发沿信号变化。
/// /// 上升沿检测类(边缘触发检测)public class RisingEdgeDetectorprivate bool _previousState;/// 初始化检测器/// 初始输入状态(默认False)public RisingEdgeDetector(bool initialState = false)_previousState = initialState;/// 检测输入信号的上升沿变化/// 当前输入状态/// 是否检测到上升沿public bool CheckForRisingEdge(bool currentState)bool edgeDetected = !_previousState && currentState;_previousState = currentState;return edgeDetected;/// 重置检测器状态public void Reset(bool initialState = false)_previousState = initialState;}二、实际使用也非常简单,直接创建一个RisingEdgeDetector对象,inputSequence是模拟从PLC或下位机读取到的某个变量的值,然后调用即可。
// 初始化检测器(可选设置初始状态)var edgeDetector = new RisingEdgeDetector;// 模拟输入序列bool inputSequence = { false, false, true, true, false, true };foreach (var input in inputSequence)bool detected = edgeDetector.CheckForRisingEdge(input);Console.WriteLine($"输入 {input} \t 检测到上升沿: {detected}");/* 输出结果:输入 False 检测到上升沿: False输入 False 检测到上升沿: False输入 True 检测到上升沿: True输入 True 检测到上升沿: False输入 False 检测到上升沿: False输入 True 检测到上升沿: True*/三、在实际应用中,我们可能需要考虑信号抖动的情况,可以在原来的基础上,增加一个防抖动的功能,同时,为了考虑线程安全,加上锁处理。
////// 带消抖处理的上升沿检测器(精确到毫秒级)public class DebouncedRisingEdgeDetectorprivate bool _previousState;private DateTime _lastTriggerTime = DateTime.MinValue;private readonly int _debounceMs;private readonly object _lock = new object;/// 初始化消抖检测器/// 消抖时间(毫秒)/// 初始输入状态public DebouncedRisingEdgeDetector(int debounceMilliseconds, bool initialState = false)_debounceMs = debounceMilliseconds > 0 ? debounceMilliseconds : 10;_previousState = initialState;/// 检测输入信号的有效上升沿public bool CheckForRisingEdge(bool currentState)lock (_lock)bool edgeDetected = false;bool potentialEdge = !_previousState && currentState;if (potentialEdge)TimeSpan elapsed = DateTime.UtcNow - _lastTriggerTime;if (elapsed.TotalMilliseconds > _debounceMs)edgeDetected = true;_lastTriggerTime = DateTime.UtcNow;_previousState = currentState;return edgeDetected;/// 重置检测器状态public void Reset(bool initialState = false)lock (_lock)_previousState = initialState;_lastTriggerTime = DateTime.MinValue;}四、测试结果如下:
// 初始化50ms消抖的检测器var debounceDetector = new DebouncedRisingEdgeDetector(50);// 模拟带抖动的输入序列bool noisyInputs = { false, true, false, true, true, false, true, true };foreach (var input in noisyInputs)bool validEdge = debounceDetector.CheckForRisingEdge(input);Console.WriteLine($"输入 {input,-5} 有效触发: {validEdge}");// 模拟实际应用中的时间间隔Thread.Sleep(30);/* 输出结果:输入 False 有效触发: False输入 True 有效触发: True ← 首次触发输入 False 有效触发: False输入 True 有效触发: False ← 30ms后仍在消抖期输入 True 有效触发: False输入 False 有效触发: False输入 True 有效触发: True ← 超过50ms后再次触发输入 True 有效触发: False*/五、对于下降沿检测,原理是相通的,这里就不赘述了。我们可以参考上述代码编写一个下降沿检测的类,也可以将上升沿和下降沿检测放到同一个类中,通过构造方法传值来判断为上升沿或下降沿。
来源:阿之科技最前线