Vor mir liegt eine kleine Ampelanlage. Sie besteht aus zwei Ampeln realisiert mittels 6 LEDs. Ein Taster dient als Hauptschalter. Die Ampelanlage beinhaltet einen Arduino UNO<\/em> – einen Einplatinenrechner. Der Micro ist ein ATmega328\/P<\/em>. In der unteren Darstellung ist die Mini-Anlage zu sehen. NR steht f\u00fcr Nebenrichtung und HR f\u00fcr Hauptrichtung. Die Schaltung ben\u00f6tigt eine Steuerung – die Ampelsteuerung. Sie wird in C++11 realisiert.<\/p>\n Die funktionalen Anforderungen werden ich in Gherkin-Syntax beschrieben. Daf\u00fcr habe ich vorab das Plugin specflowC<\/em> installiert. Mit dieser Beschreibungssprache beschreibt man ein oder mehre Features mittelst textueller und spezifischer UseCases<\/em>. Spezifisch, da konkrete Eingabewerte, Handlungen und Ergebnisse \/ Ausgabewerte anzugeben sind. Sp\u00e4ter werden daraus Tests wie UnitTests teilautomatisiert durch einen Parser generiert.<\/p>\n <\/p>\n Anforderungen in Gherkin-Syntax<\/strong><\/p>\n Given: <\/em>Ein Scenario<\/em> beginnt mit einem Anfangszustand. <\/em>When: <\/em>Eine bestimmte Handlung oder ein bestimmtes Ereignis tritt ein. And : <\/em>Zus\u00e4tzliche Handlungen oder Ereignisse. Then: <\/em>Draus folgt ein Ergebnis. And : Z<\/em>us\u00e4tzliche Ergebnisse.<\/p>\n Die Daten sind in einer Tabelle aufgelistet.<\/p>\n <\/p>\n Software-Design im Quellcode mittels Doxygen und Grapgviz<\/strong><\/p>\n Und nun zum Software-Design, das recht simpel ist. Der Startpunkt ist die Main-Datei. Die Klasse Ampelanlage abstrahiert die Hardware f\u00fcr die Fachklasse Ampelsteuerung.<\/p>\n Die Klassen werden in der Header-Dateien entworfen. Schnittstellenfunktionen deklariert. Der Quellcode wird in der Doxygen<\/em>– \/Grapgviz<\/em>-Notation dokumentiert. Daraus generiert das Tool Doxywizard <\/em>die Design-Dokumentation.<\/p>\n Die Ampelanlagen-zust\u00e4nde werden mittels einer Enum<\/em> in der Klasse Ampelsteuerung realisiert.<\/p>\n Doxywizard<\/em> generiert daraus folgende Darstellung.<\/p>\n In der Design-Dokumentation soll der Zustandsautomat grafisch dargestellt werden, deshalb f\u00fcge ich eine zus\u00e4tzliche Beschreibung ein.<\/p>\n <\/p>\n Doxywizard<\/em> generiert daraus folgendes.<\/p>\n <\/p>\n Klassendiagramme – welche die Beziehungen zischen den Klassen darstellen – generiert Doxywizard automatisch. Eine zus\u00e4tzlich Beschreibung ist hier nicht von N\u00f6ten.<\/p>\n <\/p>\n So, das Design ist geschafft. Nun steht die Realisierung der UseCases<\/em> in C++11-Code an. Ich fange mit der Main an. Zuerst wird die Ampelsteuerung initialisiert. Die Klasse Ampelanlage konfiguriert die entsprechenden Register; die 6 LEDs auf I\/O-Ausgabe-Ports legen, den Hauptschalter (Taster) auf einen I\/O-Eingabe-Port legen und den Interrupt konfigurieren.<\/p>\n Datei main.cpp:<\/p>\n <\/p>\n Klasse Ampelanlage:<\/p>\n <\/p>\n Im run-Betrieb werden die entsprechen Ausg\u00e4nge gesetzt, das Blinken der gelben Nebeneinrichtungs-LED generiert und der Interrupt verarbeitet.<\/p>\n <\/p>\n Der Ampelsteuerung-Ablauf ist mittels switch-case<\/em> realisiert. Die Logik ist gut zu lesen und zu verstehen.<\/p>\n <\/p>\n Fazit<\/strong><\/p>\n Die Software-Spezifikation konnte mittels specflowC in der IDE erstellt werden. Das Design erfolgte direkt in den Header-Datein in der Doxygen- und Graphviz-Notation. Ein aktuelles Design-Dokument mittels Doxywizard war schnell zu generieren. Die Funktionalit\u00e4t ist in C++11 realisiert, nat\u00fcrlich in abgespeckter Form, bspw. k\u00f6nnen keine Objekte zur Laufzeit generiert werden.<\/p>\n Offen<\/strong><\/p>\n Als n\u00e4chstes steht der UnitTest an … oh, je testen. <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Diesmal habe ich mir eine ganz besondere Aufgabe gestellt. Schaffe ich, alle Phasen der Software-Entwicklung von der Spezifikation \u00fcber Design, Kodierung einschlie\u00dflich Test mit einer IDE zu realisieren? Zus\u00e4tzlich erlaubt sind Plugins, sowie kleine Extra-Tools die sich mit ein paar<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":36,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[31],"tags":[7,8,6],"class_list":["post-62","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-software-entwicklung","tag-arduino-uno","tag-atmelstudio-7","tag-c11"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/mike-netz.biz\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/62","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/mike-netz.biz\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/mike-netz.biz\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/mike-netz.biz\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/mike-netz.biz\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=62"}],"version-history":[{"count":23,"href":"https:\/\/mike-netz.biz\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/62\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":441,"href":"https:\/\/mike-netz.biz\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/62\/revisions\/441"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/mike-netz.biz\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/36"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/mike-netz.biz\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=62"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/mike-netz.biz\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=62"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/mike-netz.biz\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=62"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}![\"Mini-Ampelanlage\"](\"http:\/\/mike-netz.biz\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/Ampelanlage.jpg\")
<\/p>\n![\"Spezifikation](\"http:\/\/mike-netz.biz\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/Gherkin-Spezifikation.png\")
<\/p>\n\/*! \n\t\\class Ampelsteuerung\n\t\\brief Die Ampelsteuerung steuert die Betriebszustaende und Ampelphasen ueber ein Zustandsautomat.\n*\/ \nclass Ampelsteuerung final\n{\n\tprivate:\n\t\t\/*!\n\t\t\t\\enum Ampelstatus\n\t\t\t\\brief Enum Ampelstatus beinhaltet die Betriebszustaende und Ampelphasen\n\t\t\t\\see run()\n\t\t*\/\n\t\tenum class Ampelstatus : uint8_t{ \n\t\t\tAUS,\t\t\t\/*!< Betriebszustand AUS: Die Hautrichtung ist aus und die Nebenrichtung ist gelb-blinkend *\/\n\t\t\tNOT_Betrieb,\t\/*!< Betriebszustand Notaus: Die Hauptrichtung (HS) ist aus und die Nebenrichtung (NS) ist gelb-blinkend *\/\n\t\t\tAN_Phase_1,\t\t\/*!< Betriebszustand AN Phase 1: HS und NS sind rot *\/\n\t\t\tAN_Phase_2,\t\t\/*!< Betrienszustand AN Phase 2: HS rot-gelb, NR ist rot *\/\n\t\t\tAN_Phase_3,\t\t\/*!< Betrienszustand AN Phase 3: HS ist gruen, NR ist rot *\/\n\t\t\tAN_Phase_4,\t\t\/*!< Betrienszustand AN Phase 4: HS ist gelb, NR ist rot *\/\n\t\t\tAN_Phase_5,\t\t\/*!< Betrienszustand AN Phase 5: HS und NS sind rot *\/\n\t\t\tAN_Phase_6,\t\t\/*!< Betrienszustand AN Phase 6: HS ist rot, NS ist rot-gelb *\/\n\t\t\tAN_Phase_7,\t\t\/*!< Betriebszustand AN Phase 7: HS ist rot, NS ist gruen *\/\n\t\t\tAN_Phase_8\t\t\/*!< Betriebszustand AN Phase 8: HS ist rot, NR ist gelb *\/\n\t\t};<\/pre>\n![\"Darstellung](\"http:\/\/mike-netz.biz\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/Doxygen-Darstellung.png\")
<\/p>\n\/*!\n\t\\fn void run()\n\t\\brief Zustandsmaschine der Ampelsteuerung\n\t\\see enum class Ampelstatus\n\t\t\t\n\t\\dot\n\t\tdigraph g\n\t\t{\n\t\t\tsubgraph cluster0\n\t\t\t{\n\t\t\t\tstyle=filled;\n\t\t\t\tcolor=lightgrey;\n\t\t\t\tnode [style=filled,color=white];\n\t\t\t\tAUS\n\t\t\t}\n\t\t\tsubgraph cluster1\n\t\t\t{\n\t\t\t\tstyle=filled;\n\t\t\t\tcolor=lightgrey;\n\t\t\t\tnode [style=filled,color=white];\n\t\t\t\tAN_Phase_1 -> AN_Phase_2;\n\t\t\t\tAN_Phase_2 -> AN_Phase_3;\n\t\t\t\tAN_Phase_3 -> AN_Phase_4;\n\t\t\t\tAN_Phase_4 -> AN_Phase_5;\n\t\t\t\tAN_Phase_5 -> AN_Phase_6;\n\t\t\t\tAN_Phase_6 -> AN_Phase_7;\n\t\t\t\tAN_Phase_7 -> AN_Phase_8;\n\t\t\t\tAN_Phase_8 -> AN_Phase_1;\n\t\t\t\tlabel=\"ZEIT==FERTIG\"\n\t\t\t}\n\t\t\tsubgraph cluster2\n\t\t\t{\n\t\t\t\tstyle=filled;\n\t\t\t\tcolor=lightgrey;\n\t\t\t\tnode [style=filled,color=white];\n\t\t\t\tNOT_Betrieb\n\t\t\t}\n\t\t\tAN_Phase_8 -> NOT_Betrieb [ltail=cluster2, lhead=cluster3] [label=\" Notaus==BETAETIGT\"] [style=filled,color=red];\n\t\t\tNOT_Betrieb -> AUS [label=\" Hauptschalter==AUS\"] [style=filled,color=orange];\n\t\t\tAUS -> AN_Phase_1 [label=\" Hauptschalter==AN\"] [style=filled,color=green];\n\t\t\tAN_Phase_1 -> AUS [label=\" Hauptschalter==AUS\"] [style=filled,color=orange];\n\t\t}\n\t\\enddot\n*\/\nvoid run();<\/pre>\n![](\"http:\/\/mike-netz.biz\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/Zustandsautomat-grafisch.png\")
<\/p>\n![](\"http:\/\/mike-netz.biz\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/Klassenbeziehungen.png\")
<\/p>\n#include \"Betriebsmodus.h\"\n#include <avr\/io.h>\n#include \"Ampelsteuerung.h\"\n#include <avr\/interrupt.h>\n\n\/\/! Variable der Klasse Ampelsteuerung\nAmpelsteuerung ampel_steuerung{};\n\n\/*!\n\t\\fn int main(void)\n\t\\brief Legt eine Variable der Ampelsteuerung an. Ruft einmalig setup() und zyklisch run() auf.\n*\/\nint main(void)\n{\t\t\n\tampel_steuerung.setup(); \n while (1) \n {\n\t\tampel_steuerung.run();\n }\t\n\treturn 0;\n}\n\n\/*!\n\t\\fn ISR(INT0_vect)\n\t\\brief Service-Interrupt-Routine wird aufgerufen wenn Hauptschalter tastet.\n*\/\nISR(INT0_vect)\n{\n\tampel_steuerung.getAmpelanlage().set_Hauptschalter_tastet();\n}<\/pre>\n#include \"Ampelanlage.h\"\n\nvoid Ampelanlage::setup()\n{\n\t\/*! \n\t\tInitialisierung der Ausgaenge:\n\t\tAmpel_HS: gruen, Ampel_HS: gelb, Ampel_HS: rot, Ampel_NS: rot, Ampel_NS: gruen, Ampel_NS: gelb\n\t*\/\n\tDDRB |= (1<<DDB0);\n\tDDRD |= ( (1<<DDD3) | (1<<DDD4) | (1<<DDD5) | (1<<DDD6) | (1<<DDD7) );\n\t\n\t\/*!\n\t\tInitialisierung der Eingaenge:\n\t\tHauptschalter Eingang\n\t*\/\n\tDDRD &= ~(1 << DDD2);\n\t\n\t\/*!\n\t\tInterrupts:\n\t\tHauptschalter Eingang\n\t*\/\n\tEICRA |= ((1 << ISC00) | (1<<ISC01)); \/*!< Setze INT0 auf Triggerung mittels steigender Flanke *\/\n\tEIMSK |= (1 << INT0);\t\t\t\t\t\/*!< Einschalten mittels INT0 *\/\n\n\tsei();\t\t\t\t\t\t\t\t\t\/*!< Interrupts einschalten *\/\n\n}<\/pre>\nbool Ampelanlage::ist_Haupstschalter_tastet()\n{\n\tbool result{false};\n\t\n\t\/\/uint8_t sreg_tmp;\n\t\/\/sreg_tmp = SREG; \/* Sichern *\/\n\tcli();\n\tresult = hauptschalter;\n\thauptschalter = false;\n\t\/\/SREG = sreg_tmp; \/* Wiederherstellen *\/\n\tsei();\n\n\treturn result;\n}\n\nvoid Ampelanlage::Ampel_HS_Rot_An()\n{\n\tPORTD |= (1<<PD4);\n}\n\nvoid Ampelanlage::Ampel_HS_Rot_Aus()\n{\n\tPORTD &= ~(1<<PD4);\n}\n\nvoid Ampelanlage::Ampel_HS_Gelb_An()\n{\n\tPORTD |= (1<<PD3);\n}<\/pre>\nvoid Ampelsteuerung::run()\n{\n\tswitch( ampel_status )\n\t{\n\t\tcase Ampelstatus::AUS:\n\t\t{\n\t\t\tampel_anlage.Ampel_HS_Rot_Aus();\n\t\t\tampel_anlage.Ampel_NS_Rot_Aus();\n\t\t\tampel_anlage.Ampel_NS_Gelb_blinken();\n\t\t\tif( ampel_anlage.ist_Haupstschalter_tastet() )\n\t\t\t\tampel_status = Ampelstatus::AN_Phase_1;\n\t\t\t\t\n\t\t\tbreak;\n\t\t}\n\t\t\n\t\tcase Ampelstatus::AN_Phase_1:\n\t\t{\n\t\t\tampel_anlage.Ampel_NS_Gelb_Aus();\n\t\t\tampel_anlage.Ampel_HS_Rot_An();\n\t\t\tampel_anlage.Ampel_NS_Rot_An();\n\t\t\t_delay_ms(2000);\n\t\t\tif( ampel_anlage.ist_Haupstschalter_tastet() )\n\t\t\t\tampel_status = Ampelstatus::AUS;\n\t\t\telse\n\t\t\t\tampel_status = Ampelstatus::AN_Phase_2;\n\t\t\tbreak;\n\t\t}\n\t\t\n\t\tcase Ampelstatus::AN_Phase_2:\n\t\t{\n\t\t\tampel_anlage.Ampel_HS_Gelb_An();\n\t\t\t_delay_ms(1000);\n\t\t\tampel_status = Ampelstatus::AN_Phase_3;\n\t\t\tbreak;<\/pre>\n![](\"http:\/\/mike-netz.biz\/wp-content\/plugins\/wp-edit\/plugins\/emoticons\/img\/smiley-wink.gif\")
<\/p>\n