C++ - Bitfelder (2)

G.Eichelsdörfer - Staatliche Technikerschule Weilburg

Fortführung des Beispiels:

Die folgende Komponente ist das Steuersignal für den Motor, der das Werkstück in der Horizontalen (x-Richtung) bewegt. Dafür werden zwei Bits benötigt: Ein Bit zum Einschalten des Motors, eines für die Dreh- bzw. Transportrichtung.
struct Pos { bool RefX : 1; bool RefY : 1; int MotX : 2; };
Hier wird das Vorzeichen im höherwertigen Bit vorteilhaft für die Bewegungsrichtung eingesetzt.
Werte für diese Komponente und deren Bedeutung:
0 = 00₂: Motor aus
1 = 01₂: Motor bewegt das Werkstück vorwärts
-1 = 11₂: Motor bewegt das Werkstück rückwärts

Alternativ kann man hier zwei Komponenten MotXein (Motor einschalten) und MotXdir (direction = Transportrichtung) einsetzen:
unsigned int MotXein : 1; // 0: Motor aus, 1: Motor ein unsigned int MotXdir : 1; // 0: vorwärts, 1: rückwärts
Nun ist noch ein weiterer Motor für die andere Richtung (Y) anzusteuern.
struct Pos { bool RefX : 1; bool RefY : 1; int MotX : 2; int MotY : 2; };

Das obige Bitfeld umfasst nur 6 Bit. Ports sind zumeist mindestens 8 Bit breit. Mit Hilfe eines solchen Bitfeldes ist es einfach, die Positionierung per Programm zu steuern. Zugleich ist der Quelltext in hohem Maße selbstdokumentierend.

Beispiel zum Anfahren des Referenzpunktes:

Pos P; P = einlesen(); // liest die an einem Port liegenden Werte ein while(!P.RefX) // solange der Referenzsensor in X-Richtung nicht erreicht { P.MotX = -1; // X-Bewegung belegen: rückwärts ausgeben(P); // gibt die Werte in P an einem Port aus P = einlesen(); // erneut einlesen } P.MotX = 0; // Signal zum Abstellen des X-Motors vorbereiten ausgeben(P); // X-Motor anhalten // Das Gleiche in y-Richtung: P = einlesen(); while(!P.RefY) { P.MotY = -1; // Y-Bewegung rückwärts ausgeben(P); P = einlesen(); } P.MotY = 0; // Signal zum Abstellen des Y-Motors vorbereiten ausgeben(P); // Y-Motor anhalten

Die elegantere Alternative fährt den Referenzpunkt schneller an:

Pos P; P = einlesen(); while(!P.RefX || !P.RefY) { if(P.RefX) P.MotX = 0; else P.MotX = -1; if(P.RefY) P.MotY = 0; else P.MotY = -1; ausgeben(P); P = einlesen(); }

Um das Einlesen von einem Port und das Ausgeben an einen Port auf einfache Weise realisieren zu können sind so genannte Varianten erforderlich. Diese werden auf der folgenden Seite beschrieben.