Aufbau des Queue-Objekts Beim Start des Mikrocontrollers wird nach dem Übertragen der Web-Informationen ein neuer Thread erstellt. In diesem Thread wird zunächst ein Objekt angelegt, welches die gesamte Queue-Steuerung einschließlich deren Erstellung beinhaltet. Im Konstruktor werden die Ein- und Ausgansobjekte in Software aufgebaut und in zugriffsgeschützen Arrays abgelegt. Der Konstruktor der Ausgangsobjekte sperrt den Hardware-Motortreiber, sodass zu Beginn keine Undefinierten Werte am Motortreiber anliegen können. Der Motortreiber wird mit dem ersten Aktivieren wieder freigeschalten. Die Start- und End-Elemente vom Typ "commonElement" werden ebenso im Queue-Konstruktor für die unten und in der Konzeptenwicklung beschriebene Queue angelegt.

Abb.: IO-Objekte anlegen

Aufbau der Queue
Im Thread der HMI wird nach dem vollständigen Einlesen des Programms in Form eines Übertragungsstring (kurz: Ü-String, siehe Software-Dokumentation des Hautpdokuments) die Queue-Steuerung mit der Methode "void SW_work()" aufgerufen. Als Übergabeparameter erhält die Methode die Referenzen auf den Ü-String und auf den gemeinsamen Container (kurz: SHM von Sharde Memory). Diese Methode ruft die Funktion "queue_creator" auf. Diese Funktion bildet das vom Benutzer erstellte Programm mit Hilfe des Ü-Strings virtuell in Form einer verketteten Liste (Queue) ab (siehe auch Konzeptentwicklung dieser Dokumentation). Die Elemente der verketteten Liste "commonElement" sind Structs, welche alle Informationen für den Programmablauf enthalten.

Diese Informationen sind:
    - Eindeutiger Identifier um welchen Befehl es sich handelt ('M'-Motor, 'I'-If-Verzweigung, etc.)
    - Zeiger auf das nachfolgende Element
    - Zeiger auf das vorhergehende Element (wird u.a. zum Löschen der Queue benötigt)
    - Sprungzeiger für Schleifen (While) und Verzweigungen (If)
    - Verschiedene Speicher welche Werte und Informationen für den weiteren Programmablauf und die Pinansteuerung enthalten
        (vgl. auch Software-Dokumentation des Hautpdokuments).

Download der Excel-Datei zur Entwicklung des "commonElement"

Wichtig sind die Verzweigungselemente "If" und "While", sowie deren "EndIf" und "EndWhile". Beim Anlegen eines Ends wird das zugehörige Verzweigungselement gesucht und in beiden Elementen wechselseitig Sprungadressen abgelegt.

Unten ist der Programmablaufplan der Queue-Erstellung abgebildet.

Abb.: Übertragungsstring einlesen und Queue erstellen

Ausgabe der Queue (für Debugging)
Nach dem Erstellen der Queue wird diese probehalber im seriellen Monitor ausgegeben werden: Ein Zeiger auf das Startelement wird erstellt. Über diesen Zeiger wird die ID und weitere Informationen des Blocks ausgegeben. anschließend wird der Zeiger auf das nachfolgende Element gelegt.

Abarbeiten der Queue
Anschließend wir die Funktion "queueWorker" aufgerufen, welche das eigentliche Programm ausführt. Der Zeiger "workPtr" wird auf das erste Q-Element gelegt. Abhänig von der ID und den weiteren Informationen werden Ausgänge gesetzt, Eingänge eingelesen oder die Wartezeit gesetzt.
Anschließend wird der Zeiger entweder auf das Folgeobjekt gelegt oder bei "If" oder "While" entsprechend der Bedingung auf das "EndIf" bzw. "EndWhile".

Im Verzweigungselement "If" wird ein vorgegebener Wert mit dem Zustand eines Digital- oder Analogeingangs verglichen:
    Bei "true": Zeiger wird auf das nachfolgende Q-Element gelegt
    Bei "false": Zeiger wird auf das zugehörige End-Element gelegt
Im Schleifenelement "While" kann entweder ein vorgegebener Wert mit dem Zustand eines Digital- oder Analogeingangs verglichen werden:
    Bei "true": Zeiger wird auf das nachfolgende Q-Element gelegt (Schleife betreten)
    Bei "false": Zeiger wird auf das Q-Element nach dem zugehörigen End-Element gelegt
Oder die Schleife ist eine Zählschleife, vergleichbar mit "for()" in C++.

Beim Q-Element "EndWhile" wird der Zeiger wieder auf das zugehörige While-Element gelegt (daher der oben beschriebene Sprung von While auf "eins nach EndWhile")

Am Ende wird geprüft, ob eine Wartezeit eingerichtet wurde: "waitTime>0;". Falls ja, wird diese um 10ms reduziert und mit "delay(10);" der Thread 10ms pausiert.
Anschließend wird das Pause-Flag aus dem SHM gelesen. Ist dieses gesetzt, werden alle Ausgangsobjekte als Kopie gesichert und über die Ausgangspins alle Aktoren gestoppt. In einer Dauerschleife wird dann alle 10ms im SHM abgefragt, ob das Pause-Flag aufgehoben oder das Stop-Flat gesetzt ist. Beim Pausenende werden die Ausgangsobjekte wieder zurückkopiert und mit "reRun()" die Ausgangspins neu gesetzt.
Falls Stopp gesetzt ist, wird die gesamte Schleife beendet.

Unten ist der PAP der Abarbeitung der Queue vereinfacht dargestellt:

Abb.: Queue abarbeiten

Löschen der Queue Nach vollständigem Ablaufen des Programms oder nach dem gesetztes Stop-Flag über das SHM werden über die Ausgangspins alle Aktoren gestoppt. Anschließend wird die Queue gelöscht um den Heap-Speicher nicht zu blockieren.

Abb.: Löschen der Queue