Zustandsdiagramm - Versionsgeschichte

Ulrich.schneider@hshl.de am 6. Juli 2026 um 13:45 Uhr

2026-07-06T13:45:24Z

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			[[Datei:E40 Zustandsmaschine.png\|thumb\|rigth\|450px\|Abb. 1: Zustandsdiagramm für eine LED-Schaltung mit 3 Zuständen]]
	{\|class="wikitable"		{\|class="wikitable"
	\|-		\|-
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	= Demo =		= Demo =
	~~Datei:E40 Zustandsmaschine.png~~
	Hier ist ein einfaches Beispiel für eine Zustandsmaschine (Engl.: Finite State Machine, FSM) in der Arduino IDE. Typisch ist das z. B. für LED-Steuerungen oder kleine Abläufe.		Hier ist ein einfaches Beispiel für eine Zustandsmaschine (Engl.: Finite State Machine, FSM) in der Arduino IDE. Typisch ist das z. B. für LED-Steuerungen oder kleine Abläufe.

	Beispiel: LED mit 3 Zuständen		Beispiel: LED mit 3 Zuständen

	Wir definieren drei Zustände:		Wir definieren drei Zustände:
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	* BLINKEN		* BLINKEN

	Umschaltung erfolgt über einen Taster.		Umschaltung erfolgt über einen Taster. Das zugehörige Zustandsdiagramm zeigt Abb. 1.

	URL: https://svn.hshl.de/svn/Informatikpraktikum_1/trunk/Arduino/ArduinoLibOrdner/AlphaBot/examples/E40_Zustandsmaschine/E40_Zustandsmaschine.ino		URL: https://svn.hshl.de/svn/Informatikpraktikum_1/trunk/Arduino/ArduinoLibOrdner/AlphaBot/examples/E40_Zustandsmaschine/E40_Zustandsmaschine.ino

Ulrich.schneider@hshl.de: /* Demo */

2026-07-06T13:42:18Z

Demo

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	= Demo =		= Demo =
			Datei:E40 Zustandsmaschine.png
	Hier ist ein einfaches Beispiel für eine Zustandsmaschine (Engl.: Finite State Machine, FSM) in der Arduino IDE. Typisch ist das z. B. für LED-Steuerungen oder kleine Abläufe.		Hier ist ein einfaches Beispiel für eine Zustandsmaschine (Engl.: Finite State Machine, FSM) in der Arduino IDE. Typisch ist das z. B. für LED-Steuerungen oder kleine Abläufe.

Ulrich.schneider@hshl.de: /* Demo */

2026-07-06T13:22:05Z

Demo

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	= Demo =		= Demo =
	Hier ist ein einfaches Beispiel für eine Zustandsmaschine (Finite State Machine, FSM) in der Arduino IDE. Typisch ist das z. B. für LED-Steuerungen oder kleine Abläufe.		Hier ist ein einfaches Beispiel für eine Zustandsmaschine (Engl.: Finite State Machine, FSM) in der Arduino IDE. Typisch ist das z. B. für LED-Steuerungen oder kleine Abläufe.

	Beispiel: LED mit 3 Zuständen		Beispiel: LED mit 3 Zuständen

Ulrich.schneider@hshl.de: /* Einleitung */

2026-07-06T13:20:08Z

Einleitung

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2026, 13:20 Uhr
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	= Einleitung =		= Einleitung =
	Zustandsdiagramme sind ein zentrales Werkzeug der Modellierung in der Informatik und Systemtechnik, um das Verhalten eines Systems über die Zeit hinweg anschaulich darzustellen. Sie beschreiben, in welchen Zuständen sich ein System befinden kann und wie es durch '''Ereignisse oder Bedingungen''' von einem Zustand in einen anderen wechselt.		Zustandsdiagramme sind ein zentrales Werkzeug der Modellierung in der Informatik und Systemtechnik, um das Verhalten eines Systems über die Zeit hinweg anschaulich darzustellen. Sie beschreiben, in welchen Zuständen sich ein System befinden kann und wie es durch '''Ereignisse oder Bedingungen''' von einem Zustand in einen anderen wechselt.

	Typischerweise werden Zustandsdiagramme verwendet, um reaktive Systeme zu modellieren, also Systeme, die auf äußere Eingaben reagieren – etwa Steuerungen, eingebettete Systeme oder Benutzeroberflächen. Dabei steht nicht die Berechnung einzelner Werte im Vordergrund, sondern der Ablauf von Zustandsänderungen.		Typischerweise werden Zustandsdiagramme verwendet, um reaktive Systeme zu modellieren, also Systeme, die auf äußere Eingaben reagieren – etwa Steuerungen, eingebettete Systeme oder Benutzeroberflächen. Dabei steht nicht die Berechnung einzelner Werte im Vordergrund, sondern der Ablauf von Zustandsänderungen.

	Ein Zustandsdiagramm besteht im Kern aus		Ein Zustandsdiagramm besteht im Kern aus
	#Zuständen ~~(1)~~,		#Zuständen,
	#Eingangs- und Ausgangsaktionen (E/A)		#Eingangs- und Ausgangsaktionen (E/A),
	*Übergängen und den dazugehörigen		#Zustandsübergänge (Transitions) und
	*Auslösern (~~Events~~) ~~sowie optionalen~~		#Bedingungen für Zustandsübergänge (Guards)
	*Bedingungen (Guards) ~~und~~
	*Aktionen.

	Durch diese Struktur lassen sich komplexe Verhaltenslogiken übersichtlich und nachvollziehbar darstellen.		Durch diese Struktur lassen sich komplexe Verhaltenslogiken übersichtlich und nachvollziehbar darstellen.

Ulrich.schneider@hshl.de: /* Einleitung */

2026-07-06T13:18:08Z

Einleitung

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2026, 13:18 Uhr
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	Ein Zustandsdiagramm besteht im Kern aus		Ein Zustandsdiagramm besteht im Kern aus
	*Zuständen (1),		#Zuständen (1),
			#Eingangs- und Ausgangsaktionen (E/A)
	*Übergängen und den dazugehörigen		*Übergängen und den dazugehörigen
	*Auslösern (Events) sowie optionalen		*Auslösern (Events) sowie optionalen

Ulrich.schneider@hshl.de: /* Einleitung */

2026-07-06T13:17:04Z

Einleitung

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2026, 13:17 Uhr
Zeile 13:		Zeile 13:

	Ein Zustandsdiagramm besteht im Kern aus		Ein Zustandsdiagramm besteht im Kern aus
	*Zuständen,		*Zuständen (1),
	*Übergängen und den dazugehörigen		*Übergängen und den dazugehörigen
	*Auslösern (Events) sowie optionalen		*Auslösern (Events) sowie optionalen

Ulrich.schneider@hshl.de: /* Einleitung */

2026-07-06T13:16:23Z

Einleitung

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2026, 13:16 Uhr
Zeile 8:		Zeile 8:
	\|}		\|}
	= Einleitung =		= Einleitung =
	Zustandsdiagramme sind ein zentrales Werkzeug der Modellierung in der Informatik und Systemtechnik, um das Verhalten eines Systems über die Zeit hinweg anschaulich darzustellen. Sie beschreiben, in welchen Zuständen sich ein System befinden kann und wie es durch Ereignisse oder Bedingungen von einem Zustand in einen anderen wechselt.		Zustandsdiagramme sind ein zentrales Werkzeug der Modellierung in der Informatik und Systemtechnik, um das Verhalten eines Systems über die Zeit hinweg anschaulich darzustellen. Sie beschreiben, in welchen Zuständen sich ein System befinden kann und wie es durch '''Ereignisse oder Bedingungen''' von einem Zustand in einen anderen wechselt.

	Typischerweise werden Zustandsdiagramme verwendet, um reaktive Systeme zu modellieren, also Systeme, die auf äußere Eingaben reagieren – etwa Steuerungen, eingebettete Systeme oder Benutzeroberflächen. Dabei steht nicht die Berechnung einzelner Werte im Vordergrund, sondern der Ablauf von Zustandsänderungen.		Typischerweise werden Zustandsdiagramme verwendet, um reaktive Systeme zu modellieren, also Systeme, die auf äußere Eingaben reagieren – etwa Steuerungen, eingebettete Systeme oder Benutzeroberflächen. Dabei steht nicht die Berechnung einzelner Werte im Vordergrund, sondern der Ablauf von Zustandsänderungen.

Ulrich.schneider@hshl.de: /* Einleitung */

2026-07-06T13:15:59Z

Einleitung

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2026, 13:15 Uhr
Zeile 12:		Zeile 12:
	Typischerweise werden Zustandsdiagramme verwendet, um reaktive Systeme zu modellieren, also Systeme, die auf äußere Eingaben reagieren – etwa Steuerungen, eingebettete Systeme oder Benutzeroberflächen. Dabei steht nicht die Berechnung einzelner Werte im Vordergrund, sondern der Ablauf von Zustandsänderungen.		Typischerweise werden Zustandsdiagramme verwendet, um reaktive Systeme zu modellieren, also Systeme, die auf äußere Eingaben reagieren – etwa Steuerungen, eingebettete Systeme oder Benutzeroberflächen. Dabei steht nicht die Berechnung einzelner Werte im Vordergrund, sondern der Ablauf von Zustandsänderungen.

	Ein Zustandsdiagramm besteht im Kern aus Zuständen, Übergängen und den dazugehörigen Auslösern (Events) sowie optionalen Bedingungen (Guards) und Aktionen. Durch diese Struktur lassen sich komplexe Verhaltenslogiken übersichtlich und nachvollziehbar darstellen.		Ein Zustandsdiagramm besteht im Kern aus
			*Zuständen,
			*Übergängen und den dazugehörigen
			*Auslösern (Events) sowie optionalen
			*Bedingungen (Guards) und
			*Aktionen.

			Durch diese Struktur lassen sich komplexe Verhaltenslogiken übersichtlich und nachvollziehbar darstellen.

	In der Praxis helfen Zustandsdiagramme dabei, Systeme frühzeitig zu verstehen, Fehler in der Logik zu erkennen und die Implementierung in Programmiersprachen oder Steuerungssystemen gezielt vorzubereiten.		In der Praxis helfen Zustandsdiagramme dabei, Systeme frühzeitig zu verstehen, Fehler in der Logik zu erkennen und die Implementierung in Programmiersprachen oder Steuerungssystemen gezielt vorzubereiten.

	= 1. Zustandsbeschreibung (State) =		= 1. Zustandsbeschreibung (State) =

Ulrich.schneider@hshl.de: /* Demo */

2026-07-02T16:58:36Z

Demo

← Nächstältere Version		Version vom 2. Juli 2026, 16:58 Uhr
Zeile 126:		Zeile 126:

	void setup() {		void setup() {
	~~Serial.begin(9600);~~
	pinMode(LED_PIN_u8, OUTPUT);		pinMode(LED_PIN_u8, OUTPUT);
	pinMode(INTERRUPT_PIN_u8, INPUT_PULLUP); // Lege den Interruptpin als Eingang mit Pullupwiderstand fest		pinMode(INTERRUPT_PIN_u8, INPUT_PULLUP); // Lege den Interruptpin als Eingang mit Pullupwiderstand fest
Zeile 148:		Zeile 147:
	if (TasterZustand_bit) {		if (TasterZustand_bit) {
	Status = LED_ON;		Status = LED_ON;
	~~Serial.println("LED_ON");~~
	TasterZustand_bit = false;		TasterZustand_bit = false;
	}		}
Zeile 161:		Zeile 159:
	if (TasterZustand_bit) {		if (TasterZustand_bit) {
	Status = LED_BLINK;		Status = LED_BLINK;
	~~Serial.println("LED_BLINK");~~
	TasterZustand_bit = false;		TasterZustand_bit = false;
	}		}
Zeile 178:		Zeile 175:
	if (TasterZustand_bit) {		if (TasterZustand_bit) {
	Status = LED_OFF;		Status = LED_OFF;
	~~Serial.println("LED_OFF");~~
	TasterZustand_bit = false;		TasterZustand_bit = false;
	}		}
Zeile 191:		Zeile 187:
	if((millis() - alteZeit_u32) > entprellZeit_u32) { // innerhalb der entprellZeit nichts machen		if((millis() - alteZeit_u32) > entprellZeit_u32) { // innerhalb der entprellZeit nichts machen
	TasterZustand_bit = true;		TasterZustand_bit = true;
	~~Serial.println("->Taster");~~
	alteZeit_u32 = millis(); // letzte Schaltzeit merken		alteZeit_u32 = millis(); // letzte Schaltzeit merken
	}		}

Ulrich.schneider@hshl.de: /* Demo */

2026-07-02T16:57:44Z

Demo

← Nächstältere Version		Version vom 2. Juli 2026, 16:57 Uhr
Zeile 105:		Zeile 105:
	\|-		\|-
	\| <syntaxhighlight lang="c" style="background-color: #EFF1C1; font-size:small">		\| <syntaxhighlight lang="c" style="background-color: #EFF1C1; font-size:small">
	const ~~int ledPin~~ = 13;		const byte LED_PIN_u8 = 13;
	const ~~int buttonPin~~ = 2;		const byte INTERRUPT_PIN_u8 = 2; // Interrupt an Pin D2

	enum State {		enum State {
Zeile 114:		Zeile 114:
	}; // Zustände		}; // Zustände

	State ~~state~~ = LED_OFF; // LED ist aus		State Status = LED_OFF; // LED ist aus

	// Taster		// Taster
	bool ~~lastButton~~ = ~~LOW~~;		volatile bool TasterZustand_bit = false; // Definiere eine globale volatile Variable für den Status der LED
	unsigned long ~~debounceTime~~ = 0;		// Eine Variable sollte als volatile deklariert werden, wenn sie von irgendwo anders geändert werden kann außer in dem Codeteil, in dem sie auftaucht (z.B. ISR).
	~~const unsigned long debounceDelay~~ = 50;		volatile unsigned long alteZeit_u32=0, entprellZeit_u32=70; // Variablen für das Entprellen des Schalters, Entprellzeit 20 ms

	// Blink-Timer		// Blink-Timer
	unsigned long ~~lastBlinkTime~~ = 0;		unsigned long alteBlinkZeit_u32 = 0;
	bool ~~ledState~~ = LOW;		bool LEDStatus_bit = LOW;

	void setup() {		void setup() {
	pinMode(~~ledPin~~, OUTPUT);		Serial.begin(9600);
	pinMode(~~buttonPin~~, ~~INPUT~~);		pinMode(LED_PIN_u8, OUTPUT);
			pinMode(INTERRUPT_PIN_u8, INPUT_PULLUP); // Lege den Interruptpin als Eingang mit Pullupwiderstand fest

			// Lege die ISR ISRwechselLED auf den Interruptpin mit Modus 'CHANGE':
			// Bei wechselnder Flanke auf dem Interruptpin --> Führe die ISR aus
			attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(INTERRUPT_PIN_u8), ISRTaster, RISING);
	}		}
	void loop() {		void loop() {

	~~// =========================~~
	~~// 1. EINGANGSAKTIONEN (E)~~
	~~// =========================~~
	~~bool button = digitalRead(buttonPin);~~

	~~if (button != lastButton) {~~
	~~debounceTime = millis();~~
	}

	~~bool buttonPressed = false;~~

	~~if ((millis() - debounceTime) > debounceDelay) {~~
	~~if (button == HIGH && lastButton == LOW) {~~
	~~buttonPressed = true;~~
	}
	}

	~~lastButton = button;~~

	// =========================		// =========================
	// 2. ZUSTANDSMASCHINE		// 2. ZUSTANDSMASCHINE
	// =========================		// =========================
	switch (~~state~~) {		switch (Status) {

	// =========================		// =========================
	case LED_OFF:		case LED_OFF:
	// AUSGANGSAKTION (A)		// AUSGANGSAKTION (A)
	digitalWrite(~~ledPin~~, LOW);		digitalWrite(LED_PIN_u8, LOW);

	// ZUSTANDSÜBERGANG		// ZUSTANDSÜBERGANG
	if (~~buttonPressed~~) {		if (TasterZustand_bit) {
	~~state~~ = LED_ON;		Status = LED_ON;
			Serial.println("LED_ON");
			TasterZustand_bit = false;
	}		}
	break;		break;
Zeile 169:		Zeile 156:
	case LED_ON:		case LED_ON:
	// AUSGANGSAKTION (A)		// AUSGANGSAKTION (A)
	digitalWrite(~~ledPin~~, HIGH);		digitalWrite(LED_PIN_u8, HIGH);

	// ZUSTANDSÜBERGANG		// ZUSTANDSÜBERGANG
	if (~~buttonPressed~~) {		if (TasterZustand_bit) {
	~~state~~ = LED_BLINK;		Status = LED_BLINK;
			Serial.println("LED_BLINK");
			TasterZustand_bit = false;
	}		}
	break;		break;
Zeile 180:		Zeile 169:
	case LED_BLINK:		case LED_BLINK:
	// E/A: Blinklogik (Output Action)		// E/A: Blinklogik (Output Action)
	if (millis() - ~~lastBlinkTime~~ > 500) {		if (millis() - alteBlinkZeit_u32 > 500) {
	~~lastBlinkTime~~ = millis();		alteBlinkZeit_u32 = millis();
	~~ledState~~ = !~~ledState~~;		LEDStatus_bit = !LEDStatus_bit;
	digitalWrite(~~ledPin~~, ~~ledState~~);		digitalWrite(LED_PIN_u8, LEDStatus_bit);
	}		}

	// ZUSTANDSÜBERGANG		// ZUSTANDSÜBERGANG
	if (~~buttonPressed~~) {		if (TasterZustand_bit) {
	~~state~~ = LED_OFF;		Status = LED_OFF;
			Serial.println("LED_OFF");
			TasterZustand_bit = false;
	}		}
	break;		break;
	}		}
			}

			void ISRTaster() {
			// =========================
			// 1. EINGANGSAKTIONEN (E)
			// =========================
			if((millis() - alteZeit_u32) > entprellZeit_u32) { // innerhalb der entprellZeit nichts machen
			TasterZustand_bit = true;
			Serial.println("->Taster");
			alteZeit_u32 = millis(); // letzte Schaltzeit merken
			}
	}		}
	</syntaxhighlight>		</syntaxhighlight>