---
jupytext:
  formats: md:myst
  text_representation:
    extension: .md
    format_name: myst
    format_version: 0.13
    jupytext_version: 1.11.5
kernelspec:
  display_name: Python 3
  language: python
  name: python3
---
# <font color='navy'> Časové priebehy </font>

Súčasťou mnohých elektronických zapojení sú priebehy signálov v elektronickom obvode závislé od času. Pre tvorbu časových priebehov môžeme využiť niektoré z dostupných programov ako napríklad [plantuml](https://plantuml.com/timing-diagram), v *CircuitMacros* môžeme využiť jednoduchú knižnicu [lib_time](./src/lib_time.ckt).

## <font color='teal'> Použitie </font>

Pri kreslení diagramov s časovými priebehmi je vhodné použiť mriežku *Grid(x,y)*, ktorá zjednodušuje orientáciu pri zadávaní časových priebehov a relácií medzi nimi.

Hodnota amplitúdy logických úrovní pre príkazy kreslenia elementov časového priebehu je prednastavená na hodnotu 0.7, pre kreslenie priebehu je začiatkom zadaný stred logickej stopy. Parametre priebehov je možné modifikovať globálnymi premennými:

    pulse_level = 0.7     - amplitúda logických hodnôt
    pulse_slope = 0.0     - doba nábehu / odbehu signálu 
    pulse_width = 0.5     - šírka pwm pulzu
    pulse_edge = .05      - hrana pre signál data 


### <font color='brown'> Statické úrovne a prechody medzi úrovňami </font>

    level(d, L|H|X, D)     - vykreslenie logických úrovní
    pulse(d, delay, LH|HL) - vykreslenie prechodov medzi logickými úrovňami
    
      parametre:
        d                  - dĺžka stavu
        L|H|X              - úroveň L, H, X-neurčitý stav 
        D                  - čiarkovaný priebeh
        delay              - 0..1, oneskorenie zobrazenia prechodu, d*delay
        
        

```{code-cell} ipython3 
:tags: ["remove-cell"]
from src.utils import *

data = r'''
include(lib_time.ckt)
include(lib_base.ckt)

command "\sf"
Grid(10,1)
pulse_level = 0.75
move to (0,0.5); QL: level(1.5,L); "L" at QL.B.n above; 
move to (2,0.5); QH: level(1.5,H); "H" at QH.B.n above; 
move to (4,0.5); QX: level(1.5,X, D); "X" at QX.B.n above; 
move to (6,0.5); PH: pulse(1.5, 0.25, LH); "L-H" at PH.B.n above; 
move to (8,0.5); PL: pulse(1.5, 0.25, HL); "H-L" at PL.B.n above; 

'''

_ = cm_compile('cm_0150a', data, dpi=600)   
```

```{figure} ./src/cm_0150a.png
:width: 600px
:name: cm_140a

Statické úrovne signálov a prechody medzi úrovňami.
```

Každý element časového priebehu je "orámovaný" neviditeľným boxom označeným ako *B*, tento je možné využiť v prípade potreby ako referenciu pre umiestnenie popisu časového okamžiku priebehu.

```{code-cell} ipython3 
:tags: ["remove-cell"]
from src.utils import *

data = r'''
cct_init
log_init

include(lib_base.ckt)
include(lib_color.ckt)
include(lib_time.ckt)

command "\sf"
color_light_grey; line from (0, 1.5) right_ 4.65 dashed; color_red; "H" ljust ;
color_light_grey; line from (0, 0.5) right_ 4.65 dashed; color_red; "L" ljust ;
color_light_grey; line from (0, 1) right_ 4.65   dashed; color_red; "X" ljust ;

color_black;
move to (1,1); 
PH: pulse(1.5, 0.25, LH); 

color_red;
box wid (PH.B.e - PH.B.w).x ht (PH.B.n - PH.B.s).y at PH.B.c dotted; #PH.B.e - PH.B.w ht PH.B.n - PH.B.s;
color_dark_green;
line <- from PH.B.nw left_ 0.5 up_ 0.5; ".B.nw" above;
line <- from PH.B.n up_ 0.75 ; ".B.n" above;
line <- from PH.B.ne up_ 0.5 right_ 0.5; ".B.ne" above;
line <- from PH.B.e right_ 0.75; ".B.e" ljust;
line <- from PH.B.se right_ 0.5 down_ 0.5; ".B.se" below;
line <- from PH.B.s down_ 0.75 ; ".B.s" below;
line <- from PH.B.sw left_ 0.5 down_ 0.5; ".B.sw" below;
line <- from PH.B.w left_ 0.75; ".B.w" rjust;
line <- from PH.B.c right_ 1.85 down_ 0.55; ".B.c" ljust;
'''

_ = cm_compile('cm_0150g', data, dpi=600)   
```

```{figure} ./src/cm_0150g.png
:width: 400px
:name: cm_140g

Referencie pre umiestnenie popisného textu k časovému priebehu.
```


```{code-cell} ipython3 
:tags: ["remove-cell"]
from src.utils import *

data = r'''
cct_init
log_init

include(lib_base.ckt)
include(lib_color.ckt)
include(lib_time.ckt)

command "\sf"
color_light_grey; line from (0, 1.5) right_ 7 dashed; color_red; "H" ljust ;
color_light_grey; line from (0, 0.5) right_ 7 dashed; color_red; "L" ljust ;
color_light_grey; line from (0, 1)   right_ 7   dashed; color_red; "X" ljust ;

color_black;
move to (1,1); 
pulse_level = 0.7
pulse_slope = 0.1

P1: pulse(1.5, 0.25, LH);
color_dark_blue;
line <- from P1.S right_ 0.5 down_ 0.5; ".S" below;
line <- from P1.E up_ 0.5 left_ 0.5 ; ".E" above;
line <- from P1.C left_ 0.75; ".C" rjust;

color_black;
move to (5.5,1); 
P2: pwm(2, LH, 0.65);
color_dark_blue;
line <- from P2.SU right_ 0.5 down_ 0.5; ".SU" below;
line <- from P2.EU up_ 0.5 left_ 0.5 ; ".EU" above;
line <- from P2.CU left_ 0.75; ".CU" rjust;
line <- from P2.SD right_ 0.5 up_ 0.5; ".SD" above;
line <- from P2.ED down_ 0.5 right_ 0.5 ; ".ED" below;
line <- from P2.CD right_ 0.75; ".CD" ljust;
'''

_ = cm_compile('cm_0150f', data, dpi=600)   
```

```{figure} ./src/cm_0150f.png
:width: 420px
:name: cm_140f

Referencie pre popis časových parametrov časových priebehov.
```


### <font color='brown'> Dáta </font>

V časových diagramoch dáta reprezentujú binárny vektor, hodnota alebo symbolické označenie vektora je zvyčajne súčasťou zobrazenia dát.    

    data(d, text, L|R|X)    - vykreslenie dát
    
      parametre:
        d                  - dĺžka stavu
        text               - hodnota alebo označenie dát, text v úvodzovkách 
        L|R|X              - typ dát, otvorené zľava, zprava, neučité / opakované dáta
        
```{code-cell} ipython3 
:tags: ["remove-cell"]
from src.utils import *

data = r'''
include(lib_time.ckt)
include(lib_base.ckt)
include(lib_color.ckt)

command "\sf"
Grid(10,1)
pulse_level = 0.75
move to (0,0.5); DL: data(1.5,"",L); "L" at DL.B.n above; 
move to (2,0.5); DR: data(1.5,"",R); "R" at DR.B.n above; 
move to (4,0.5); DX: data(1.5,"",X); "X" at DX.B.n above; 
color_red();
move to (6,0.5); data(1.5,"$d_0$"); data(1.5,"0xFF");  
'''

_ = cm_compile('cm_0150b', data, dpi=600)   
```

```{figure} ./src/cm_0150b.png
:width: 600px
:name: cm_140b

Vykreslenie dát s popisom.
```

### <font color='brown'> Hodinové impulzy </font>

Hodinové impulzy sú zvyčajne sekvenciou opakujúcich sa impulzov so striedou 1:1. 

    clock(d, HL|LH)        - vykreslenie hodinového impulzu
    
      parametre:
        d                  - dĺžka stavu
        HL|LH              - fáza hodinového impulzu


```{code-cell} ipython3 
:tags: ["remove-cell"]
from src.utils import *


data = r'''
include(lib_time.ckt)
include(lib_base.ckt)
include(lib_color.ckt)

command "\sf"
Grid(10,1)
pulse_slope = 0.0;

move to (0.5, 0.5); CL: clock(0.75, HL); "HL" at CL.B.n above; 
move to (1.5, 0.5); CR: clock(0.75, LH); "LH" at CR.B.n above;  
move to (3.5, 0.5);
for i=0 to 5 do{
  clock(1, HL)
}
'''

_ = cm_compile('cm_0150c', data, dpi=600)   
```

```{figure} ./src/cm_0150c.png
:width: 600px
:name: cm_140c
Hodinove impulzy.
```
Pre zobrazenie sekvencie hodinovým impulzov môžeme použiť príkaz cyklu

    for i=0 to 5 do { clock(1, HL); }



### <font color='brown'> Časové relácie </font>

Pre zobrazenie súvislostí medzi časovými priebehmi (závislosti, oneskoreni) môžeme využiť konštrukcie z *CircuitMacros*. Pre vykreslenie vzniku a časových súvislostí zaviazaných s udalosťou (event)  je v knižnici definované makro *event()*

    event(p1, p2, offset)  - vykreslenie závislosti medzi dvoma časovými okamžikmi
    
      parametre:
        p1,p2              - počiatočný a koncový okamžik udalosti
        offset             - tvar krivky, kladná alebo záporná hodnota 

```{code-cell} ipython3 
:tags: ["remove-cell"]
from src.utils import *


data = r'''
include(lib_time.ckt)
include(lib_base.ckt)
include(lib_color.ckt)

command "\sf"
Grid(7,2);

    move to (0.5, 1.5);
P1: pulse(2, 0.5, LH)

    move to (1., 0.5);
P2: pulse(2, 0.5, LH);

    color_red;
    event(P1.C, P2.C,  0.25); 
    "$t_1$" at last spline.start rjust;
    "$t_2$" at last spline.end ljust;

    pulse_slope = 0;
    color_black;
    move to (3.5, 1.5);
P3: pulse(2.5, 0.5, LH)

    move to (4.5, 0.5);
P4: pulse(2, 0.5, LH);

    color_red;
L1: line from (P3.C, P3.C)+(0,0.75) to (P3.C, P4.C)+(0,-0.75) dashed;
L2: line from (P4.C, P3.C)+(0,0.75) to (P4.C, P4.C)+(0,-0.75) dashed;
    "$\Delta t$" at 0.5 between L1.start and L2.start
'''

_ = cm_compile('cm_0150k', data, dpi=600)   
```

```{figure} ./src/cm_0150k.png
:width: 400px
:name: cm_0150k
Zobrazenie časových relácií medzi priebehmi.
```

::::{admonition} Zdrojový kód
:class: dropdown, tip 

```{code-block} 
:caption: Zdrojový kód k obrázku {numref}`cm_0150k`

include(lib_base.ckt)
include(lib_color.ckt)
include(lib_time.ckt)

command "\sf"
Grid(7,2);

    move to (0.5, 1.5);
P1: pulse(2, 0.5, LH)

    move to (1., 0.5);
P2: pulse(2, 0.5, LH);

    color_red;
    event(P1.C, P2.C,  0.25); 
    "$t_1$" at last spline.start rjust;
    "$t_2$" at last spline.end ljust;

    pulse_slope = 0;
    color_black;
    move to (3.5, 1.5);
P3: pulse(2.5, 0.5, LH)

    move to (4.5, 0.5);
P4: pulse(2, 0.5, LH);

    color_red;
L1: line from (P3.C, P3.C)+(0,0.75) to (P3.C, P4.C)+(0,-0.75) dashed;
L2: line from (P4.C, P3.C)+(0,0.75) to (P4.C, P4.C)+(0,-0.75) dashed;
    "$\Delta t$" at 0.5 between L1.start and L2.start
```
::::

Pre znázornenie volania prerušenia (interrupt) môžeme využiť makro irq()

    irq(name)              - vykreslenie volania prerušenia
    
      parametre:
        name               - pomenovanie preušenia


```{code-cell} ipython3 
:tags: ["remove-cell"]
from src.utils import *


data = r'''
include(lib_time.ckt)
include(lib_base.ckt)
include(lib_color.ckt)

command "\sf"
Grid(8,2);

move to (0, 0.5);
Q1: pulse(2, 0.5, LH );
Q2: pulse(2, 0.5, HL );

P1: (0,0)
P2: (4.5,2)
event( Q2.C, P2, 0.55)

color_blue;
irq(TIM6\_DAC\_IRQ);
'''
_ = cm_compile('cm_0150j', data, dpi=600)   
```

```{figure} ./src/cm_0150j.png
:width: 400px
:name: cm_0150j
Zobrazenie volania prerušenia.
```

::::{admonition} Zdrojový kód
:class: dropdown, tip 

```{code-block} 
:caption: Zdrojový kód k obrázku {numref}`cm_0150j`

include(lib_time.ckt)
include(lib_base.ckt)
include(lib_color.ckt)

command "\sf"
Grid(8,2);

move to (0, 0.5);
Q1: pulse(2, 0.5, LH );
Q2: pulse(2, 0.5, HL );

P1: (0,0)
P2: (4.5,2)
event( Q2.C, P2, 0.55)

color_blue;
irq(TIM6\_DAC\_IRQ);
```
::::


## <font color='teal'> Jednoduchý diagram </font>

Na diagrame je znázornený priebeh generovania PWM signálu časovačom procesora STM32L476 v móde 1.

```{code-cell} ipython3 
:tags: ["remove-cell"]
from src.utils import *


data = r'''
include(lib_base.ckt)                  
include(lib_time.ckt)
include(lib_color.ckt)

command "\sf"
Origin: Here 
Grid(13,5);              # vykreslenie pomocnej mriezky, origin je (0,0)

pulse_slope = 0.0
d=1.5
move to (2.5,4);
"\small{CK\_CNT}" at Here rjust;
level(1,L)

for i=0 to 5 do{
  clock(0.5, HL)
  level(1,L)
}


move to (2.5,3);
"\small{Counter}" at Here rjust;
data(d-0.5, "6" ,L)
data(d,"7")
data(d,"8")
data(d,"9")
data(d,"0")
data(d,"1")
data(d-0.5,"2", R)

move to (2.5,2);
"\small{PWM 1}" at Here rjust;
level(2.5,H);
pulse(3,0, HL)
pulse(4.5,0, LH)
#pulse(
#level(5,L);

move to (2.5,1);
"\small{UPDATE Flag}" at Here rjust;
level(5.5,L);
pulse(0.5, 0.0, LH)
level(3.5,H);

color_red;
line from (5, 0) to (5, 5) dashed .08;
line from (8, 0) to (8, 5) dashed .08;   
'''

_ = cm_compile('cm_0150d', data, dpi=600)   
```

```{figure} ./src/cm_0150d.png
:width: 600px
:name: cm_0150d
Generovanie PWM signálu.
```

::::{admonition} Zdrojový kód
:class: dropdown, tip 

```{code-block} 
:caption: Zdrojový kód k obrázku {numref}`cm_0150d`

.PS
scale = 2.54            # cm - jednotka pre obrazok
maxpswid = 30           # rozmery obrazku
maxpsht = 30            # 30 x 30cm, default je 8.5x11 inch
cct_init                

arrowwid  = 0.127       # parametre sipok - sirka
arrowht = 0.254         # dlzka

include(lib_base.ckt)                  
include(lib_time.ckt)
include(lib_color.ckt)

command "\sf"
Origin: Here 
Grid(13,5);              # vykreslenie pomocnej mriezky, origin je (0,0)

pulse_edge = .05      #
pulse_level = 0.7
pulse_slope = 0.0
pulse_width = 0.5

d=1.5
move to (2.5,4);
"\small{CK\_CNT}" at Here rjust;
level(1,L)

for i=0 to 5 do{
  clock(0.5, HL)
  level(1,L)
}

move to (2.5,3);
"\small{Counter}" at Here rjust;
data(d-0.5, "6" ,L); data(d,"7"); data(d,"8"); data(d,"9"); data(d,"0"); data(d,"1"); data(d-0.5,"2", R)

move to (2.5,2);
"\small{PWM 1}" at Here rjust;
level(2.5,H); pulse(3,0, HL); pulse(4.5,0, LH)

move to (2.5,1);
"\small{UPDATE Flag}" at Here rjust;
level(5.5,L); pulse(0.5, 0.0, LH); level(3.5,H);

color_red;
line from (5, 0) to (5, 5) dashed .08;
line from (8, 0) to (8, 5) dashed .08;   

.PE
```
::::