added UML

README.md

@@ -1,3 +1,115 @@
-# Quartus
+# Преобразователь 3.3В → 24В для входа TX01
 
-Мигаем светодиодом
+## Назначение
+
+Преобразователь уровня сигнала с GPIO микроконтроллера 3.3В (STM32F407) на дискретный вход 24В (TX01) с инверсией логики. Подходит для подключения ПЛИС/МК к промышленным входам 24В. [web:10]
+
+## Схема
+
+```text
+            +24V (внешний источник)
+   GPIO pin_10        │
+     │               ┌┴┐
+     │               │ │ R3 = 4.7kΩ
+     │               └┬┘
+     │                │
+     │                ├──────────► TX01 (вход 24V)
+     │                │
+     └─[ 10kΩ ]─┬[B]  │
+                │     │
+               ┌┴┐ ┌──┴──┐
+          R2   │ │ │  C  │
+         100kΩ │ │ │ NPN │   Q1: BC547B / 2N2222A / 2N3904
+               └┬┘ │  Q1 │
+                │  │  E  │
+               GND └──┬──┘
+                │     │
+               ─┴─   GND
+               GND    │
+                      │
+     GND ─────────────┴──────────── GND (общий)
+```
+
+## Принцип работы
+
+R1 (10kΩ) и R2 (100kΩ) образуют резистивный делитель напряжения на базе транзистора. [web:8]
+
+- При GPIO = 3.3В на базе формируется около 3.0В (до открытия перехода база‑эмиттер). [web:8]
+- При \(V_{BE} \approx 0.7В\) транзистор открывается и входит в насыщение, коллектор притягивается к GND. [web:8]
+- Избыток напряжения рассеивается на делителе R1–R2. [web:8]
+
+Выход TX01 подтянут к +24В через R3 (4.7kΩ):
+
+- Когда транзистор закрыт, TX01 ≈ 24В (логическая 1 для входа 24В). [web:8]
+- Когда транзистор открыт, TX01 ≈ 0.2В (насыщение, логический 0). [web:8]
+
+## Таблица состояний
+
+| GPIO PA5 | Транзистор | TX01   | Логика TX01 |
+|----------|------------|--------|-------------|
+| 0В       | Закрыт     | ~24В   | HIGH        |
+| 3.3В     | Открыт     | ~0.2В  | LOW         |
+
+Инверсия логики:
+
+- LOW на GPIO → HIGH на TX01  
+- HIGH на GPIO → LOW на TX01  
+
+## Расчеты
+
+Ток базы при GPIO = 3.3В:
+
+\[
+I_b = \frac{V_{in} - V_{BE}}{R1 + R2}
+\]
+
+\[
+I_b = \frac{3.3V - 0.7V}{110k\Omega} \approx 24\ \mu A
+\]
+
+Ток коллектора (при подтяжке 24В через 4.7kΩ):
+
+\[
+I_c = \frac{24V}{4.7k\Omega} \approx 5.1\ mA
+\]
+
+Требуемый коэффициент усиления:
+
+\[
+\beta = \frac{I_c}{I_b} \approx \frac{5.1mA}{24\mu A} \approx 212
+\]
+
+Подходящие транзисторы (по \(h_{FE}\) в активном режиме, с запасом для насыщения): [web:8][web:9]
+
+- BC547B: \(hFE \approx 200–450\) [web:8]
+- 2N2222A: \(hFE \approx 100–300\) [web:9]
+- 2N3904: \(hFE \approx 100–300\) [web:9]
+
+## Назначение элементов
+
+- R1 (10kΩ)  
+  - Ограничивает ток базы.  
+  - Формирует верхнее плечо делителя напряжения.
+
+- R2 (100kΩ)  
+  - Обеспечивает разряд базы при выключении.  
+  - Не дает базе и GPIO «плавать».  
+  - Ускоряет выключение транзистора.  
+  - Формирует нижнее плечо делителя.
+
+- R3 (4.7kΩ)  
+  - Pull‑up к +24В для входа TX01.  
+  - Ограничивает ток коллектора транзистора.  
+  - Формирует уровень HIGH на входе 24В.
+
+- Q1 (NPN: BC547B / 2N2222A / 2N3904)  
+  - Работает как ключ в насыщении. [web:8][web:9]  
+  - Коммутирует вход TX01 на землю.  
+  - Обеспечивает развязку 3.3В GPIO и 24В линии.
+
+## Особенности применения
+
+- Требуется общий GND между STM32/ПЛИС и источником 24В. [web:10]
+- Логика инверсная, это нужно учесть в прошивке. [web:10]
+- Ток через вход TX01 ≈ 5 mА при 24В, что подходит для большинства промышленных дискретных входов. [web:8]
+- Схема подходит для частот от единиц герц до десятков килогерц (ограничения по R1/R2 и паразитным емкостям). [web:8]

UML/activity.plantuml

@@ -0,0 +1,51 @@
+@startuml
+start
+
+:posedge clk;
+
+'--- Step timer ---
+if (step_cnt >= (freq_idx == 1 ? STEP_2SEC_MAX : STEP_4SEC_MAX)) then (yes)
+  :step_cnt := 0;
+  if (freq_idx == 5) then (yes)
+    :freq_idx := 0;
+  else (no)
+    :freq_idx := freq_idx + 1;
+  endif
+else (no)
+  :step_cnt := step_cnt + 1;
+endif
+
+'--- Recalculate half-period ---
+:max_count := calc_max_count(freq_idx);
+
+'--- Blink generation for led ---
+if (max_count == 0) then (0 Hz)
+  :blink_cnt := 0;
+  note right
+    led_base сохраняет предыдущее
+    значение (нет мигания)
+  end note
+else (f > 0)
+  if (blink_cnt >= max_count) then (toggle)
+    :blink_cnt := 0;
+    :led_base := ~led_base;
+  else (count)
+    :blink_cnt := blink_cnt + 1;
+  endif
+endif
+
+'--- 1 Hz generation for pin ---
+if (pin_cnt >= PIN_1HZ_HALF_MAX) then (toggle)
+  :pin_cnt := 0;
+  :pin_base := ~pin_base;
+else (count)
+  :pin_cnt := pin_cnt + 1;
+endif
+
+'--- Outputs (combinational) ---
+:led    = ~led_base;
+:pin    = pin_base;
+:pin_10 = led;
+
+stop
+@enduml

UML/state.plantuml

@@ -0,0 +1,66 @@
+@startuml
+[*] --> F0 : reset/power-up
+
+state "Blink frequency\nstates" as BlinkFreq {
+  state F0
+  state F10
+  state F20
+  state F30
+  state F40
+  state F50
+}
+
+' --- Notes ---
+
+note right of F0
+  freq_idx = 0
+  f = 0 Hz (LED заморожен)
+  step_cnt считает до STEP_4SEC_MAX
+end note
+
+note right of F10
+  freq_idx = 1
+  f = 10 Hz
+  max_count = F_CLK/(2*10)-1
+  step_cnt считает до STEP_2SEC_MAX
+end note
+
+note right of F20
+  freq_idx = 2
+  f = 20 Hz
+  max_count = F_CLK/(2*20)-1
+  step_cnt считает до STEP_4SEC_MAX
+end note
+
+note right of F30
+  freq_idx = 3
+  f = 30 Hz
+  max_count = F_CLK/(2*30)-1
+  step_cnt считает до STEP_4SEC_MAX
+end note
+
+note right of F40
+  freq_idx = 4
+  f = 40 Hz
+  max_count = F_CLK/(2*40)-1
+  step_cnt считает до STEP_4SEC_MAX
+end note
+
+note right of F50
+  freq_idx = 5
+  f = 50 Hz
+  max_count = F_CLK/(2*50)-1
+  step_cnt считает до STEP_4SEC_MAX
+end note
+
+' --- Transitions ---
+
+F0  --> F10 : step_cnt >= STEP_4SEC_MAX
+F10 --> F20 : step_cnt >= STEP_2SEC_MAX
+F20 --> F30 : step_cnt >= STEP_4SEC_MAX
+F30 --> F40 : step_cnt >= STEP_4SEC_MAX
+F40 --> F50 : step_cnt >= STEP_4SEC_MAX
+F50 --> F0  : step_cnt >= STEP_4SEC_MAX
+
+F0 --> [*] : external reset
+@enduml

blink.v

@@ -1,55 +1,122 @@
 module blink #(
-    // Выбор частоты мигания (F_BLINK), Гц:
+    // Input clock frequency in Hz
-    // 1    -> 1
+    parameter integer F_CLK = 50_000_000  // 50 MHz
-    // 2.5  -> 25   (см. ниже, делим на 10)
-    // 5    -> 5
-    // 10   -> 10
-    parameter integer MODE = 4  // по умолчанию 1 Гц
 )(
-    input  wire clk,     // 50 MHz
+    input  wire clk,
-    output reg  led,
+    output wire led,
-    output reg  pin,
+    output wire pin,
-	 output reg  pin_10
+    output wire pin_10
 );
 
-localparam integer F_CLK = 50_000_000;
+    //---------------------------------------------------------
+    // Step duration:
+    //  - for 0.5 Hz : 2 s
+    //  - for others : 4 s
+    //---------------------------------------------------------
+    localparam integer STEP_2SEC_MAX = (F_CLK * 2) - 1;
+    localparam integer STEP_4SEC_MAX  = (F_CLK * 4) - 1;
 
-// Предрасчитанные MAX_COUNT для половины периода:
+    // Step timer counter
-//
+    reg [31:0] step_cnt = 32'd0;
-// 1   Гц: T=1 c   → T/2=0.5 c   → 25_000_000
-// 2.5 Гц: T=0.4 c → T/2=0.2 c   → 10_000_000
-// 5   Гц: T=0.2 c → T/2=0.1 c   → 5_000_000
-// 10  Гц: T=0.1 c → T/2=0.05 c  → 2_500_000
 
-localparam integer MAX_1HZ   = 25_000_000 - 1;
+    // Frequency index: 0..5 → 0, 10, 20, 30, 40, 50 Hz
-localparam integer MAX_2_5HZ = 10_000_000 - 1;
+    reg [2:0] freq_idx = 3'd0;
-localparam integer MAX_5HZ   = 5_000_000  - 1;
-localparam integer MAX_10HZ  = 2_500_000  - 1;
 
-// Выбор MAX_COUNT по MODE
+    // Half-period counter and current half-period length in clock cycles
-// MODE:
+    reg [31:0] blink_cnt = 32'd0;
-// 1 -> 1 Гц
+    reg [31:0] max_count = 32'd0;
-// 2 -> 2.5 Гц
-// 3 -> 5 Гц
-// 4 -> 10 Гц
-localparam integer MAX_COUNT =
-    (MODE == 1) ? MAX_1HZ   :
-    (MODE == 2) ? MAX_2_5HZ :
-    (MODE == 3) ? MAX_5HZ   :
-    (MODE == 4) ? MAX_10HZ  :
-                  MAX_1HZ;  // по умолчанию 1 Гц
 
-reg [25:0] cnt; // хватает до > 33 млн (2^25 = 33_554_432)
+    // Base LED signal (before output inversion)
+    reg led_base = 1'b0;
 
-always @(posedge clk) begin
+    //---------------------------------------------------------
-    if (cnt >= MAX_COUNT) begin
+    // 1 Hz generator for pin: divider from F_CLK
-        cnt <= 0;
+    // Period 1 Hz = 1 s, half-period = 0.5 s
-        led <= ~led;
+    //---------------------------------------------------------
-        pin <= led;
+    localparam integer PIN_1HZ_HALF_MAX = (F_CLK / 2) - 1;
-		  pin_10 <= led;
+
-    end else begin
+    reg [31:0] pin_cnt  = 32'd0;
-        cnt <= cnt + 1;
+    reg        pin_base = 1'b0;
+
+    //---------------------------------------------------------
+    // Function to calculate half-period in clock cycles
+    //---------------------------------------------------------
+    function [31:0] calc_max_count;
+        input [2:0] idx;
+        integer f;
+    begin
+        // Frequency in Hz: 0, 10, 20, 30, 40, 50
+        f = idx * 10;
+        if (f == 0) begin
+            // Special case: 0 Hz → no blinking
+            calc_max_count = 32'd0;
+        end else begin
+            // Half-period: F_CLK / (2 * f)
+            calc_max_count = (F_CLK / (2 * f)) - 1;
+        end
     end
-end
+    endfunction
+
+    //---------------------------------------------------------
+    // Main process: step timing, frequency selection,
+    //               blink generation
+    //---------------------------------------------------------
+    always @(posedge clk) begin
+        //-----------------------------------------------------
+        // Step timer: change frequency every 2 or 4 seconds
+        //-----------------------------------------------------
+        if (step_cnt >= (freq_idx == 3'd1 ? STEP_2SEC_MAX : STEP_4SEC_MAX)) begin
+            step_cnt <= 32'd0;
+
+            // Cycle through 0→1→2→3→4→5→0...
+            if (freq_idx == 3'd5)
+                freq_idx <= 3'd0;
+            else
+                freq_idx <= freq_idx + 3'd1;
+        end else begin
+            step_cnt <= step_cnt + 32'd1;
+        end
+
+        //-----------------------------------------------------
+        // Recalculate half-period for current frequency
+        //-----------------------------------------------------
+        max_count <= calc_max_count(freq_idx);
+
+        //-----------------------------------------------------
+        // Blink generation for led
+        //-----------------------------------------------------
+        if (max_count == 32'd0) begin
+            // 0 Hz: hold current state, no blinking
+            blink_cnt <= 32'd0;
+            // led_base keeps its last value
+        end else begin
+            if (blink_cnt >= max_count) begin
+                blink_cnt <= 32'd0;
+                led_base  <= ~led_base;
+            end else begin
+                blink_cnt <= blink_cnt + 32'd1;
+            end
+        end
+
+        //-----------------------------------------------------
+        // 1 Hz generation for pin (independent of freq_idx)
+        //-----------------------------------------------------
+        if (pin_cnt >= PIN_1HZ_HALF_MAX) begin
+            pin_cnt  <= 32'd0;
+            pin_base <= ~pin_base;
+        end else begin
+            pin_cnt <= pin_cnt + 32'd1;
+        end
+    end
+
+    //---------------------------------------------------------
+    // Outputs:
+    //  led     = inverted base signal (variable frequency)
+    //  pin     = 1 Hz
+    //  pin_10  = inverted pin
+    //---------------------------------------------------------
+    assign led    = ~led_base;
+    assign pin    = pin_base;
+    assign pin_10 = led;
 
 endmodule