Pierwsze kroki z Arduino Bliższe spojrzenie na płytkę drukowaną i strukturę programu

Ostatnim razem, gdy zostawiłem cię, konfigurowanie Pierwsze kroki z zestawem startowym Arduino - Instalowanie sterowników i konfigurowanie płyty głównej i portu Pierwsze kroki z zestawem startowym Arduino - Instalowanie sterowników oraz konfigurowanie płyty głównej i portu Więc kupiłeś sobie Zestaw startowy Arduino i ewentualnie inne losowe fajne komponenty - co teraz? Jak właściwie zacząłeś programować to Arduino? Jak to skonfigurować… Twój Arduino do pracy z komputerem Mac lub Windows, a po przesłaniu prostej aplikacji testowej, która mrugała pokładową diodę LED. Dzisiaj wyjaśnię kod, który przesłałeś, strukturę oprogramowania Arduino i trochę więcej na temat bitów elektronicznych na płycie.

Ten artykuł jest częścią wstępu do serii Arduino. Pozostałe artykuły z tej serii to:

• Co to jest Arduino i co możesz z nim zrobić Czym jest Arduino i co możesz z tym zrobić? Co to jest Arduino i co możesz z tym zrobić? Arduino to niezwykłe małe urządzenie elektroniczne, ale jeśli nigdy wcześniej go nie używałeś, jakie dokładnie są i co możesz z nimi zrobić? ?
• Co to jest zestaw startowy Arduino i co zawiera? Co zawiera zestaw startowy Arduino? [MakeUseOf wyjaśnia] Co zawiera pakiet startowy Arduino? [MakeUseOf wyjaśnia] Wcześniej wprowadziłem tutaj sprzęt Open Source Arduino na MakeUseOf, ale potrzebujesz czegoś więcej niż samego Arduino, aby coś z niego zbudować i zacząć. „Zestawy startowe” Arduino to…
• Więcej fajnych komponentów do kupienia z zestawem startowym 8 Więcej fajnych komponentów do twoich projektów Arduino 8 Więcej fajnych komponentów do twoich projektów Arduino Więc myślisz o zakupie zestawu startowego Arduino, ale zastanawiasz się, czy niektóre podstawowe diody LED i rezystory będą dostępne wystarczy, abyś był zajęty na weekend? Prawdopodobnie nie. Oto kolejne 8…
• Rozpoczęcie pracy z zestawem startowym Arduino - Instalowanie sterowników oraz konfiguracja płyty głównej i portu Rozpoczęcie pracy z zestawem startowym Arduino - Instalowanie sterowników i konfigurowanie płyty głównej i portu Rozpoczęcie pracy z zestawem startowym Arduino - Instalowanie sterowników i konfigurowanie płyty głównej & Port Więc kupiłeś sobie zestaw startowy Arduino i być może jakieś inne fajne komponenty - co teraz? Jak właściwie zacząłeś programować to Arduino? Jak to skonfigurować…

Sprzęt

Przyjrzyjmy się bliżej temu, co Arduino Uno ma pod względem bitów na płytce drukowanej.

Oto powiększony schemat, do którego można się odwoływać:

• W górnej części znajduje się 14 cyfrowych pinów wejścia / wyjścia (ponumerowanych 0–13). Są to najbardziej uniwersalne piny w twoim Arduino i mogą działać jako wejście lub wyjście i będą stanowić rdzeń twoich projektów. Cyfrowy oznacza, że ​​sygnał, który te piny mogą zapisać lub odczytać, będzie włączony lub wyłączony.

• 6 z tych cyfrowych pinów, które są oznaczone znakiem tyldy ~ są w stanie wykonywać tak zwaną modulację szerokości impulsu. Nie jestem inżynierem elektrykiem, więc nie zawstydzę się, wyjaśniając naukę stojącą za tym, ale dla ciebie i dla mnie oznacza to, że możemy zapewnić zakres poziomów wyjściowych - na przykład ściemnianie diody LED lub napędzanie silnika przy różnych prędkościach.

• Pin 13 jest wyjątkowy, ponieważ ma wbudowaną diodę LED. To tylko dla wygody i do celów testowych. Możesz użyć tej wbudowanej diody LED, podobnie jak w przykładowej aplikacji Blink, po prostu wysyłając sygnał do styku 13 - lub można go użyć jako standardowego styku we / wy.

• W prawym dolnym rogu znajduje się 6 analogowych pinów wejściowych. Odczytują one wartość czujników analogowych, takich jak światłomierz lub rezystory zmienne.

• W lewym dolnym rogu obok analogowych styków wejściowych znajdują się styki zasilania. Jedyne, o co naprawdę musisz się martwić, to piny uziemiające (GND), linie zasilające 3,3 V i 5 V..

• Wreszcie jedynym przełącznikiem znalezionym w Arduino jest przełącznik resetowania. Spowoduje to ponowne uruchomienie dowolnego programu, który ma w pamięci.

• Arduino ma określoną ilość pamięci, a jeśli twój program będzie zbyt duży, kompilator wyświetli błąd.

Struktura programu Arduino

Każdy program Arduino składa się z co najmniej dwóch funkcji (jeśli nie wiesz, co to jest funkcja, koniecznie przeczytaj mój podstawowy samouczek programowania, część 2 - instrukcje funkcyjne i kontrolne Absolutne podstawy programowania dla początkujących (część 2) Absolutne podstawy programowania dla początkujących (część 2) W części 2 naszego absolutnego przewodnika dla początkujących po programowaniu omówię podstawy funkcji, zwracane wartości, pętle i warunki warunkowe. Upewnij się, że przeczytałeś część 1 przed rozwiązaniem tego problemu , w którym wyjaśniłem… i część 1, w której omawialiśmy zmienne Podstawy programowania komputerowego 101 - Zmienne i typy danych Podstawy programowania komputerowego 101 - Zmienne i typy danych Po wprowadzeniu i rozmowie o programowaniu zorientowanym obiektowo przedtem i skąd pochodzi jego nazwa od, pomyślałem, że nadszedł czas, abyśmy przeszli przez absolutne podstawy programowania w sposób inny niż język. To… zanim przejdziemy dalej).

Pierwszą jest funkcja konfiguracji. Jest to uruchamiane początkowo - tylko raz - i służy do poinformowania Arduino, co jest połączone i gdzie, a także do inicjowania wszelkich zmiennych, które mogą być potrzebne w twoim programie.

Druga to pętla. To jest rdzeń każdego programu Arduino. Gdy Arduino jest uruchomione, po zakończeniu funkcji konfiguracji, pętla przejdzie przez cały kod, a następnie zrób wszystko jeszcze raz - aż do utraty zasilania lub naciśnięcia przycisku resetowania. Czas potrzebny do ukończenia jednej pełnej pętli zależy od zawartego kodu. Możesz napisać kod, który mówi “poczekaj 6 godzin”, w takim przypadku pętla nie będzie się często powtarzać.

Oto krótki schemat stanu, który ilustruje:

Badanie programu mrugania

Spójrz wstecz na kod programu Blink i określ funkcje konfiguracji i pętli.

Oto konfiguracja:

void setup () // zainicjuj pin cyfrowy jako wyjście. // Pin 13 ma diodę LED podłączoną do większości kart Arduino: pinMode (13, WYJŚCIE); 

Linie zaczynające się od // są jedynie komentarzami wyjaśniającymi kod czytelnikowi i nie są przesyłane do Arduino. Tak więc w tej konkretnej aplikacji Arduino jest tylko jeden wiersz kodu instalacyjnego. Ta linia mówi “Ustaw pin 13 w tryb wyjściowy”. 13, pamiętaj, jest wbudowana dioda LED.

Następnie jest pętla:

void loop () digitalWrite (13, HIGH); // ustawić opóźnienie LED (1000); // czekaj na drugi digitalWrite (13, LOW); // ustaw opóźnienie wyłączenia LED (1000); // Poczekaj sekundę 

Komentarze na końcu każdego wiersza kodu dość dobrze wyjaśniają ich funkcję. WYSOKA i NISKA odnoszą się do stanu WŁĄCZENIA i WYŁĄCZENIA wyjścia cyfrowego - w naszym przypadku diody LED. Możesz również napisać ON lub OFF w kodzie, oba są synonimami (podobnie jak 0 i 1 również). Opóźnienie w tym przypadku każe Arduino poczekać chwilę 1000 milisekund (lub 1 sekunda).

Na koniec uwaga na temat użytego tutaj języka programowania. Zauważ, że zarówno funkcje konfiguracji, jak i pętli mają to słowo unieważnić przed nimi. To jest specjalne słowo na nic, ponieważ funkcja nic nie zwraca po wywołaniu - po prostu uruchamia kod zawarty w nim. Na razie zostawmy to w tym miejscu, mówiąc, że blok kodu funkcji jest zamknięty nawiasami klamrowymi i że każdy wiersz kodu musi kończyć się na; średnik.

Spróbuj jakoś zmienić podstawowy program, zmieniając dokładne wartości opóźnienia na coś większego lub mniejszego. Zobacz, jak mały możesz to zrobić, zanim flashowanie nie będzie już zauważalne. Ustal, którą wartość zmienić, aby utrzymać ją dłużej lub dłużej. Spróbuj dodać więcej funkcji digitalWrite i opóźnień do funkcji pętli, aby utworzyć bardziej złożony wzór flashowania, taki jak kod Morse'a dla SOS. Jeśli masz brzęczyk, spróbuj podłączyć go również do styków 13 i GND (wskazówka: czerwony przewód przechodzi do 13, czarny do masy).

To wszystko na dzisiaj. Następnym razem dodamy więcej diod LED i napiszemy od podstaw naszą własną aplikację. Jak zawsze komentarze i udostępnienia są bardzo mile widziane. Nie wyobrażam sobie, abyś miał jakiekolwiek problemy z kodem, o którym mowa dzisiaj, ale jeśli spróbujesz go nieco zmodyfikować i napotkasz błędy lub nieoczekiwane zachowanie, możesz opublikować go w komentarzach, a zobaczymy jeśli możemy razem to przepracować.