Wiring [site] источник
<<<назад
примеры
программ >>>
processing >>> [site]
ссылки на сайты>>>
Arduino программируется на языке Wiring
– этот язык основан на C/C ++, и позволяет использовать любые его функции. Строго
говоря, отдельного языка Wiring не существует, как и не существует компилятора
Wiring – написанные на Wiring программы преобразуются (с минимальными
изменениями) в программу на языке C/C++, и затем компилируются компилятором
AVR-GCC. Так что фактически, используется специализированный для
микроконтроллеров AVR вариант C/C++.
-------------------------------------------
Разница заключается в том, что Вы получаете
простую среду разработки, и набор базовых библиотек, упрощающих доступ к
находящейся «на борту» микроконтроллера периферии.
-------------------------------------------
Согласитесь, очень удобно начать работу с
последовательным портом на скорости 9600 бит в секунду, сделав вызов одной
строчкой:
Serial.begin(9600);
А при использовании «голого» C/C++ Вам бы пришлось разбираться с документацией
на микроконтроллер, и вызывать нечто подобное:
UBRR0H = ((F_CPU / 16 + 9600 / 2) / 9600 - 1) >> 8; UBRR0L = ((F_CPU / 16
+ 9600 / 2) / 9600 - 1); sbi(UCSR0B, RXEN0); sbi(UCSR0B, TXEN0); sbi(UCSR0B,
RXCIE0);
-------------------------------------------
Здесь кратко рассмотрены основные функции и особенности программирования
Arduino. Если Вы не знакомы с синтаксисом языков C/C++, советуем обратиться к
любой литературе по данному вопросу, либо Internet-источникам.
С другой стороны, все представленные примеры очень просты. Скорее всего, у Вас
не возникнет трудностей с пониманием исходных текстов и написанием собственных
программ даже без чтения дополнительной литературы.
Более полная документация (на
английском языке) представлена на официальном сайте проекта www.arduino.cc
Там же есть форум, ссылки на
дополнительные библиотеки и их описание.
По аналогии с описанием на официальном сайте проекта Arduino, под «портом»
понимается контакт микроконтроллера, выведенный на разъем под соответствующим
номером. Кроме того, существует порт последовательной передачи данных
(COM-порт). ^^^
Структура программы
-------------------------------
В своей программе Вы должны объявить две
основных функции setup() и loop().
Функция setup() запускается один раз, после каждого включения питания или
сброса платы Arduino. Используйте её, чтобы инициализировать переменные,
установить режимы работы цифровых портов, и т.д.
Функция loop() последовательно раз за разом исполняет команды, которые описаны
в ее теле. Т.е. после завершения функции снова произойдет ее вызов.
Разберем простой пример:
-------------------------------------
void setup() // начальные установки
{
beginSerial(9600); // установка скорости работы серийного портана
9600 бит/сек
pinMode(3, INPUT); // установка 3-его порта на ввод данных
}
// Программа проверяет 3-ий порт на наличие на нём сигнала и посылает ответ в
// виде текстового сообщения на последовательный порт компьютера
void loop() // тело программы
{
if (digitalRead(3) == HIGH) // условие на опрос 3го порта
serialWrite('H'); // отправка сообщения в виде буквы «Н»
на COM-порт
else
serialWrite('L'); // отправка сообщения в виде
буквы «L» на COM-порт
delay(1000); // задержка 1 сек.
} ^^^
КОНСТАНТЫ.
------------------
Константы – предопределенные значения. Они
используются, чтобы делать программы более легкими для чтения.
Мы
классифицируем константы в группах.
Уровни сигналов порта HIGH и LOW.
При чтении или записи к цифровому порту применимо только
два возможных значения – порт может быть установлен как HIGH (высокий уровень) или LOW (низкий уровень).
Уровень HIGH соответствует 5 вольтам на выходе. При чтении значения на цифровом
порте, начиная с 3 вольт и выше, микропроцессор воспримет это напряжение как
HIGH. Эта константа представлена целым числом 1.
Уровень LOW соответствует 0 вольтам на выходе порта. При чтении значения на
цифровом порте, начиная с 2 вольт и меньше, микропроцессор воспримет это
напряжение как LOW. Эта константа представлена целым числом 0.
Таким образом, оба следующих вызова будут эквивалентны:
---------------------------------------------
digitalWrite(13, HIGH); // можно так,
digitalWrite(13, 1); // а можно и так.Считается,
что первый вариант более нагляден.
---------------------------------------------
Настройка цифровых портов на ввод (INPUT) и вывод (OUTPUT) сигналов Цифровые
порты могут использоваться на ввод или вывод сигналов. Изменение порта с ввода
на вывод производится при помощи функции - pinMode().
Порты, сконфигурированные на ввод сигналов, имеют большое входное
сопротивление, что позволяет подключать к ним источник сигнала, и порт не будет
потреблять большой ток.
Порты, сконфигурированные на вывод сигналов, имеют малое выходное
сопротивление. Это означает, что такие порты могут обеспечивать подключенные к
ним элементы электроэнергией. В этом состоянии порты поддерживают положительное
или отрицательное направление тока до 40 мА (миллиампер) на другие устройства
или схемы. Это позволяет подключить к ним какую-либо нагрузку, например
светодиод (через резистор, ограничивающий ток). Порты, сконфигурированные как
выводы, могут быть повреждены, если их замкнуть накоротко на «землю» (общая
шина питания), на источник питания +5 В, или подсоединить к мощной нагрузке с
малым сопротивлением.
Пример:
----------------------------
pinMode(13, OUTPUT); //13й вывод будет
выходом
pinMode(12, INPUT); //а 12й – входом ^^^
-------------------------------------------------------------------------------
Специфичные для Arduino функции и объекты.
Цифровой ввод/вывод
pinMode Вызов: pinMode (порт, режим);
Описание:
Конфигурирует указанный порт на ввод или вывод сигнала.
Параметры:
порт – номер порта, режим которого Вы желает установить (значение целого типа
от 0 до 13).
режим – либо INPUT (ввод) либо OUTPUT (вывод).
Пример:
pinMode(13, OUTPUT); //13й вывод будет выходом
pinMode(12, INPUT); //а 12й – входом
-------------------------------
Примечание:
Аналоговые входы могут использоваться как цифровые входы/выходы, при обращении
к ним по номерам с 14 (аналоговый вход 0) по 19 (аналоговый вход 5)
digitalWrite Вызов: digitalWrite(порт, значение);
Описание:
Устанавливает высокий (HIGH) или низкий (LOW) уровень напряжения на указанном
порте.
Параметры:
порт: номер порта
значение: HIGH или LOW
Пример:
digitalWrite(13, HIGH); // выставляем 13й вывод в «высокое» состояние
digitalRead Вызов: value = digitalRead (порт);
Описание:
Считывает значение на указанном порту
Параметры:
порт: номер опрашиваемого порта
Возвращаемое значение: возвращает текущее значение на порту (HIGH или LOW) типа
int
Пример:
int val;
val = digitalRead(12); // опрашиваем 12й вывод
Примечание:
Если к считываемому порту ничего не подключено, то функция digitalRead () может
беспорядочно возвращать значения HIGH или LOW.
АНАЛОГОВЫЙ ввод/вывод сигнала.
analogRead Вызов: value = analogRead(порт);
Описание:
Считывает значение с указанного аналогового порта. Freeduino содержит 6
каналов, аналого-цифрового преобразователя на 10 битов каждый. Это означает,
что входное напряжения от 0 до 5В преобразовывается в целочисленное значение от
0 до 1023. Разрешающая способность считывания составляет: 5 В/1024 значений =
0,004883 В/значение (4,883 мВ). Требуется приблизительно 100 нС (0.0001 С),
чтобы считать значение аналогового ввода, так что максимальная скорость считывания
- приблизительно 10000 раз в секунду.
Параметры:
порт: номер опрашиваемого аналогового входа
Возвращаемое значение: возвращает число типа int в диапазоне от 0 до 1023,
считанное с указанного порта.
Пример:
int val;
val = analogRead(0); // считываем значение на 0м аналоговом входе
Примечание:
Аналоговые порты по умолчанию определенны на ввод сигнала и в отличие от
цифровых портов их не требуется конфигурировать с помощью вызова функции
pinMode.
analogWrite Вызов: analogWrite(порт, значение);
Описание:
Выводит на порт аналоговое значение. Эта функция работает на: 3, 5, 6, 9, 10, и
11 цифровых портах Arduino.
Может применяться для изменения яркости светодиода, для управления двигателем и
т.д. После вызова функции analogWrite, соответствующий порт начинает работать в
режиме широтно-импульсного модулирования напряжения до тех пор, пока не будет
следующего вызова функции analogWrite (или функций digitalRead / digitalWrite
на том же самом порте).
Параметры:
порт: номер опрашиваемого аналогового входа
значение: целочисленное между 0 и 255. Значение 0 генерирует 0 В на указанном
порте; значение 255 генерирует +5 В на указанном порте. Для значений между 0 и
255, порт начинает быстро чередовать уровень напряжения 0 и +5 В - чем выше
значение, тем, более часто порт генерирует уровень HIGH (5 В).
Пример:
analogWrite(9, 128);// устанавливаем на 9 контакте значение эквивалентное 2,5В
Примечание:
Нет необходимости вызвать функцию pinMode, чтобы установить порт на вывод
сигналов перед вызовом функции analogWrite.
Частота генерирования сигнала – приблизительно 490 Гц.
Работа со временем
millis Вызов: time = millis();
Описание:
Возвращает число миллисекунд, с момента исполнения Arduino текущей программы.
Счетчик переполнится и обнулится приблизительно через 9 часов.
Возвращаемое значение: возвращает значение типа unsigned long
Пример:
unsigned long time; // объявление переменной time типа unsigned long
time = millis(); // передача количества миллисекунд
delay Вызов: delay(время_мс);
Описание:
Приостанавливает программу на заданное число миллисекунд.
Параметры:
время_мс – время задержки программы в миллисекундах
Пример:
delay(1000); //пауза 1 секунда
delayMicroseconds Вызов: delayMicroseconds(время_мкс);
Описание:
Приостанавливает программу на заданное число микросекунд.
Параметры:
время_мкс – время задержки программы в микросекундах
Пример:
delayMicroseconds(500); //пауза 500 микросекунд
pulseIn Вызов: pulseIn(порт, значение);
Описание:
Считывает импульс (высокий или низкий) c цифрового порта и возвращает
продолжительность импульса в микросекундах.
Например, если параметр «значение» при вызове функции установлен в HIGH, то
pulseIn() ожидает, когда на порт поступит высокий уровень сигнала. С момента
его поступления начинается отсчет времени до тех пор, пока на порт не поступит
низкий уровень сигнала. Функция возвращает длину импульса (высокого уровня) в
микросекундах. Работает с импульсами от 10 микросекунд до 3 минут. Обратите
внимание, что эта функция не будет возвращать результат, пока импульс не будет
обнаружен.
Параметры:
порт: номер порта, с которого считываем импульс
значение: тип импульса HIGH или LOW
Возвращаемое значение: возвращает длительность импульса в микросекундах (тип
int)
Пример:
int duration; // объявление переменной duration типа int
duration = pulseIn(pin, HIGH); // измеряем длительность импульса
Последовательная передача данных.
Arduino имеет встроенный контроллер для последовательной передачи данных,
который может использоваться как для связи между Freeduino/Arduino
устройствами, так и для связи с компьютером. На компьютере соответствующее
соединение представлено USB COM-портом.
Связь происходит по цифровым портам 0 и 1, и поэтому Вы не сможете использовать
их для цифрового ввода/вывода если используете функции последовательной
передачи данных.
Serial.begin Вызов: Serial.begin(скорость_передачи);
Описание:
Устанавливает скорость передачи информации COM порта битах в секунду для
последовательной передачи данных. Для того чтобы поддерживать связь с
компьютером, используйте одну из этих нормированных скоростей: 300, 1200, 2400,
4800, 9600, 14400, 19200, 28800, 38400, 57600, или 115200. Также Вы можете
определить другие скорости при связи с другим микроконтроллером по портам 0 и
1.
Параметры:
скорость_передачи: скорость потока данных в битах в секунду.
Пример:
Serial.begin(9600); //устанавливаем скорость 9600 бит/сек
Serial.available Вызов: count = Serial.available();
Описание:
Принимаемые по последовательному порту байты попадают в буфер микроконтроллера,
откуда Ваша программа может их считать. Функция возвращает количество
накопленных в буфере байт. Последовательный буфер может хранить до 128 байт.
Возвращаемое значение:
Возвращает значение типа int – количество байт, доступных для чтения, в
последовательном буфере, или 0, если ничего не доступно.
Пример:
if (Serial.available() > 0) { // Если в буфере есть данные
// здесь должен быть прием и обработка данных
}
Serial.read Вызов: char = Serial.read();
Описание:
Считывает следующий байт из буфера последовательного порта.
Возвращаемое значение:
Первый доступный байт входящих данных с последовательного порта, или -1 если
нет входящих данных.
Пример:
incomingByte = Serial.read(); // читаем байт
Serial.flush Вызов: Serial.flush();
Описание:
Очищает входной буфер последовательного порта. Находящиеся в буфере данные
теряются, и дальнейшие вызовы Serial.read() или Serial.available() будут иметь
смысл для данных, полученных после вызова Serial.flush().
Пример:
Serial.flush(); // Очищаем буфер – начинаем прием данных «с чистого листа»
Serial.print
Описание:
Вывод данных на последовательный порт.
Параметры:
Функция имеет несколько форм вызова в зависимости от типа и формата выводимых
данных.
Serial.print(b, DEC) выводит ASCII-строку - десятичное представление числа b.
int b = 79;
Serial.print(b, DEC); //выдаст в порт строку «79»
Serial.print(b, HEX) выводит ASCII-строку - шестнадцатиричное представление
числа b.
int b = 79;
Serial.print(b, HEX); //выдаст в порт строку «4F»
Serial.print(b, OCT) выводит ASCII-строку - восьмеричное представление числа b.
int b = 79;
Serial.print(b, OCT); //выдаст в порт строку «117»
Serial.print(b, BIN) выводит ASCII-строку - десятичное представление числа b.
int b = 79;
Serial.print(b, BIN); //выдаст в порт строку «1001111»
Serial.print(b, BYTE) выводит младший байт числа b.
int b = 79;
Serial.print(b, BYTE); //выведет число 79 (один байт). В мониторе
//последовательного порта получим символ
«O» - его
//код равен 79
Serial.print(str) если str – строка или массив символов, побайтно передает str
на COM-порт.
char bytes[3] = {79, 80, 81}; //массив из 5 байт со значениями
79,80,81
Serial.print("Here our bytes:"); //выводит строку «Here our bytes:»
Serial.print(bytes); //выводит 3 символа с кодами
79,80,81 –
//это символы «OPQ»
Serial.print(b) если b имеет тип byte или char, выводит в порт само число b.
char b = 79;
Serial.print(b); //выдаст в порт символ «O»
Serial.print(b) если b имеет целый тип, выводит в порт десятичное представление
числа b.
int b = 79;
Serial.print(b); //выдаст в порт строку «79»
Serial.println
Описание:
Функция Serial.println аналогична функции Serial.print, и имеет такие же
варианты вызова. Единственное отличие заключается в том, что после данных
дополнительно выводятся два символа – символ возврата каретки (ASCII 13, или
'r') и символ новой линии (ASCII 10, или 'n').
Пример 1 и пример 2 выведут в порт одно и то же:
Пример 1:
int b = 79;
Serial.print(b, DEC); //выдаст в порт строку «79»
Serial.print("rn"); //выведет символы "rn" – перевод строки
Serial.print(b, HEX); //выдаст в порт строку «4F»
Serial.print("rn");//выведет символы "rn" – перевод строки
Пример 2:
int b = 79;
Serial.println(b, DEC); //выдаст в порт строку «79rn»
Serial.println(b, HEX); //выдаст в порт строку «4Frn»
В мониторе последовательного порта получим:
79
4F