OKiR_Lektsia_2__Laba_2

Язык программирования отладочных плат Arduino основан на C/C++, но имеет ряд особенностей, связанных с управлением устройствами реального мира и электронными схемами.
Пример программы для Arduino:
Этот код управляет светодиодом, включая и выключая его (мигающий светодиод).

Переменную можно представить в виде ящика, который подписан (имеет имя) и в нем что-то лежит (значение), при этом содержимое может меняться. Имя для переменных выбирается программистом, но должно быть уникальным в пределах одной функции, если переменная создана внутри функции, и для всей программы, если переменная создана вне функции (глобальная). В языке, который используется для программирования Arduino, при создании переменной необходимо определять тип данных, который будет храниться в переменной.
Доступные типы данных:

Операторы позволяют производить действия над переменными:
= (оператор присваивания).
+ (сумма). Например, int i = 10+10. После выполнения этой строчки кода в переменной i будет храниться значение 20.
- (разность). Например, int i = 10-5. После выполнения этой строчки кода в переменной i будет храниться значение 5.
* (умножение). Например, int i = 10*3. После выполнения этой строчки кода в переменной i будет храниться значение 30.
/ (деление). Например, float i = 10/4. После выполнения этой строчки кода в переменной i будет храниться значение 2.5.
% (остаток от деления нацело). Например, int i = 5/2. После выполнения этой строчки кода в переменной i будет храниться значение 1.

Комментарий в одну строку создается при помощи двух прямых слешей - //.
Комментарий на несколько строк задается при помощи прямого слеша и символа ”*”, и продолжается до комбинации “*/”.
Некоторые встроенные функции, для удобства разбиты на группы.

Функции работы с временем:
delay(x) - остановка программы на x миллисекунд.
delayMicroseconds(x) - остановка программы на x микросекунд.
millis() - возвращает количество миллисекунд, прошедших от запуска программы. Работа с контактами (пинами) платы.
pinMode(x,mode) - устанавливает режим работы пина x в режим вывода (mode=’OUTPUT’) или ввод (mode=’INPUT’).
digitalWrite(x,value) - подает логическую единицу (можно записывать как HIGH, true, 1) или логический 0 (можно записывать как LOW. false, 0) значение на цифровой выход x.
digitalRead(x) - считывает значение (логическую 1 или 0) с входа х.
analogRead(х) - считывает значение с аналогового входа х, преобразуя уровень напряжения в цифровое значение. В большинстве плат Arduino аналоговый вход принимает на вход от 0 до 5 вольт. Этот диапазон будет разбит на 1024 участка от 0 до 1023, с шагом около (0.0049 Вольт). Таким образом, можно считывать, например, уровень освещенности.
analogWrite(x,value) - формирует заданное аналоговое напряжение (value) на выводе номер х в виде ШИМ-сигнала.

Математические функции:
min(x,y) - функция возвращает минимальное значение из двух значений x и y.
max(x,y) - функция возвращает максимальное значение из двух значений x и y.
random(x,y) - функция возвращает случайное значение в диапазоне от x до y(не включая y).
abs(x) - возвращает модуль числа x.
map(x, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh) - возвращает значение x, в новом диапазоне. Например, map(5, 0, 10, 0, 100) вернет 50.
pow(x, exponent) - возводит число х в указанную степень.
sqrt(x) - вычисление квадратного корня из числа х.
sin(x) - вычисление синуса х.
cos(x) - вычисление косинуса х.

Набор функций Serial позволяет плате Arduino обмениваться данными с компьютером и выводить сообщения в монитор последовательного интерфейса (Serial monitor).
Serial.begin(speed) - открывает соединение с заданной скоростью пере- 52 53 Разработка умных устройств на базе Arduino дачи данных в бит/c. Часто используют скорость 9600 бит/с.
Serial.end() - закрывает соединение.
Serial.print(s) - передает значение переменной s.
Serial.read() - считывает байт данных из буфера последовательного соединения.

Если необходимо добавить условия в сценарии, то потребуются условные конструкции.
Пример сценариев:
• стало темно, нужно включить освещение.
• была закрыта дверь, через 5 минут нужно понизить обороты вращения вентилятора.
Для проверки условий в языке программирования Arduino есть конструкция if...else.
В > - больше;
>= - больше или равно;
< - меньше;
<= - меньше или равно;
== - равно
!= - не равно

Можно объединять несколько частей условия при помощи логических операторов:
&& - И
|| - ИЛИ
! - НЕ (отрицание)
Для повторяющихся действий или действий, которые должны происходить до выполнения какого-то условия, нужно использовать циклы.
Цикл for является самым гибким, имеет следующую структуру:

При использовании оператора цикла “while” тело цикла в нем выполняется до тех пор, пока верно условие, заданное в заголовке цикла.
Цикл do... while позволяет сначала выполнить тело цикла, а затем проверить условие.
При необходимости можно досрочно завершить текущую итерацию цикла при помощи оператора continue или завершить работу цикла при помощи оператора break.
Функция — это обособленный фрагмент программного кода, к которому можно обратиться из другого места программы. Обычно у функции есть имя, также в функцию могут передаваться некоторые параметры - аргументы, а в основную программу или другую функцию будет возвращаться значение, определенное внутри функции.
Пример функции, вычисляющей среднее трех целых чисел:
Функция имеет имя “average”, возвращает значение при помощи return.

Светодиод — это полупроводниковый прибор, способный излучать свет при пропускании через него электрического тока в прямом направлении (от анода к катоду).
Светодиод имеет 4 ноги. 3 ноги — аноды, соответствующие отдельным цветам и одна — общий катод. Подавая сигнал на один из анодов, можно добиться свечения одним из цветов.
Для того чтобы правильно включить светодиод в электрическую цепь, необходимо отличать катод от анода. Сделать это можно по двум признакам:
1) Анод светодиода имеет более длинный проводник.
2) Со стороны катода, корпус светодиода немного срезан.

Резистор - это компонент электрической схемы, который ослабляет силу тока. Если не использовать резистор, то светодиод быстро выйдет из строя (сгорит) так-как сила тока в нем будет почти не ограничена, он быстро нагреется и расплавится внутри.

В библиотеке компонентов необходимо найти нужные элементы - светодиод, резистор и плату Arduino Uno R3.
Текст программы.
Светодиод мигает с периодичностью в 1 секунду.

В функции setup() необходимо инициализировать порт, подключенный к светодиоду, как выход используя функцию pinmode(“номер порта», OUTPUT).
pinMode(13, OUTPUT);
В функции loop() для включения светодиода необходима команда digitalWrite(pin, value). Она устанавливает цифровой вывод на нужный порт. Параметр pin означает номер вывода для записи, а value - значение записи. Второй параметр может принимать только 2 значения: HIGH (5v или 3.3v) или LOW (0v).
Светодиод включается посредством следующей команды:
digitalWrite(13, HIGH);
Для осуществления задержки на нужное время в милисекундах используется функция delay(value). В параметр передается значение времени задержки в миллисекундах. Пауза в 1000 миллисекунду выполняется как:
delay(1000);
Для выключения светодиода и последующей задержки прописываются следующие команды:
digitalWrite(13, LOW);
delay(1000);

Что будет происходить в результате этой программы?