Тема 1 уч практ

Микроконтроллер – это микросхема, в которой есть
процессор,
оперативная память,
флеш-память, периферийные устройства.
На микроконтроллер приходят все сигналы, поступающие на плату.
Области использования микроконтроллеров:
бытовые приборы,
домофоны,
радиоуправляемые игрушки,
системы безопасности в автомобиле,
роботы на конвейерах заводов,
элементы управления летательными аппаратами т.п.
Микроконтроллер нужно программировать, т.е. задавать ему логику поведения. (С или С++)
Микроконтроллер раздаёт команды всем устройствам, подключённым к плате.
Учебная практика ИВТ I курс

окно среды разработки
Среда разработки нужна для удобства программирования.
программный код
(скетч)
Программный код – это просто текст, написанный на специальном языке, который понятен и человеку и компьютеру.
Учебная практика ИВТ I курс

Компиляция – это перевод программы, составленной на языке высокого уровня, в эквивалентную программу на низкоуровневом языке, близком машинному коду, выполняемый компилятором.
Учебная практика ИВТ I курс

Программу нельзя читать и писать как книгу.
Начало блока кода в C/C++ обозначается левой фигурной скобкой {, его конец – правой фигурной скобкой }.
Любая программа состоит из отдельных блоков.
Блоки бывают разных видов.
Блоки в программе можно менять местами.
Учебная практика ИВТ I курс

Процедуры setup и loop
установка, настройка
цикл, петля
void setup ()
{
}
void loop ()
{
}
название процедуры
пустота (процедура ничего не возвращает)
Учебная практика ИВТ I курс

комментарии
любое количество строк
одна строка
Комментарии никак не влияют не работу программы, компилятор их не проверяет.
Комментарии используются для собственных пометок или пояснений.
Учебная практика ИВТ I курс

процедура setup
void setup()
{
pinMode(13, OUTPUT);
}
Каждая команда процедуры setup выполняется один раз
void loop()
{
digitalWrite(13, HIGH); // включаем светодиод
delay(1000); // ждём секунду
digitalWrite(13, LOW); // выключаем светодиод
delay(1000); // ждём секунду
}
процедура loop
Выполнение всех команд процедуры loop постоянно повторяется (цикл)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
…
14
Учебная практика ИВТ I курс

Пронумерованные контакты платы называются пинами
К каждому контакту можно подсоединять какое-нибудь устройство
Пины Arduino могут работать и как выходы и как входы
Когда требуется чем-то управлять, то есть выдавать сигнал на устройство, нужно перевести управляющий пин в состояние работы на выход.
Когда сигнал принимается с устройства (прибора), нужно перевести управляющий пин в состояние работы на вход.
Учебная практика ИВТ I курс

процедура setup
void setup()
{
pinMode(13, OUTPUT);
}
Аргумент – это то, что передаётся в процедуру.
Аргументы друг от друга отделяются запятой.
Сколько у процедур аргументов зависит от назначения процедуры
(0, 1, 2, …, 10, …)
void setup()
{
pinMode(13, OUTPUT);
}
встроенная процедура
аргументы процедуры
имя процедуры
Учебная практика ИВТ I курс

процедура setup
void setup()
{
pinMode(13, OUTPUT);
}
Устанавливает заданный пин в заданный режим: вход или выход
Номер пина, с которым будем работать
Режим, в который устанавливаем пин
(выход, т.е. будет передаваться сигнал на светодиод)
Учебная практика ИВТ I курс

void loop()
{
digitalWrite(13, HIGH); // включаем светодиод
delay(1000); // ждём секунду
digitalWrite(13, LOW); // выключаем светодиод
delay(1000); // ждём секунду
}
процедура loop
void loop()
{
digitalWrite(13, HIGH); // включаем светодиод
delay(1000); // ждём секунду
digitalWrite(13, LOW); // выключаем светодиод
delay(1000); // ждём секунду
}
Подает напряжение на заданный пин
встроенная процедура
HIGH – это встроенная константа (5 вольт)
Светодиод должен загореться
Учебная практика ИВТ I курс

процедура loop
void loop()
{
digitalWrite(13, HIGH); // включаем светодиод
delay(1000); // ждём секунду digitalWrite(13, LOW); // выключаем светодиод
delay(1000); // ждём секунду
}
LOW – это встроенная константа (0 вольт)
Светодиод должен выключиться
Учебная практика ИВТ I курс

процедура loop
void loop()
{
digitalWrite(13, HIGH); // включаем светодиод
delay(1000); // ждём секунду digitalWrite(13, LOW); // выключаем светодиод
delay(1000); // ждём секунду
}
1000 – это значение задержки в миллисекундах
1000 мс = 1 с
void loop()
{
digitalWrite(13, HIGH); // включаем светодиод
delay(1000); // ждём секунду
digitalWrite(13, LOW); // выключаем светодиод
delay(1000); // ждём секунду
}
встроенная процедура
Процедура задержки
Процессор перестаёт выполнять команды на некоторое время
Учебная практика ИВТ I курс

int ledPin = 13;
int dotDelay = 200;
Типы данных
Объявление (инициализация) переменных
Переменная – это некоторое имя, под которым скрывается какое-либо число или строка.
Имя переменной мы придумываем сами. Оно может состоять из латинских символов и цифр, но не может начинаться с цифры.
Учебная практика ИВТ I курс

int ledPin = 13;
int dotDelay = 200;
Типы данных
Имя переменной
Тип переменной
Название
Тип
Размер в байтах
Диапазон значений
целый
int
2
-32768..32767
логический
boolean
1
true или false
символьный
char
1
-128 или 127
длинный целый
long
4
-2 147 483 648..2 147 483 647
Учебная практика ИВТ I курс

Встроенные константы
HIGH
LOW
OUTPUT
INPUT
константы:
INPUT, OUTPUT, LOW, HIGH,
пишутся заглавными буквами, иначе компилятор их не распознает и выдаст ошибку.
– логическая единица,
5 вольт
– логический ноль,
0 вольт
– режим выхода
– режим входа
Учебная практика ИВТ I курс

Встроенные процедуры
pinMode(x,y)
(режим пина)
digitalWrite(x,y)
(цифровая запись)
delay(x)
(задержка)
- устанавливает заданный пин в заданный режим: вход или выход
- подает необходимое напряжение на заданный пин
- останавливает дальнейшее выполнение программы на заданное количество миллисекунд
Учебная практика ИВТ I курс

Электричество – совокупность явлений, обусловленных существованием, взаимодействием и движением электрических зарядов.
Электрический заряд (количество электричества) – это физическая величина, определяющая способность тел быть источником электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии.
Электрический заряд измеряется в кулонах.
1 кулон – это заряд тел, которые на расстоянии в 1 метр притягиваются друг к другу с силой 1 ньютон.
Ток – направленное движение заряженных частиц.
Сила тока – это величина, равная отношению количества заряда, проходящего через поперечное сечение проводника, к времени его прохождения.
Сила тока измеряется в амперах.
Учебная практика ИВТ I курс

Учебная практика ИВТ I курс
Как увеличить силу тока?
1) провод увеличить в диаметре;
2) выбрать материал с меньшим удельным сопротивлением;
3) увеличить «напор» электронов, т.е. поставить насос.
напряжение
источник питания
напряжение измеряется в вольтах
Источник питания даёт 1 вольт напряжения, если при перемещении
1 кулона заряда между его полюсами совершается работа
в 1 джоуль.
у источника питания есть два полюса

Учебная практика ИВТ I курс
Конденсатор – это устройство для накопления электрического заряда и энергии электрического поля.
Переменный ток, в отличие от тока постоянного, непрерывно изменяется как по величине, так и по направлению, причем изменения эти происходят периодически, т. е. точно повторяются через равные промежутки времени.
Конденсатор используется для сглаживания пульсации напряжения.
Ёмкость конденсатора измеряется в фарадах (Ф)
микрофарады (мкФ) 1 мкФ = 10-6 Ф
нанофарады (нФ) 1 нФ = 10-9 Ф
пикофарады (пФ): 1 пФ = 10-12 Ф

Учебная практика ИВТ I курс
Как укротить электричество?
Резистор – элемент электрической цепи, предназначенный для использования его электрического сопротивления.
Сопротивление измеряется в омах
Резистор – искусственное «препятствие» для тока. Резистор ограничивает силу тока, переводя часть электроэнергии в тепло.

Учебная практика ИВТ I курс
Характеристики резистора
Типовые номиналы для экспериментов

Учебная практика ИВТ I курс
Как укротить электричество?
Диод – это клапан, пропускающий ток только в одном направлении, от анода к катоду.
+
–

Учебная практика ИВТ I курс
Светодиод – это вид диода, который светится, когда через него проходит ток (токовый прибор).
Светодиоды подключают вместе с токоограничивающим резистором (балластным)
Для питания 1 светодиода
на 20 мА от 5 В
используйте резистор
от 150 до 360 Ом.

Учебная практика ИВТ I курс
Макетная плата
напряжение (5 Вольт)
земля (0 Вольт)

Учебная практика ИВТ I курс
Пример сборки схемы на макетной плате

Учебная практика ИВТ I курс
Пример сборки схемы на макетной плате