LINUXSOFT.cz Přeskoč levou lištu
Uživatel: Heslo:  
   CZUKPL

> Arduino - programování v čistém C(++)

O Arduinu bylo napsáno mnoho hello world článků, většina z nich ale ukazuje zdrojový kód napsaný v jazyku Wiring, který byl vyvinut pro snazší práci s Arduinem. Já tímto článkem půjdu proti proudu a onen hello world ukážu v čistém C.

24.10.2011 12:00 | Ondřej Tůma | Články autora | přečteno 24361×

Ve skutečnosti nejde o programovací jazyk, ale o knihovnu v C++, která díky různým technikám velmi usnadňuje práci s arduinem. Uživatelé tak programují v C++ a ani o tom neví. Protože jde ale o procesory, které mají proti klasickým PC velmi málo paměti a v praxi do nich uživatelé možná budou chtít implementovat rozsáhlou a složitou funkcionalitu, hodí se znát, jak obejít knihovnu, díky které výsledná „binárka” bobtná. Navíc Arduino není jedinou deskou s tímto procesorem, a tak se může stát, že knihovna Wiring na jinou desku, resp. jiný procesor nebude prostě připravená.

Jeden ze základních příkladů, takovou avrkovou hello world aplikací je blikání integrované ledky na pinu 13. Kód v „jazyce” Wiring vypadá takto:

void setup() {
  // nastavení digitálního pinu výstup výstup
  // pin 13 je na většině desek Arduina připojen na LED diodu
  pinMode(13, OUTPUT);     
}

void loop() {
  digitalWrite(13, HIGH);   // zapne LED diodu 
  delay(1000);              // počká jednu sekundu
  digitalWrite(13, LOW);    // vypne LDE diodu
  delay(1000);              // počká jednu sekundu
}

Pokud bychom tento kód chtěli napsat v čistém C, vypadal by takto:

#include <avr/io.h>             // definice registrů DDRB, PORTB a pinů PBn

#define F_CPU 16.0E6            // pro potřeby časování je třeba nastavit
                                // frekvenci procesoru
#include <util/delay.h>         // práce s časováním - funkce _delay_ms

// _delay_ms lze volat s maximální hodnotou 262.14 / F_CPU v MHZ, proto
// vytvoříme funkci, která bude čekat celou vteřinu

void _delay_s(const unsigned char sec){
    unsigned char i = 0;        // v C++ by mohla být definice ve for cyklu
    for (i = 0; i < sec*10; i++){
        _delay_ms(100);
    }
}

int main (void) {
    DDRB |= (1 << PB5);         // nastaví bit5 na portu B (pin 13) na výstup
 
    while (1) {
        PORTB |= (1 << PB5);    // nastaví bit5 na portu B na 1 (zapne LED)
        _delay_s(1);            // počká jednu vteřinu
    

        PORTB &= ~ (1 << PB5);  // nastaví bit5 na portu B na 0 (vypne LED)
        _delay_s(1);            // počká jednu vteřinu
    }
 
    return 1;
}

Jak je z kódu zřejmé, jde vlastně o totéž. Na rozdíl od Wiring varianty však C varianta pracuje přímo z registry procesoru, ty mohou být na různých čipech odlišné. Když bychom se však podívali do zdrojových kódů knihovny Wiring, našli bychom tam funkce, které dělají totéž, jen s omáčkou, která se stará o univerzálnost řešení.

Oba kódy přímo či nepřímo vyžadují knihovnu avr-libc, která je základní free knihovnou pro mikroprocesory AVR na kterých je Arduiono postaveno. Knihovna obsahuje to nejdůležitější co by mohl programátor AVR procesorů potřebovat. Najdeme v ní podporu pro práci s pamětí RAM i EEPROM, knihovnu stdio, stdlib, string i math a také knihovny pro časování, obsluhu přerušení nebo CRC výpočty.

Co ale v knihovně nenajdete jsou implementace kontejnery a iterátory, výjimky a žádné jiné třídy. C++ je v tomto směru jen otázkou syntaxe. Můžete tedy psát třídy, v nich používat identifikátor this a bez varovných hlášení kompilátoru použít například konstrukci (for int i = 0; i < 200; i++). Další a především podrobnější informace jsou k nalezení na stránkách projektu.

K článku je připojen i Makefile, který je jednoduší variantou uvedenou právě na stránkách avr-libc v sekci Demo projects. Ten obsahuje pravidla pro kompilaci i flashování aruduina. Nahrání nového firmware (flashování) do vašeho procesoru lze provádět různými technikami. Budu předpokládat že jste majiteli Arduina, a proto můžete použít program [avrdurde]. Dnešní Makefile i zdrojový kód je vytvořen pro Arduino Uno, bude ale fungovat i na jiných procesorech typu AVR. Proto pokud máte jiné arduino, je třeba zkontrolovat schéma zapojení, kde se nalézá ona LED dioda a případně upravit port ve zdrojovém kódu. A také je nutné před kompilací nastavit správný typ procesoru. Samotný proces kompilace a flashování lze provést jedním:

$ make blink.flash

V příštím článku se podíváme na PWM. Jako alternativu přidám i kód pro jiný AVR čip, který lze u nás pořídit se vším všudy do 100 korun. K jeho flashování už ale potřebujete programátor, který je různě drahý.

Verze pro tisk

pridej.cz

 

DISKUZE

C99 31.10.2011 13:10 Jaroslav Šmíd
L Re: C99 31.10.2011 14:40 Ondřej Tůma
Soubory 7.5.2016 14:58 Teodor Komárek




Příspívat do diskuze mohou pouze registrovaní uživatelé.
> Vyhledávání software
> Vyhledávání článků

4.9.2016 20:13 /Pavel `Goldenfish' Kysilka
PR: Dne 22.9.2016 proběhne v Praze konference Cloud computing v praxi. Tématy bude např. nejnovější trendy v oblasti cloudu a cloudových řešení, provozování ERP v cloudu, o hostování různých typů softwaru, ale třeba i o zálohování dat nabízeném podnikům formou služby.
Přidat komentář

1.9.2016 11:27 /Honza Javorek
Česká konference o Pythonu, PyCon CZ, stále hledá přednášející skrz dobrovolné přihlášky. Máte-li zajímavé téma, neváhejte a zkuste jej přihlásit, uzávěrka je již 12. září. Konference letos přijímá i přednášky v češtině a nabízí pomoc s přípravou začínajícím speakerům. Řečníci mají navíc vstup zadarmo! Více na webu.
Přidat komentář

27.8.2016 8:55 /Delujek
Dnes po 4 letech komunitního vývoje vyšla diaspora 0.6.0.0
diaspora* je open-source, distribuovaná sociální síť s důrazem na soukromý
Více v oficiálním blog-postu
Přidat komentář

24.8.2016 6:44 /Ondřej Čečák
Poslední týden CFP LinuxDays 2016; pokud byste rádi přednášeli na LinuxDays 2016 8. a 9. října v Praze, můžete svůj příspěvek přihlásit, následovat bude veřejné hlasování.
Přidat komentář

9.8.2016 22:56 /Petr Ježek
Zařazení souborového systému reiser4 do jádra 4.7 znamená konečně konec patchování jádra jen kvůli možnosti použít reiser4.
Přidat komentář

12.7.2016 13:14 /František Kučera
Spolek OpenAlt zve na 130. distribuovaný sraz příznivců svobodného softwaru a otevřených technologií (hardware, 3D tisk, SDR, DIY, makers…), který se bude konat ve čtvrtek 21. července od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).
Přidat komentář

11.7.2016 16:53 /Redakce Linuxsoft.cz
Konference LinuxDays hledá přednášející. Přihlášky poběží do konce prázdnin, v září bude hlasování a program. Více na https://www.linuxdays.cz/2016/cfp/.
Přidat komentář

8.5.2016 17:19 /Redakce Linuxsoft.cz
PR: Dne 26.5.2016 proběhne v Praze konference Cloud computing v praxi. Tématy bude např. nejnovější trendy v oblasti cloudu a cloudových řešení, cloudové služby, infrastruktura cloudu, efektivní využití cloudu, možné nástrahy cloudů a jak se jim vyhnout
Přidat komentář

   Více ...   Přidat zprávičku

> Poslední diskuze

19.9.2016 21:04 / Marek Schoř
Poděkování

1.9.2016 13:07 / Walker
hardwood floor refinishing

12.8.2016 11:51 / Josef Zapletal
Jak udělat HTML/Javascript swiping gallery do mobilu?

8.8.2016 14:58 / Adams
fairies for hire

28.7.2016 15:51 / pepan
Re: NetBeans vs Eclipse

Více ...

ISSN 1801-3805 | Provozovatel: Pavel Kysilka, IČ: 72868490 (2003-2016) | mail at linuxsoft dot cz | Design: www.megadesign.cz | Textová verze