ГЛАВНАЯ Визы Виза в Грецию Виза в Грецию для россиян в 2016 году: нужна ли, как сделать

Регистр портов бегущий огонек с кнопкой ардуино. Бегущие поворотники на ленте WS2812 и Arduino

Ардуино начинающим

В этом уроке мы продолжим работу со светодиодами, но количество светодиодов увеличим до 5. И сделаем эффект бегущего огня . Для управления светодиодами будем использовать манипуляции с портами Arduino. Мы будем напрямую записывать данные в порты Arduino. Это лучше, чем работать с конкретными входами/выходами контроллера. Это позволит установить значения для светодиодов при помощи одной лишь операции.

У Arduino UNO имеется 3 порта:

  • B (цифровые входа/выхода с 8 по 13)
  • C (аналоговые входа)
  • D (цифровые входа/выхода с 0 по 7)

Каждый порт управляется 3 регистрами. Регистр DDR определяет чем будет являться нога (pin) входом или выходом. При помощи регистра PORT можно установить pin в состояние HIGH или LOW. При помощи регистра PIN можно считать состояние ножек Arduino, когда они работает на вход.

Мы будем использовать порт B. Сначала, мы должны установить все ножки порта B как цифровые выхода. У порта B имеется только 6 ножек. Биты регистра для В-порта DDRB должны быть установлены в 1, если нога будет использоваться как выход (OUTPUT), и в 0, если нога будет использовать как вход (INPUT). Биты портов нумеруются с 0 по 7, но не всегда содержат все 8 ног.

Пример:

DDRB = B00111110; // установить ножки порта В с 1 по 5 как выхода, а 0 как вход.

Обратите внимание, что в микроконтроллерах фирмы Microchip все наоборот. 0 бит - нога работает как выход, а 1 - как вход.

В нашем проекте бегущего огня мы будем использовать 5 выходов:

DDRB = B00011111; // установить ноги порта В с 0 по 4 как выхода

Для записи значений в порт В необходимо использовать регистр PORTB. Зажечь первый светодиод можно командой:

PORTB = B00000001;
первый и четвертый:
PORTB = B00001001;

Теперь вы видите, как легко мы можем включать и выключать светодиоды. Теперь расскажем вам об операторах сдвига

Есть 2 оператора двоичного сдвига: оператор сдвига влево << и оператор сдвига вправо >>. Оператор сдвига влево << заставляет все биты сдвигаться влево, соответственно оператор сдвига вправо >> сдвигает биты вправо.

Пример:

varA = 1; // 00000001
varA = 1 << 0; // 00000001
varA = 1 << 1; // 00000010
varA = 1 << 2; // 00000100

Теперь вернемся к нашей программе, которая показана ниже. Нам нужно ввести 2 переменные: первая upDown будет содержать значение куда двигаться - вверх или вниз, а вторая cylon какие светодиоды зажигать.

В функции setup() мы определяем какие ножки должны работать как выхода.

В главном цикле программы loop() , светодиоды по очереди загораются вверх путем увеличения переменной cylon , а когда доходит до самого верхнего, то переменной upDown присваивается 0 и светодиоды загораются вниз по очереди.

Код: /* Бегущий огонь. 5 светодиодов */ unsigned char upDown=1; // начинаем с движения вверх unsigned char cylon=0; // определяет очередность LED void setup() { DDRB = B00011111; // устанавливаем порт B с 0 по 4 как выхода } void loop() { if(upDown==1){ // если идем вверх, то cylon++; if(cylon>=4) upDown=0; // когда достигнут наибольший номер LED, то в след. цикле идем вниз } else { cylon--; if(cylon==0) upDown=1; // когда достигнут наименьший номер LED, то в след. цикле идем вверх } PORTB = 1 << cylon; //сдвиг delay(200); // пауза 200 мс

В этом эксперименте мы заставляем огонёк бежать по светодиодной шкале.

СПИСОК ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

- 1 плата Arduino Uno;

- 1 беспаечная макетная плата;

- 1 светодиодная шкала;

- 10 резисторов номиналом 220 Ом;

- 11 проводов «папа-папа».

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА

СХЕМА НА МАКЕТНОЙ ПЛАТЕ

СКЕТЧ

скачать скетч для Arduino IDE
// светодиодная шкала подключена к группе пинов расположенных // подряд. Даём понятные имена первому и последнему пинам #define FIRST_LED_PIN 2 #define LAST_LED_PIN 11 void setup() { // в шкале 10 светодиодов. Мы бы могли написать pinMode 10 // раз: для каждого из пинов, но это бы раздуло код и // сделало его изменение более проблематичным. // Поэтому лучше воспользоваться циклом. Мы выполняем // pinMode для (англ. for) каждого пина (переменная pin) // от первого (= FIRST_LED_PIN) до последнего включительно // (<= LAST_LED_PIN), всякий раз продвигаясь к следующему // (++pin увеличивает значение pin на единицу) // Так все пины от 2-го по 11-й друг за другом станут выходами for (int pin = FIRST_LED_PIN; pin <= LAST_LED_PIN; ++pin) pinMode(pin, OUTPUT); } void loop() { // получаем время в миллисекундах, прошедшее с момента // включения микроконтроллера unsigned int ms = millis(); // нехитрой арифметикой вычисляем, какой светодиод // должен гореть именно сейчас. Смена будет происходить // каждые 120 миллисекунд. Y % X — это остаток от // деления Y на X; плюс, минус, скобки — как в алгебре. int pin = FIRST_LED_PIN + (ms / 120) % 10; // включаем нужный светодиод на 10 миллисекунд, затем — // выключаем. На следующем проходе цикла он снова включится, // если гореть его черёд, и мы вообще не заметим отключения digitalWrite(pin, HIGH); delay(10); digitalWrite(pin, LOW); }

ПОЯСНЕНИЯ К КОДУ

  • С помощью выражения for мы организуем цикл со счетчиком . В данном случае для настройки портов на выход. Чтобы сделать такой цикл, нужно:
    • Инициализировать переменную-счетчик, присвоив ей первоначальное значение. В нашем случае: int pin = FIRST_LED_ PIN ;
    • Указать условие, до достижения которого будет повторяться цикл. В нашем случае: pin <= LAST_LED_ PIN ;
    • Определить правило, по которому будет изменяться счетчик. В нашем случае ++pin (см. ниже об операторе ++ ).
  • Например, можно сделать цикл for (int i = 10; i > 0; i = i - 1) . В этом случае:
    • Переменной i присваивается значение 10 ;
    • Это значение удовлетворяет условию i > 0 ;
    • Поэтому блок кода, помещенный в цикл, выполняется первый раз;
    • Значение i уменьшается на единицу, согласно заданному правилу, и принимает значение 9 ;
    • Блок кода выполняется второй раз;
    • Всё повторяется снова и снова вплоть до значения i равного 0 ;
    • Когда i станет равна 0 , условие i > 0 не выполнится, и выполнение цикла закончится;
    • Контроллер перейдет к коду, следующему за циклом for ;
  • Помещайте код, который нужно зациклить, между парой фигурных скобок {} , если в нем больше одной инструкции;
  • Переменная-счетчик, объявляемая в операторе for , может использоваться внутри цикла. Например, в данном эксперименте pin последовательно принимает значения от 2 до 11 и, будучи переданной в pinMode , позволяет настроить 10 портов одной строкой, помещенной в цикл;
  • Переменные-счетчики видны только внутри цикла. Т.е. если обратиться к pin до или после цикла, компилятор выдаст ошибку о необъявленной переменной;
  • Конструкция i = i - 1 в пояснении выше не является уравнением! Мы используем оператор присваивания = для того, чтобы в переменную i поместить значение, равное текущему значению i , уменьшенному на 1 ;
  • Выражение ++pin — это т.н. оператор инкремента , примененный к переменной pin . Эта инструкция даст тот же результат, что pin = pin + 1 ;
  • Аналогично инкременту работает оператор декремента - - , уменьшающий значение на единицу. Подробнее об этом в статье про арифметические операции ;
  • Тип данных unsigned int используют для хранения целых чисел без знака, т.е. только неотрицательных . За счет лишнего бита, который теперь не используется для хранения знака, мы можем хранить в переменной такого типа значения до 65 535 ;
  • Функция millis возвращает количество миллисекунд, прошедших с момента включения или перезагрузки микроконтроллера. Здесь мы используем ее для отсчета времени между переключениями светодиодов;
  • С помощью выражения (ms / 120) % 10 мы определяем, который из 10 светодиодов должен гореть сейчас. Перефразируя, мы определяем какой отрезок длиной в 120 мс идет сейчас и каков его номер внутри текущего десятка. Мы добавляем порядковый номер отрезка к номеру того порта, который в текущем наборе выступает первым;
  • То, что мы гасим светодиод с помощью digitalWrite(pin, LOW) всего через 10 мс после включения не заметно глазу, т.к. очень скоро будет вновь вычислено, какой из светодиодов включать, и он будет включен — только что погашенный или следующий.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПРОВЕРКИ СЕБЯ

  1. Почему в данном эксперименте мы подключаем светодиодную шкалу, не используя транзистор?
  2. Если бы мы включали светодиоды только на портах 5, 6, 7, 8, 9, что нужно было бы изменить в программе?
  3. С помощью какой другой инструкции можно выполнить действие, эквивалентное ++pin ?
  4. В чем разница между переменными типов int и unsigned int ?
  5. Что возвращает функция millis() ?
  6. Как в данном эксперименте мы вычисляем номер порта, на котором нужно включить светодиод?

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

  1. Измените код так, чтобы светодиоды переключались раз в секунду.
  2. Не выключая порты, сделайте так, чтобы огонёк бежал только по средним четырем делениям шкалы.
  3. Переделайте программу так, чтобы вместо int pin = FIRST_LED_ PIN + (ms / 120) % 10 перемещением огонька управлял цикл for .
  4. Не меняя местами провода, измените программу так, чтобы огонёк бегал в обратном направлении.

​

Объявляется переменная timer . Это целое число, с именем timer , и эта строка устанавливает это число равным 200. Как вы могли заметить, большинство строк программ Arduino заканчиваются точкой с запятой. При написании и изменении собственных скетчей Arduino не забываете о точке с запятой, поскольку строка без такого знака вызовет ошибку компиляции.

void setup() {
// use a for loop to initialize each pin as an output:
< 8; thisPin++) {
pinMode(thisPin, OUTPUT);
}
}

Процедура setup (Настройка) конфигурирует контакты платы с 3 по 7 как выходы с использованием цикла for, который представляет собой специальный цикл, который несколько раз повторяет небольшую часть кода на основе условия, используя счетчик приращений. Условие проверяется каждый раз когда повторяется цикл. Цикл продолжит выполнения кода внутри него до тех пор, пока условие истинно. Изначально переменная thisPin установлена в 3, условие заключается в том, что этот номер Pin должен быть меньше 8, а счетчик приращений увеличивает это значение переменной Pin при каждом повторении цикла (thisPin ++ - это то же самое, что и thisPin = thisPin + 1 ). Итак, на первом прохождении уикла, контакт с номером 3 устанавливается в режим выхода. Во второй проход уже контакт 4 конфигурируется на выход. И так далее, пока thisPin не станет равным 8, после чего условие thisPin < 8 станет ложным и код прекратит цикл, продолжая работу с остальной частью программы. Это может показаться слишком сложным способом сделать простую вещь, но программисты любят эффективность! Вы можете так же легко выполнить конфигурацию контактов следующим образом, так сказать "в лоб":

void setup() {
// initialize each pin as an output:
pinMode(3, OUTPUT);
pinMode(4, OUTPUT);
pinMode(5, OUTPUT);
pinMode(6, OUTPUT);
pinMode(7, OUTPUT);
}

Вы можете заметить, что, как правило, при программировании для Arduino одну и ту же задачу можно решить разными способами. Кодирование похоже на создание вещей в вашей мастерской: вы, как правило, используете любые инструменты, которые у вас есть. Поэтому давайте использовать цикл for для чего-то веселого... анимации!

Void loop() {

// loop from the lowest pin to the highest:
for (int thisPin = 3; thisPin < 8; thisPin++) {
// turn the pin on:
digitalWrite(thisPin, HIGH);
delay(timer);
// turn the pin off:
digitalWrite(thisPin, LOW);
}

Цикл начинается с того же самого оператора, что и раньше, при увеличении от меньшего числа до большего. Внутри цикла for код включает светодиод на контакте Pin , останавливается на 200 мс (Мы ч вами ранее присвоили это число переменной timer ), затем код выключает этот светодиод. Далее цикл повторяется, но уже со следующим светодиодом

// loop from the highest pin to the lowest:
for (int thisPin = 7; thisPin >= 3; thisPin--) {
// turn the pin on:
digitalWrite(thisPin, HIGH);
delay(timer);
// turn the pin off:
digitalWrite(thisPin, LOW);
}
}

Следующая часть кода - еще один цикл, но он начинается с контакта платы с наибольшим номером и использует thisPin-- (так называемый Декримент, уменьшение на единицу), что равносильно выражению thisPin = thisPin-1 . Можно писать и так, и так, но thisPin-- короче и эффективнее. Программа выходит из этого цикла когда thisPin становится меньше 3 (условие > = 3 , больше или равно трем, то есть 2). Конечная закрывающая фигурная скобка закрывает основной (главный, большой) цикл. Таким образом, эта программа подсвечивает каждый светодиод по порядку, затем изменяет порядок на противоположный и снова зажигает светодиоды.

В этом уроке мы продолжим работу со светодиодами, но количество светодиодов увеличим до 5. И сделаем эффект бегущего огня. Для управления светодиодами будем использовать манипуляции с портами Arduino. Мы будем напрямую записывать данные в порты Arduino. Это лучше, чем работать с конкретными входами/выходами контроллера. Это позволит установить значения для светодиодов при помощи одной лишь операции.

У Arduino UNO имеется 3 порта:
B (цифровые входа/выхода с 8 по 13)
C (аналоговые входа)
D (цифровые входа/выхода с 0 по 7)

Каждый порт управляется 3 регистрами. Регистр DDR определяет чем будет являться нога (pin) входом или выходом. При помощи регистра PORT можно установить pin в состояние HIGH или LOW . При помощи регистра PIN можно считать состояние ножек Arduino, когда они работает на вход.

Мы будем использовать порт B. Сначала, мы должны установить все ножки порта B как цифровые выхода. У порта B имеется только 6 ножек. Биты регистра для В-порта DDRB должны быть установлены в 1, если нога будет использоваться как выход (OUTPUT), и в 0, если нога будет использовать как вход (INPUT). Биты портов нумеруются с 0 по 7, но не всегда содержат все 8 ног.
Пример:
DDRB = B00111110; // установить ножки порта В с 1 по 5 как выхода, а 0 как вход.

Обратите внимание, что в микроконтроллерах фирмы Microchip все наоборот. 0 бит - нога работает как выход, а 1 - как вход.

В нашем проекте бегущего огня мы будем использовать 5 выходов:
DDRB = B00011111; // установить ноги порта В с 0 по 4 как выхода

Для записи значений в порт В необходимо использовать регистр PORTB.
Зажечь первый светодиод можно командой:
PORTB = B00000001;
первый и четвертый:
PORTB = B00001001;

Теперь вы видите, как легко мы можем включать и выключать светодиоды. Теперь расскажем вам об операторах сдвига

Есть 2 оператора двоичного сдвига: оператор сдвига влево << и оператор сдвига вправо >>. Оператор сдвига влево << заставляет все биты сдвигаться влево, соответственно оператор сдвига вправо >> сдвигает биты вправо.

Пример:
varA = 1; // 00000001
varA = 1 << 0; // 00000001
varA = 1 << 1; // 00000010
varA = 1 << 2; // 00000100

Теперь вернемся к нашей программе, которая показана ниже.
Нам нужно ввести 2 переменные: первая upDown будет содержать значение куда двигаться - вверх или вниз, а вторая cylon какие светодиоды зажигать.

В функции setup() мы определяем какие ножки должны работать как выхода.

В главном цикле программы loop() , светодиоды по очереди загораются вверх путем увеличения переменной cylon , а когда доходит до самого верхнего, то переменной upDown присваивается 0 и светодиоды загораются вниз по очереди.

/* Бегущий огонь. 5 светодиодов */ unsigned char upDown=1; // начинаем с движения вверх unsigned char cylon=0; // определяет очередность LED void setup() { DDRB = B00011111; // устанавливаем порт B с 0 по 4 как выхода } void loop() { if(upDown==1){ // если идем вверх, то cylon++; if(cylon>=4) upDown=0; // когда достигнут наибольший номер LED, то в след. цикле идем вниз } else { cylon--; if(cylon==0) upDown=1; // когда достигнут наименьший номер LED, то в след. цикле идем вверх } PORTB = 1 << cylon; //сдвиг delay(200); // пауза 200 мс }

В этом уроке мы продолжим работу со светодиодами, но количество светодиодов увеличим до 5. И сделаем эффект бегущего огня. Для управления светодиодами будем использовать манипуляции с портами Arduino. Мы будем напрямую записывать данные в порты Arduino. Это лучше, чем работать с конкретными входами/выходами контроллера. Это позволит установить значения для светодиодов при помощи одной лишь операции.

У Arduino UNO имеется 3 порта:

  • B (цифровые входа/выхода с 8 по 13)
  • C (аналоговые входа)
  • D (цифровые входа/выхода с 0 по 7)

Каждый порт управляется 3 регистрами. Регистр DDR определяет чем будет являться нога (pin) входом или выходом. При помощи регистра PORT можно установить pin в состояние HIGH или LOW. При помощи регистра PIN можно считать состояние ножек Arduino, когда они работает на вход.

Мы будем использовать порт B. Сначала, мы должны установить все ножки порта B как цифровые выхода. У порта B имеется только 6 ножек. Биты регистра для В-порта DDRB должны быть установлены в 1, если нога будет использоваться как выход (OUTPUT), и в 0, если нога будет использовать как вход (INPUT). Биты портов нумеруются с 0 по 7, но не всегда содержат все 8 ног.

Пример :

DDRB = B00111110; // установить ножки порта В с 1 по 5 как выхода, а 0 как вход.

Обратите внимание, что в микроконтроллерах фирмы Microchip все наоборот. 0 бит - нога работает как выход, а 1 - как вход.

В нашем проекте бегущего огня мы будем использовать 5 выходов:

DDRB = B00011111; // установить ноги порта В с 0 по 4 как выхода

Для записи значений в порт В необходимо использовать регистр PORTB. Зажечь первый светодиод можно командой:

PORTB = B00000001;
первый и четвертый:
PORTB = B00001001;

Теперь вы видите, как легко мы можем включать и выключать светодиоды. Теперь расскажем вам об операторах сдвига

Есть 2 оператора двоичного сдвига: оператор сдвига влево << и оператор сдвига вправо >>. Оператор сдвига влево << заставляет все биты сдвигаться влево, соответственно оператор сдвига вправо >> сдвигает биты вправо.

Пример:

VarA = 1; // 00000001
varA = 1 << 0; // 00000001
varA = 1 << 1; // 00000010
varA = 1 << 2; // 00000100

Теперь вернемся к нашей программе, которая показана ниже. Нам нужно ввести 2 переменные: первая upDown будет содержать значение куда двигаться - вверх или вниз, а вторая cylon какие светодиоды зажигать.

В функции setup() мы определяем какие ножки должны работать как выхода.

В главном цикле программы loop() , светодиоды по очереди загораются вверх путем увеличения переменной cylon , а когда доходит до самого верхнего, то переменной upDown присваивается 0 и светодиоды загораются вниз по очереди.