Электроника для начинающих (2-е издание)

• Шаг 4. Если кнопка не нажата, вернуться к Шагу 1 и выбрать другое случайное число, чтобы быстро продолжить последовательность. Иначе...

• Шаг 5. Остановить индикацию на дисплее.

• Шаг 6. Подождать, пока игрок не нажмет кнопку повторно. После этого вернуться к Шагу 1 и повторить.

Есть ли в этой последовательности шагов какие- нибудь проблемы? Попробуйте представить ее с точки зрения микроконтроллера. Если бы вы получили инструкции из такой программы, у вас было бы все необходимое, чтобы выполнить это задание?

Нет, потому что некоторых инструкций не хватает. Шаг 2 говорит «зажечь соответствующие светодиоды», но нигде нет инструкции по их выключению!

Внимание!

Вы всегда должны помнить: компьютер делает только то, что вы ему приказываете.

Если вы хотите, чтобы зажженные светодиоды выключились, прежде чем появится новое число, то должны предусмотреть такую команду.

Где она должна быть? Необходимо гасить дисплей пред выбором и отображением каждого нового числа. Поэтому правильное место для сброса дисплея находится в начале основного цикла. Добавим его так:

• Шаг 0. Выключить все светодиоды.

Но погодите. В зависимости от того, какое число отображалось на предыдущем цикле, одни светодиоды будут включены, а другие выключены. Если мы выключаем все светодиоды, чтобы очистить дисплей, то эта команда затронет также те светодиоды, которые уже выключены. Микроконтроллеру это безразлично, однако, он потратит впустую некоторое время, выполняя эту инструкцию. Возможно, было бы гораздо эффективнее выключить светодиоды, которые перед этим были включены, и проигнорировать те, которые уже и так выключены.

Однако в результате программа усложнится и, возможно, так делать не следует. На заре вычислительной техники людям приходилось оптимизировать программы, чтобы экономить циклы работы процессора, но я думаю, что теперь даже микроконтроллеры настолько быстрые, что нам не стоит беспокоиться о времени, затраченном на выключение двух-трех светодиодов, которые уже выключены. Я буду выключать все светодиоды сразу, независимо от их текущего состояния.

Обработка состояния кнопки

Что еще пропущено в списке шагов алгоритма? Кнопка.

Необходимо еще раз представить, какие действия я ожидаю от программы. На дисплее очень быстро сменяются числа. Игрок нажимает кнопку, чтобы остановить индикацию. Дисплей замирает, показывая текущее значение. На Шаге 6 микроконтроллер ждет неопределенно долго, пока игрок не нажмет кнопку снова, чтобы вновь запустить быстрое отображение.

Минуточку. Как игрок сможет нажать кнопку снова, не отпустив ее вначале?

На самом деле, если оставить текущий вариант алгоритма, то микроконтроллер будет делать следующее (учтите, что он выполняет задания очень-очень быстро):

• Программа говорит микроконтроллеру проверить кнопку.

• Микроконтроллер обнаруживает, что кнопка нажата.

• Дисплей замирает. Микроконтроллер ждет, когда кнопка будет нажата снова.

• Но он обнаруживает, что кнопка по- прежнему нажата, потому что игрок еще не успел отпустить ее.

• Микроконтроллер действует так: «Кнопка нажата, поэтому я должен возобновить быстрое отображение цифр».

В результате индикация на дисплее остановится лишь на мгновение.

Вот решение проблемы — дополнительный шаг в последовательности:

• Шаг 5А. Дождаться момента, когда игрок отпустит кнопку.

Это не даст компьютеру возможности вести дальнейший отсчет и отображать другие числа, пока игрок не будет готов.

Теперь все в порядке?

Нет, боюсь, что нет. Возможно, вам кажется, что процесс становится слишком трудоемким, но в таком случае я вынужден сказать: «извините, но таково программирование». Если кто-то говорит, что можно быстро набросать несколько команд и посмотреть, как они работают, то уверяю вас, что чаще всего это не так.

Существует еще одна проблема с кнопкой. Шаг 6 просит подождать, пока кнопка не будет нажата снова, чтобы запустить быстрое отображение. Отлично. Игрок нажимает кнопку, дисплей возобновляет индикацию цифр, но микроконтроллер настолько быстр, что он «промчится» через процесс обнуления текущего значения и отображения новой комбинации игральных костей прежде, чем игрок перестанет нажимать кнопку. В результате, когда микроконтроллер перейдет к Шагу 4, он обнаружит, что кнопка по-прежнему нажата, и снова «заморозит» дисплей.

Как быть? Возможно, мне следует добавить новый Шаг 7, который говорит микроконтроллеру подождать, пока кнопка будет отпущена, прежде чем продолжить быстрое отображение.

Это противоречит интуиции. Я не думаю, что все осознают необходимость нажать кнопку и отпустить ее, чтобы возобновилось быстрое отображение. Проще всего сказать: «Ну, вы должны делать так, потому что этого требует программа». Но это неправильный ход рассуждений.