Программируем Arduino. Профессиональная работа со скетчами

В Arduino IDE, начиная с версии 019, вышедшей несколько лет тому назад, включается библиотека String, более понятная и дружественная разработчикам, использующим Java, Ruby, Python и другие языки, где конкатенацию строк допускается выполнять простым оператором +. Эта библиотека также предлагает массу вспомогательных функций для работы со строками.

Конечно, данная библиотека добавляет к скетчу несколько килобайт кода. Кроме того, она использует механизм динамического распределения памяти со всеми сопутствующими проблемами, такими как исчерпание памяти. Поэтому подумайте хорошенько, прежде чем принять решение о ее использовании. Многие пользователи Arduino предпочитают применять обычные массивы символов.

Эта библиотека удивительно проста в использовании, и, если вам приходилось работать со строками в Java, благодаря библиотеке Arduino String Object вы будете чувствовать себя как дома.

Создание строк

Создать строку можно из массива элементов типа char, а также из значения типа int или float, как показано в следующем примере:

String message = "Temp: ";

String temp = String(123);

Конкатенация строк

Строки типа String можно объединять друг с другом и с данными других типов с помощью оператора +. Попробуйте добавить следующий код в функцию setup пустого скетча:

Serial.begin(9600);

String message = "Temp: ";

String temp = String(123);

Serial.println(message + temp + " C");

Обратите внимание на то, что последнее значение, добавляемое в строку, в действительности является массивом символов. Если первый элемент в последовательности значений между операторами + является строкой, остальные элементы автоматически будут преобразованы в строки перед объединением.

Другие строковые функции

В табл. 6.1 перечислены еще несколько удобных функций из библиотеки String. Полный список доступных функций можно найти по адресу http://arduino.cc/en/Reference/StringObject.

Таблица 6.1. Некоторые полезные функции в библиотеке String

Функция

Пример

Описание

[]

char ch = String("abc")[0]

Переменная ch получит значение "a"

trim

String s = " abc ";

s.trim();

Удалит пробелы с обеих сторон от группы символов abc. Переменная s получит значение "abc"

toInt

String s = "123";

int x = s.toInt();

Преобразует строковое представление числа в значение типа int или long

substring

String s = "abcdefg";

String s2 = s.substring(1, 3);

Возвращает фрагмент исходной строки. Переменная s2 получит значение "bc". В параметрах передаются: индекс первого символа фрагмента и индекс символа, следующего за последним символом фрагмента

replace

String s = "abcdefg";

s.replace("de", "DE");

Заменит все вхождения "de" в строке на "DE". Переменная s2 получит значение "abcDEfg"

Использование ЭСППЗУ

Содержимое всех переменных, используемых в скетче Arduino, теряется при выключении питания или выполнении сброса. Чтобы сохранить значения, их нужно записать байт за байтом в память ЭСППЗУ. В Arduino Uno имеется 1 Кбайт памяти ЭСППЗУ.

ПРИМЕЧАНИЕ

Это не относится к плате Arduino Due, не имеющей ЭСППЗУ. В этой модели данные следует сохранять на карту microSD.

Для чтения и записи данных в ЭСППЗУ требуется использовать библиотеку, входящую в состав Arduino IDE. Следующий пример демонстрирует, как записать единственный байт в ЭСППЗУ, в данном случае операция выполняется в функции setup:

#include

void setup()

{

  byte valueToSave = 123

  EEPROM.write(0, valueToSave);

}

В первом аргументе функции write передается адрес в ЭСППЗУ, куда должен быть записан байт данных, а во втором — значение для записи в этот адрес.

Для чтения данных из ЭСППЗУ используется команда read. Чтобы прочитать единственный байт, достаточно выполнить следующую команду:

EEPROM.read(0);

где 0 — это адрес в ЭСППЗУ.

Пример использования ЭСППЗУ

Следующий пример демонстрирует типичный сценарий записи значения в процессе нормального выполнения программы и его чтения в момент запуска. Приложение реализует кодовый замок двери и дает возможность вводить и изменять шифр с помощью монитора последовательного порта. Шифр хранится в ЭСППЗУ, поэтому его можно менять. Если бы шифр должен был сбрасываться при каждом запуске Arduino, не было бы смысла давать пользователю возможность изменять его.

В дискуссии, приведенной далее, будут обсуждаться отдельные фрагменты скетча. Желающие увидеть полный код скетча могут открыть скетч sketch_06_06_EEPROM_example в Arduino IDE, доступный в пакете примеров для этой книги на сайте www.simonmonk.org. Опробуйте этот скетч у себя, чтобы получить более полное представление о его работе. Он не требует подключения дополнительного аппаратного обеспечения к Arduino.

Функция setup содержит вызов функции initializeCode.

void initializeCode()

{

  byte codeSetMarker = EEPROM.read(0);

  if (codeSetMarker == codeSetMarkerValue)

  {

    code = readSecretCodeFromEEPROM();

  }

  else

  {

    code = defaultCode;

  }

}

Задача этой функции — записать значение в переменную code (шифр). Это значение обычно читается из ЭСППЗУ, но при этом возникает несколько сложностей.