Lab works 1: Знайомство з середовищем розробки Arduino IDE
https://alterozoom.com/documents/36212.html
Мета роботи
Знайомство з базовими функціями середовища розробки Arduino IDE
Завдання роботи
1 Установка середовища розробки.
2 Додаткові настройки для ОС Linux.
3 Підключення плати Arduino до середовища.
4 Завантаження приклади з набору прикладів.
5 Управління бібліотеками.
Інструменти для виконанню роботи
1 Комп'ютер з підключенням до мережі Internet.
2 Плата Arduino з USB виходом (наприклад, Arduino Uno).
Теоретична частина
Платформа Arduino являє собою сімейство мікроконтролерів на базі процесорів Atmel, STM і ARM. Всі мікроконтролери програмуються на мові C / C ++ в середовищі розробки Arduino IDE. Велика частина плат Arduino (крім маленьких, таких як micro, pro mini) мають ідентичне розташування висновків (пинов, pins) і дозволяють підключати уніфіковані сторонні модулі, звані Шілд (Shield). На всіх платах є набір цифрових і аналогових пинов, а так само інтерфейси SPI і I2C. Для роботи зі сторонніми модулями в середовищі розробки є менеджер бібліотек, куди зібрані найбільш часто використовувані для Arduino бібліотеки.
Огляд ресурсів Arduinо
https://www.arduino.cc/ - офіційний сайт
https://www.arduino.cc/en/Main/Software - середвище розробки Arduino IDE
https://www.arduino.cc/en/Reference/HomePage - довідник із мови розробки
http://wiki.amperka.ru/ - Велика вікі по контролерам, модулів, механіці, обробці сигналів і т.п.
http://arduino-diy.com/ - багато інформації по підключенню до Arduino модулів, приклади проектів на Arduino
Більшість мікроконтролерів мають підтримку USB (вбудовану або винесену в окремий перетворювач) і підключаються до операційної системи як послідовний порт. Послідовний порт (COM порт) - спеціальний порт для послідовної передачі даних між пристроями. Може бути апаратним (спеціальний COM роз'єм на материнській платі ПК), або емулюється поверх іншого апаратного протоколу (наприклад, поверх USB, як у випадку з Arduino). Послідовний порт (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D0%BE%D1%80%D1%82 ) використовується для завантаження програми на мікроконтролер, а так само може використовуватися для взаємодії ПК і програми для мікроконтролера (в Arduino IDE по іншому ця програма називається "скетч").
Завдання: опишіть уявлення послідовних портів в ОС сімейств WIndows і Linux (UNIX) і методи програмного взаємодії з ними
Скетч для мікроконтролера Arduino являє собою файл з розширенням .ino, що містить код на мові C / C ++ (https://ru.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B). Код складається з декількох основних блоків:
Після завантаження на мікроконтролер програма созраняется навіть після відключення Arduino, до тих пір, поки вона не буде переписана новою програмою.
Виконання роботи
Установка середовища розробки
Відкриваємо веб-браузер, заходимо на https://www.arduino.cc/en/Main/Software і викачуємо потрібну версію середовища розробки для встановленої на ПК операційної системи. На момент написання лабораторної роботи остання версія 1.8.3. Запускаємо інсталятор для ОС Windows або розпаковуємо архів.
Додаткові настройки для ОС Linux
Для того, щоб була можливість підключити плату до середовища розробки на ОС Linux, необхідно додати користувача до групи dialout. Це можна зробити або за допомогою стандартного інтерфейсу управління користувачами і групами (якщо є), або командою
$ Sudo usermod -aG dialout
Підключення плати до середовища розробки
Підключаємо плату до ПК USB кабелем. У середовищі розробки вказуємо потрібну плату (на платі вказано її найменування):
Далі вказуємо потрібний порт:
(На ОС Windows будуть назви портів виду COM1, COM2, і т.д.)
Викликавши пункт меню "Інструменти -> Get board info", можна перевірити, що на обраному порту дійсно знаходиться потрібна плата.
Примітка: як визначити потрібний порт? Найпростіший спосіб: відключаємо плату від ПК, дивимося список портів. Підключаємо плату назад і знову дивимося список портів. З'явився порт, якого раніше не було - той, який потрібен.
Завантаження приклади з набору прикладів
Вибираємо з бібліотеки прикладів скетч Blink (Файл -> Приклади -> 0.1Basics -> Blink). Перевіряємо обраний порт і плату. Натискаємо кнопку Завантажити (
) або вибираємо "Скетч -> Завантаження". Після завантаження скетчу на платі повинен почати мигати світлодіод раз в секунду.
Управління бібліотеками
Іноді в процесі роботи виникає необхідність підключення до скетчу сторонніх бібліотек, наприклад, для роботи з різними датчиками. Бібліотека являє собою набір заголовних і файлів (з розширенням .h) і файлів з вихідним кодом (розширення .c або .cpp). При підключенні бібліотеки в скетч додаються підключення потрібних заголовків файлів (такі рядки #include <...>).
Для прикладу, підключимо одну зі стандартних бібліотек Wire. Вибираємо "Скетч -> Підключити бібліотеку -> Wire". При цьому IDE автоматично додасть зміни в скетч, необхідні для підключення бібліотеки. У верху файлу скетчу повинна з'явитися рядок:
#include <Wire.h>
Користуватись даною бібліотекою ми будемо пізніше у роботах із взаємодії з деякими датчиками.
Відразу після установки в середовищі розробки вже доступний базовий набір бібліотек (в тому числі Wire з прикладу вище). Решта бібліотеки спочатку потрібно завантажити в IDE, для цього використовується менеджер бібліотек. Вибираємо пункт меню "Скетч -> Підключити бібліотеку -> Управління бібліотеками". У менеджері присутня безліч бібліотек для роботи з різними модулями / протоколами і т.п. Після завантаження бібліотеки вона стає доступна для підключення до скетчу.
У верхній частини менеджера знаходяться два поля фільтрації за типом і темі, а так само поле текстового пошуку за ім’ям і описом бібліотеки. При виборі бібліотеки у переліку стає доступна кнопка "Установка", для деяких бібліотек так само можна вибрати версію, якщо є кілька версій.
Завдання: знайдіть в менеджері бібліотек бібліотеки для роботи з датчиками температури і випишіть їх в список (без встановлення)