8238.pdf

(947 KB) Pobierz

KURS

Kurs Arduino (2)

Oprogramowanie Arduino IDE

Dodatkowe materiały

na CD/FTP

W EP 4/2011 rozpoczęliśmy kurs programowania Arduino.

Omówiliśmy wtedy elementy języka. W tym artykule zajmiemy się

Arduino IDE oraz utworzymy pierwszy program, który jeszcze nie

będzie użyteczny, ale będzie takim arduinowym „Hello World”.

Dodatkowe materiały na CD/FTP:

ftp://ep.com.pl , user: 12147 , pass: 2e7u6a2a

• pierwsza część kursu

Do programowania w systemie Arduino

jest przeznaczone oprogramowanie Ardu-

ino IDE, które jest dostępne jest na stronach

http://arduino.cc/en/Main/Software . Może

ono pracować pod kontrolą systemów ope-

racyjnych Windows, Linux oraz MAC OS X.

Po zainstalowaniu oprogramowanie Ar-

duino uruchamia się za pomocą skrótu lub

przez dwukrotne kliknięcie na plik „ Arduino.

exe” . Wygląd głównego okna pokazano na ry-

sunku 1 . Okno programu można podzielić na

kilka części. Dostępny jest górny pasek na-

rzędzi, okno na przygotowywany program

oraz obszar na dole, w którym będą wyświe-

tlane komunikaty związane z działaniem

programu Arduino IDE: o pracy kompilatora,

o błędach i programowaniu mikrokontrole-

ra. Pliki z przygotowanym programem dla

mikrokontrolera są w Arduino zapisywane

z rozszerzeniem .pde .

Pasek narzędzi składa się z 7 przycisków.

Dostępny jest jeden przycisk (ze strzałką

w prawo) przy wyborze kartotek, którego

użycie umożliwia dostęp do poleceń za-

rządzania kartotekami z plikami programu.

Dostępne jest również menu podzielone na

grupy File , Edit , Sketch , Tools oraz Help . Do-

datkowe przyciski (pokazane na rysunku 2

i opisane w tabeli 1 ) umożliwiają szybki

dostęp do najczęściej używanych poleceń

(zapis pliku na dysku, programowanie itp.).

Po wybraniu ikony Verify/Compile kom-

pilator sprawdza składnię programu, a na-

Rysunek 2.

stępnie jest on poddawany kompilacji. Po

jej prawidłowym zakończeniu program jest

gotowy do wysłania do mikrokontrolera.

W przypadku nieprawidłowości w kodzie

zostaną w dolnej części okienka systemu Ar-

duino wyświetlone znalezione błędy.

Ikona przycisku Stop zatrzymuje dzia-

łanie Serial Monitor (monitor komunikacji

szeregowej). Jest to pomocne, gdy przesyłane

informacje przez interfejs szeregowy RS232

pojawiają się szybciej, niż można je zaobser-

wować. Przycisk New umożliwia utworzenie

nowego, pustego pliku dla programu. Należy

podać nazwę nowego pliku i jego lokalizację

na dysku. Przycisk Open umożliwia otwarcie

pliku z programem z dostępnej listy plików

w wybranym katalogu. Przycisk Save umoż-

liwia zapisanie przygotowanego programu

do pliku o podanej nazwie i w wybranym ka-

Rysunek 4.

talogu. Przycisk Upload umożliwia przesła-

nie programu do mikrokontrolera a dokład-

nie do zestawu Arduino. Wcześniej należy

przygotowany program poddać weryi kacji

i kompilacji.

Przed wysłaniem programu do mikro-

kontrolera należy skoni gurować typ zestawu

Arduino oraz numer portu w komputerze, do

którego jest dołączony zestaw Arduino. Przy-

cisk Serial Monitor uruchamia okno monito-

ra komunikacji ( rysunek 3 ) przez interfejs

RS232. W jego oknie pojawiają się informa-

cje wysyłane przez interfejs RS232 mikro-

kontrolera (zestaw Arduino). Za jego pomocą

jest również możliwość wysyłania danych

do mikrokontrolera. W oknie monitora są

dostępne opcje automatycznego przewijania

otrzymanych znaków, możliwość wyboru

prędkości transmisji czy opcji związanych

ze znakami końca linii. Monitor będzie po-

Rysunek 3.

Tabela 1. Pase k przycisków

Verify/Compile

Sprawdza i poddaje kompilacji napisany kod programu

Stop

Zatrzymuje działanie monitora interfejsu RS232

New

Tworzy nową pustą zakładkę na programu

Open

Otwiera plik z programem

Save

Zapisuje plik z programem

Umożliwia wysłanie programu do mikrokontrolera z wykorzystaniem szeregowego

interfejsu RS232

Upload

Serial Monitor

Wyświetla okno monitora interfejsu RS232

Rysunek 1.

106

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 5/2011

1052307891.195.png

1052307891.205.png

1052307891.216.png

1052307891.227.png

1052307891.001.png

1052307891.012.png

1052307891.023.png

1052307891.034.png

1052307891.045.png

1052307891.056.png

1052307891.067.png

1052307891.078.png

1052307891.089.png

1052307891.100.png

1052307891.111.png

1052307891.122.png

1052307891.133.png

1052307891.144.png

1052307891.154.png

1052307891.161.png

1052307891.162.png

1052307891.163.png

1052307891.164.png

1052307891.165.png

1052307891.166.png

1052307891.167.png

1052307891.168.png

1052307891.169.png

1052307891.170.png

1052307891.171.png

1052307891.172.png

1052307891.173.png

1052307891.174.png

1052307891.175.png

1052307891.176.png

1052307891.177.png

1052307891.178.png

1052307891.179.png

1052307891.180.png

1052307891.181.png

1052307891.182.png

1052307891.183.png

1052307891.184.png

1052307891.185.png

Kurs Arduino

Oferta dla prenumeratorów Elektroniki Praktycznej

Avtduino specjalnie z myślą o elektronikach-praktykach!

Od numeru EP 04/2011 rozpoczę-

liśmy kurs programowania mikrokon-

trolerów AVR z użyciem bezpłatnego

środowiska programistycznego Arduino.

Kurs będzie się opierał na przykładach

przygotowanych dla płytek rozszerza-

jących do bazy (kompatybilnej z syste-

mem modułów Arduino) wyposażonej

m.in. w mikrokontroler ATmega, opisa-

nej w EP1/2011 (odpowiednik Arduino

Duemilanove, AVT-5272).

Dla prenumeratorów Elektroniki

Praktycznej przygotowaliśmy niespo-

dziankę: wszystkim prenumeratorom

papierowej wersji miesięcznika w grud-

niu 2011 zaoferujemy za darmo jedną,

wybraną płytkę drukowaną modułu roz-

szerzenia dla zestawu Avtduino (zgodne

z Arduino), dla których przykłady apli-

kacji przedstawimy w ramach kursu pu-

blikowanego na łamach czasopisma.

Pierwsze artykuły kursowe o Ardu-

ino opublikowaliśmy w EP 4/2011 na

stronach: 96 i 98.

Opis pierwszego modułu rozszerza-

jącego do płyty bazowej Avtduino opu-

blikowaliśmy w Elektronice Praktycznej

4/2011 na stronie 47 (AVT-1615), kolej-

nego w bieżącym numerze na stronie 55

(AVT-1616).

Płytka bazowa systemu Avtduino będąca bazowym

rozwiązaniem dla uczestników kursu

Rysunek 6.

Rysunek 7.

Send umożliwia wysłanie danych do mikro-

kontrolera w zestawie Arduino. Działanie

monitora transmisji szeregowej można za-

trzymać przyciskiem Stop . Aby ponownie

uruchomić monitor wystarczy przycisnąć

przycisk Serial Monitor . Korzystanie z moni-

tora szeregowej transmisji będzie pokazane

podczas praktycznych przykładów odczytu

danych z czujników, gdy do zestawu nie bę-

dzie dołączony wyświetlacz.

U góry okna Arduino IDE znajduje się

menu składające się z przycisków File , Edit ,

Sketch , Tools oraz Help . W menu File , które

pokazano na rysunku 4 umieszczono funk-

Rysunek 5.

mocny podczas sprawdzania pracy progra-

mu i wyszukiwania w nim błędów. Przycisk

REKLAMA

107

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 5/2011

1052307891.186.png

1052307891.187.png

1052307891.188.png

1052307891.189.png

1052307891.190.png

1052307891.191.png

1052307891.192.png

1052307891.193.png

1052307891.194.png

1052307891.196.png

1052307891.197.png

1052307891.198.png

1052307891.199.png

1052307891.200.png

1052307891.201.png

1052307891.202.png

1052307891.203.png

1052307891.204.png

1052307891.206.png

1052307891.207.png

1052307891.208.png

1052307891.209.png

1052307891.210.png

1052307891.211.png

1052307891.212.png

1052307891.213.png

1052307891.214.png

1052307891.215.png

1052307891.217.png

1052307891.218.png

1052307891.219.png

1052307891.220.png

1052307891.221.png

1052307891.222.png

1052307891.223.png

1052307891.224.png

1052307891.225.png

1052307891.226.png

1052307891.228.png

1052307891.229.png

1052307891.230.png

1052307891.231.png

1052307891.232.png

1052307891.233.png

1052307891.234.png

1052307891.235.png

1052307891.236.png

1052307891.237.png

1052307891.002.png

1052307891.003.png

1052307891.004.png

1052307891.005.png

1052307891.006.png

1052307891.007.png

1052307891.008.png

1052307891.009.png

1052307891.010.png

1052307891.011.png

1052307891.013.png

1052307891.014.png

1052307891.015.png

1052307891.016.png

1052307891.017.png

1052307891.018.png

1052307891.019.png

1052307891.020.png

1052307891.021.png

1052307891.022.png

1052307891.024.png

1052307891.025.png

1052307891.026.png

1052307891.027.png

1052307891.028.png

1052307891.029.png

1052307891.030.png

1052307891.031.png

1052307891.032.png

1052307891.033.png

1052307891.035.png

1052307891.036.png

1052307891.037.png

1052307891.038.png

1052307891.039.png

1052307891.040.png

1052307891.041.png

1052307891.042.png

1052307891.043.png

1052307891.044.png

1052307891.046.png

1052307891.047.png

1052307891.048.png

1052307891.049.png

1052307891.050.png

1052307891.051.png

1052307891.052.png

1052307891.053.png

1052307891.054.png

1052307891.055.png

1052307891.057.png

1052307891.058.png

1052307891.059.png

1052307891.060.png

1052307891.061.png

1052307891.062.png

1052307891.063.png

1052307891.064.png

1052307891.065.png

1052307891.066.png

1052307891.068.png

1052307891.069.png

1052307891.070.png

1052307891.071.png

1052307891.072.png

1052307891.073.png

1052307891.074.png

1052307891.075.png

1052307891.076.png

1052307891.077.png

1052307891.079.png

1052307891.080.png

1052307891.081.png

1052307891.082.png

1052307891.083.png

1052307891.084.png

1052307891.085.png

1052307891.086.png

1052307891.087.png

1052307891.088.png

1052307891.090.png

1052307891.091.png

1052307891.092.png

1052307891.093.png

1052307891.094.png

1052307891.095.png

1052307891.096.png

1052307891.097.png

1052307891.098.png

1052307891.099.png

1052307891.101.png

1052307891.102.png

1052307891.103.png

1052307891.104.png

1052307891.105.png

1052307891.106.png

1052307891.107.png

1052307891.108.png

1052307891.109.png

1052307891.110.png

1052307891.112.png

1052307891.113.png

1052307891.114.png

1052307891.115.png

1052307891.116.png

1052307891.117.png

1052307891.118.png

1052307891.119.png

1052307891.120.png

1052307891.121.png

1052307891.123.png

1052307891.124.png

1052307891.125.png

1052307891.126.png

1052307891.127.png

1052307891.128.png

1052307891.129.png

1052307891.130.png

1052307891.131.png

1052307891.132.png

1052307891.134.png

1052307891.135.png

1052307891.136.png

1052307891.137.png

1052307891.138.png

1052307891.139.png

1052307891.140.png

1052307891.141.png

1052307891.142.png

1052307891.143.png

1052307891.145.png

1052307891.146.png

1052307891.147.png

1052307891.148.png

1052307891.149.png

1052307891.150.png

1052307891.151.png

KURS

Listing 1. Program powodujący miganie diody LED

void setup() {

pinMode(13, OUTPUT); //konﬁ guracja linii 13 jako wyjście

}

void loop() {

digitalWrite(13, HIGH); // wyłączenie diody LED

delay(1000); // opóźnienie 1 sekundy

digitalWrite(13, LOW); // włączenie diody LED

delay(1000); // opóźnienie 1 sekundy

}

Rysunek 8.

Rysunek 12.

Rysunek 9.

strony, natomiast w opcji Preferences jest

możliwość zmiany opcji koni guracyjnych

Arduino IDE. Oczywiście dostępna jest rów-

nież opcja drukowania. W menu Edit pokaza-

nym na rysunek 5 dostępne są opcje cofania

zmian w programie, kopiowania, wklejania

oraz wycinania. Są również opcje wstawia-

nia komentarzy do programu, zaznaczania

oraz opcje wyszukiwania Find i Find Next .

W menu Sketch ( rysunek 6 ) znajdują się

ważne opcje związane z weryi kacją i kompi-

lacją programu ( Verify/Compile ). Ponadto do-

stępna jest opcja Stop zatrzymująca monitor

komunikacji szeregowej. Opcja Show Sketch

Folder pokazuje folder z programem, nato-

miast opcja Import Library umożliwia import

biblioteki z której będzie korzystał przygo-

towywany program (do programu wstawia-

ny jest odnośnik do wybranej biblioteki).

Program wyświetla biblioteki znajdujące się

folderze libraries oprogramowania Arduino

IDE. Domyślnie dostępnych jest kilkanaście

bibliotek do których można również dołą-

czyć biblioteki dostępne w Internecie. Opcja

Add File umożliwia dodanie kolejnego pliku

do przygotowywanego programu. W menu

Tools pokazanym na rysunku 7 znajdują się

narzędzia dzięki którym będzie możliwa ko-

munikacja z zestawami Arduino. Opcja Auto

Format umożliwia z formatowanie napisane-

go programu (wprowadza wcięcia sprawia-

jące że program będzie bardziej czytelny).

Opcja Archive Sketch umoż-

liwia archiwizację przygoto-

wanego oprogramowania do

formatu ZIP. Dostępna jest

również opcja Serial Monitor

włączająca monitor komu-

nikacji szeregowej. W opcji

Board jest możliwość wyboru

zestawu Arduino z którym

będzie się komunikowało

oprogramowanie Arduino

IDE. Natomiast w opcji Serial

Port wybiera się numer portu

szeregowego z którym będzie

odbywała się komunikacja

z zestawem Arduino. W opcji

Rysunek 13.

Burn Bootloader znajdują się obsługiwane

przez Arduino programatory zewnętrzne za

pomocą których jest możliwość przesłania

do mikrokontrolera tak zwanego programu

Bootloadera za pomocą którego będzie moż-

liwe programowanie mikrokontrolera bez

potrzeby wykorzystywania dodatkowego ze-

wnętrznego programatora. W menu Help ( ry-

sunek 8 ) znajdują się opcje związane z odno-

śnikami do stron internetowych o Arduino,

jego obsługi, sposobu programowania czy

dostępnych instrukcji.

Rysunek 10.

cje tworzenia nowego programu, jego zapisu

oraz zamknięcia. W opcji Example znajdu-

ją się przykładowe programy dla Arduino.

Można w nich znaleźć dużo przykładów po-

dzielonych na grupy. Są to programy do ob-

sługi silników, wyświetlaczy czy czujników.

Dostępnych jest kilkadziesiąt przykłado-

wych programów. Opcja Upload to I/O Board

wysyła program do mikrokontrolera. Opcja

Page Setup umożliwia ustawienie opcji

Podstawowe elementy zestawu

Arduino IDE

Odpowiednik zestawu Arduino UNO

(Avtduino) z mikrokontrolerem ATmega168,

który będzie używany podczas kursu, był opi-

sywany w styczniowej Elektronice Praktycz-

nej. Na rysunku 9 pokazano elementy płytki

zestawu Arduino UNO. Zestaw ma gniazdo

USB, za pomocą którego będzie się odbywać

komunikacja komputera PC z mikrokontrole-

rem zestawu. Jest ona przeprowadzana z uży-

ciem konwertera USB-RS232. Zestaw może

być zasilany z interfejsu USB lub z wykorzy-

staniem zewnętrznego zasilania.

W zestawie dostępne są linie DIGITAL

(cyfrowe) mikrokontrolera oznaczone 0...13

przy czym linie 0 i 1 są liniami interfejsu

RS232. Dostępna jest również linia AREF, do

której można dołączyć zewnętrzne napięcie

odniesienia dla przetwornika A/C mikrokon-

trolera. Do gniazda ANALOG IN (analogowe)

dołączone zostały linie analogowe mikro-

kontrolera A0...A5, które również mogą pra-

cować jako linie cyfrowe. Do gniazda Power

Rysunek 11.

108

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 5/2011

1052307891.152.png

1052307891.153.png

1052307891.155.png

1052307891.156.png

1052307891.157.png

Kurs Arduino

doprowadzono linie masy, napięcia zasila-

jące 5 V i 3,3 V oraz linię zerującą RESET .

Dostępne jest również gniazdo ICSP, do któ-

rego można dołączyć zewnętrzny programa-

tor. Umożliwia on załadowania do pamięci

mikrokontrolera programu Bootloadera lub

zaprogramowania go dowolnym innym pro-

gramem. Ponadto zestaw wyposażono w dio-

dę sygnalizującą zasilanie, diody sygnalizu-

jące transmisję z wykorzystaniem interfejsu

RS232 oraz diodę „L” sygnalizującą stan linii

13 mikrokontrolera. Do dostępnych gniazd

z liniami portów i zasilających będzie moż-

liwość dołączania własnych lub dostępnych

modułów Avtduino. Więcej informacji o ze-

stawie Arduino UNO można znaleźć z Elek-

tronice Praktycznej 01/2011.

rego będzie się odbywała komunikacja z ze-

stawem Arduino UNO.

Należy jeszcze odpowiednio skoniguro-

wać oprogramowanie Arduino IDE. W menu

Tools->Board należy wybrać zestaw pokaza-

ny na rysunku 11 . Następnie ustawić numer

portu, po którym będzie się odbywała ko-

munikacja. Prawidłową konigurację dla za-

instalowanego portu (w tym przypadku port

COM5) pokazano na rysunku 12 .

Po wykonaniu opisanych nastaw opro-

gramowanie Arduino IDE może się już ko-

munikować z zestawem Arduino UNO, który

został już wyposażony z odpowiedni Bootlo-

ader. Prawidłowa komunikacja będzie sygna-

lizowana za pomocą diod TX oraz RX. Aby

przesłać do zestawu przygotowany program,

po jego weryikacji i kompilacji wystarczy

przycisnąć przycisk Upload . Jeśli będą pro-

blemy z komunikacją może to być wina

sprzętu lub nieprawidłowej koniguracji por-

tu komunikacyjnego. Zainstalowany numer

portu powinien być zgodny z wybranym por-

tem w oprogramowaniu Ardiuino IDE.

trolera. Dioda miga w jednosekundowych

odstępach.

Po przepisaniu przykładowego programu

( rysunek 13 ) należy w pierwszej kolejności

wykonać weryikację oraz kompilację kli-

kając na ikonie Verify/Complile . Po bezbłęd-

nej kompilacji (gdy jest brak komunikatów

o znalezionych błędach) program można

przesłać do mikrokontrolera naciskając przy-

cisk Upload . Po przesłaniu programu do mi-

krokontrolera powinna zacząć migać dioda

oznaczona jako „L”. Można zmienić wartości

opóźnień w instrukcji Delay i zobaczyć jak

zacznie się zachowywać dioda LED L

Podsumowanie

W ramach tej części kursu pokazano

funkcje oprogramowania Arduino IDE oraz

pokazano sposób konigurowania i komu-

nikację z zestawem Arduino UNO wraz

z przykładowym programem testowym.

W następnych częściach kursu będą przed-

stawiane przykłady obsługi różnych peryfe-

riów mikrokontrolera i dołączonych do niego

modułów wraz ze szczegółowym opisem ich

działania. Przykłady będą pomocne podczas

przygotowywania własnych programów, bę-

dzie je można szybko zmodyikować i dosto-

sować do własnych potrzeb.

Marcin Wiązania

marcin.wiazania@ep.com.pl

Uruchomienie zestawu

Zestaw może być zasilany z użyciem ze-

wnętrznego zasilacza lub z interfejsu USB.

Po połączeniu zestawu Arduino UNO z kom-

puterem za pomocą przewodu USB należy

w pierwszej kolejności zainstalować sterow-

niki USB wirtualnego portu COM. Sterowni-

ki te znajdują się w pakiecie Arduino w ka-

talogu Drivers . Po prawidłowym zainstalo-

waniu w menedżerze urządzeń powinny

się pojawić dwa urządzenia zaznaczone na

rysunku 10 . W przykładzie został zainstalo-

wany wirtualny port COM5 , za pomocą któ-

Przykładowy program

Aby sprawdzić prawidłową współpracę

oprogramowania Arduino IDE z zestawem

Arduino UNO należy przepisać program

z listingu 1 . Powoduje on miganie diody „L”

dołączonej do wyprowadzenia 13 mikrokon-

REKLAMA

109

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 5/2011

1052307891.158.png

1052307891.159.png

1052307891.160.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

8693.pdf (589 KB)
8238.pdf (947 KB)
1359.pdf (586 KB)
1403.pdf (657 KB)
9546.pdf (1079 KB)

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin