Главная страница
Навигация по странице:

  • 2. Каким образом можно воспользоваться ранее разработанными функциями, не переписывая их в программный код

  • 5. Что за выражение стоит справа от = при объявлении булевой переменной enableSegment

  • 2. О каких ограничениях не следует забывать при работе с последовательным портом

  • 3. Как избежать ошибки в передаче данных, содержащих обратныйслеш (\)

  • 1. Зачем нужен конденсатор при включении в схему сервопривода

  • 2. Каким образом библиотека Servo.h позволяет работать с сервоприводом

  • 4. Как быть уверенным в том, что в переменную типа int после вычислений попадет корректное значение

  • 1. Из-за чего измерения напряжения в этом эксперименте могут бытьнеточными (на что можно повлиять)

  • 2. Какая библиотека облегчает работу с текстовым экраном Какие шаги нужно предпринять до начала вывода текста на него

  • 3. Каким образом задается позиция, с которой на экран выводитсятекст

  • 1. Какие объекты позволяют легко манипулировать текстовыми данными Ответ: объекты String.2. Что возвращают методы Serial.available() и Serial.read()

  • 3. Чем отличаются конструкции for и while Ответ:в цикле forесть встроенный счетчик.4. Каким образом можно организовать более сложное ветвление, чемif … else

  • 5. Как можно объединить текстовые строки Ответ: с помощью конкатенации msg += sym6. Как можно привести текстовую строку, содержащую цифры, к числовому типу

  • 1. Каким образом подавляется дребезг контактов в этом упражнении

  • 2. Для чего используются прерывания

  • 3. Каким образом можно включить обработку внешних прерываний

  • 4. О каких нюансах работы следует помнить при работе с прерываниями

  • 5. Как выбрать максимальное из двух значений Минимальное

  • 6. Как получить абсолютное значение переменной

    		•

    Отчёт по практике Arduino. Отчет. Программирование микроконтроллеров в среде Arduino


    Скачать 2.74 Mb.
    НазваниеПрограммирование микроконтроллеров в среде Arduino
    АнкорОтчёт по практике Arduino
    Дата14.05.2022
    Размер2.74 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаОтчет.docx
    ТипОтчет
    #528283
    страница4 из 4
    1   2   3   4

    1. Как нужно подключить термистор, чтобы получать на Arduino данные о температуре?

    Ответ: к пину А0.


    2. Каким образом можно воспользоваться ранее разработанными функциями, не переписывая их в программный код?

    Ответ: подключить библиотеку.


    3. Чем неудобно использование чисел с плавающей точкой на Arduino?

    Ответ: Эти числа имеют небольшую точность, а их использование в логических выражениях может привести к ошибкам в работе программы.

    4. Можно ли записать инструкции объявления переменной temperature и формулу для ее расчета на одной строке, как это сделано для voltage?

    Ответ: да, можно.


    5. Что за выражение стоит справа от = при объявлении булевой переменной enableSegment?

    Ответ: логическое выражение, возвращающее булево значение.

    Вывод: Я научился создавать простые измерительные устройства, выводящие показания на шкалу.

    Упражнение №16. Метеостанция

    Цель: организовать передачу данных об измеренной температуре накомпьютер.



    Рисунок 16.1 – Схема электрическая принципиальная


    Рисунок 16.2 – Схема, собранная в программной среде SimulIDE

    1. Перед таблицей данных о температуре добавьте заголовок (например, "Meteostation").

    #include

    int minute = 1;

    #define TERMIST_B 4300

    #define VIN 5.0

    Void setup(){

    Serial.begin(9600);

    Serial.println("Meteostation");

    Serial.println("Minute\tTemperature");

    }

    Void loop(){

    float voltage = analogRead(A0) * VIN / 1024.0;

    float r1 = voltage / (VIN - voltage);

    float temperature = 1. / (1. / (TERMIST_B)*log(r1) + 1. / (25. + 273.)) - 273;

    Serial.print(minute);

    Serial.print("\t");

    Serial.println(temperature);

    delay(60000);

    ++minute;

    }

    Листинг 16.1 – Листингпрограммы

    2. Добавьте столбец, содержащий количество секунд, прошедших с момента запуска микроконтроллера.

    #include

    int minute = 1;

    #defineTERMIST_B 4300

    #defineVIN 5.0

    voidsetup(){

    Serial.begin(9600);

    Serial.println("Minute\tSec\tTemperature");

    }

    voidloop(){

    float voltage = analogRead(A0) * VIN / 1024.0;

    float r1 = voltage / (VIN - voltage);

    float temperature = 1. / (1. / (TERMIST_B)*log(r1) + 1. / (25. + 273.)) - 273;

    Serial.print(millis() / 1000 / 60);

    Serial.print("\t");

    Serial.print(millis() / 1000);

    Serial.print("\t");

    Serial.println(temperature);

    delay(1000);

    ++minute;

    }

    Листинг 16.2 – Листингпрограммы


    Ответы на вопросы:


    1. Какие действия нужно предпринять, чтобы читать на компьютереданные с Arduino?

    Ответ: нужно открыть SerialMonitorв SimulIDE.


    2. О каких ограничениях не следует забывать при работе с последовательным портом?

    Ответ:невозможно использовать цифровые порты 0 и 1 одновременно с передачей данных по последовательному порту.


    3. Как избежать ошибки в передаче данных, содержащих обратныйслеш (\)?

    Ответ: обратный слэш нужно экранировать, продублировав его(\\).

    Вывод: Я научился организовывать передачу данных с платы Arduino накомпьютер.

    Упражнение №17. Пантограф

    Цель: поворот сервопривода на угол, задаваемый потенциометром.



    Рисунок 17.1 – Схема электрическая принципиальная


    Рисунок 17.2 – Схема, собранная в программной среде SimulIDE

    1. Изменена программатак, чтобы по мере поворота ручки потенциометра, сервопривод последовательно занимал 8 положений: 45, 135, 87, 0,65, 90, 180, 150°.

    #include

    Servo myServo;

    void setup()

    {myServo.attach(9);}

    void loop()

    {

    int val = analogRead(A0);

    if ((val <= 127)&&(val >= 0)) myServo.write(45);

    if ((val <= 255)&&(val >= 128)) myServo.write(135);

    if ((val <= 383)&&(val >= 256)) myServo.write(87);

    if ((val <= 511)&&(val >= 384)) myServo.write(0);

    if ((val <= 639)&&(val >= 512)) myServo.write(65);

    if ((val <= 767)&&(val >= 640)) myServo.write(90);

    if ((val <= 895)&&(val >= 768)) myServo.write(180);

    if ((val <= 1022)&&(val >= 896)) myServo.write(150);

    }

    Листинг 17.1 – Листингпрограммы

    2. Cервопривод управляет ‘шторкой’, и поддерживает постоянное количество ‘света’ в помещении.



    Рисунок 17.3– Схема, собранная в программной среде SimulIDE

    #include

    #define POT_MAX_ANGLE 270.0

    Servo myServo;

    Void setup()

    {myServo.attach(9);}

    Void loop()

    {int val = analogRead(A0);

    int angle = int(val / 1024.0 * POT_MAX_ANGLE);

    angle = constrain(angle, 0, 180);

    myServo.write(angle);

    }

    Листинг 17.2 – Листингпрограммы

    Ответы на вопросы:


    1. Зачем нужен конденсатор при включении в схему сервопривода?

    Ответ: Конденсатор нужен чтобы при включениисервопривода избежать просадки питания платы.


    2. Каким образом библиотека Servo.h позволяет работать с сервоприводом?

    Ответ: в программе использованы методы .attach(pin) и write(angle) из этой библиотеки.


    3. Зачем ограничивается область допустимых значений для angle?

    Ответ: угол поворот сервопривода ограничен 180 градусами, отсюда следует и программное ограничение.


    4. Как быть уверенным в том, что в переменную типа int после вычислений попадет корректное значение?

    Ответ: в программе используется функция int() для явного приведения типов.

    Вывод: Я научился управлять поворотом сервопривода на угол, задаваемый потенциометром.

    Упражнение №18. Тестер батареек

    Цель: вывод на жидкокристаллический дисплей данных о напряжении,измеренном на батарейке.



    Рисунок 18.1 – Схема электрическая принципиальная



    Рисунок 18.2 – Схема, собранная в программной среде Tinkercad

    1. Создан секундомер, отсчитывающий время, прошедшее с начала работы Arduino. Секунды и сотые доли секунд выводятся на экран.

    #include

    #define DIODE_DROP 0.7

    LiquidCrystal lcd(13, 12, 11, 10, 9, 8);

    Void setup()

    {

    lcd.begin(16, 2);

    lcd.print("Timer:");

    }

    Void loop()

    {

    float sec = (float)millis() / (float)1000;

    lcd.setCursor(0, 1);

    lcd.print(sec, 2);

    lcd.print(" Sec.");

    }

    Листинг 18.1 – Листингпрограммы

    2. Совмещены отсчет времени и измерение напряжения. Все данные отображаются на дисплее и отправляются на компьютер раз в 10 секунд.

    #include

    #defineDIODE_DROP 0.7

    LiquidCrystal lcd(13, 12, 11, 10, 9, 8);

    int count = 0;

    voidsetup()

    {

    lcd.begin(16, 2);

    Serial.begin(9600);

    Serial.println("Sec\tVoltage");

    }

    voidloop()

    {

    float voltage = analogRead(A0) / 1024.0 * 10.0;

    if (voltage > 0.1)

    voltage += DIODE_DROP;

    lcd.setCursor(0, 0);

    lcd.print(voltage, 2);

    lcd.print(" Volts");
    float sec = (float)millis() / (float)1000;

    lcd.setCursor(0, 1);

    lcd.print(sec, 2);

    lcd.print(" Sec.");
    if (count == millis() / 10000)

    {

    Serial.print(millis() / 1000);

    Serial.print("\t");

    Serial.println(voltage);

    count++;

    }

    }

    Листинг 18.2 – Листингпрограммы

    Ответы на вопросы:


    1. Из-за чего измерения напряжения в этом эксперименте могут бытьнеточными (на что можно повлиять)?

    Ответ: на диоде, защищающем от неверной полярности, падает доля напряжения.


    2. Какая библиотека облегчает работу с текстовым экраном? Какие шаги нужно предпринять до начала вывода текста на него?

    Ответ: библиотека LiquidCrystal.h, объявляем объект, для управления дисплеем, необходимо указать номера пинов, к которым он подключен в порядке: RS E DB5 DB6 DB7 DB8 (LiquidCrystal lcd(13, 12, 11, 10, 9, 8)). Сообщаем объекту количество строк и столбцов, вызвав begin() lcd.begin(16, 2);


    3. Каким образом задается позиция, с которой на экран выводитсятекст?

    Ответ: положение курсора задается методом lcd.setCursor(0, 1), с указанием строки и столбца.

    Вывод: мы научились выводить на жидкокристаллический дисплей данные о напряжении, измеренные на батарейке.

    Упражнение №19. Светильник, управляемый по USB

    Цель: управление светодиодом, подключенного к плате Arduino, передавая команды через интерфейс USB.



    Рисунок 19.1 – Схема электрическая принципиальная



    Рисунок 19.2 – Схема, собранная в программной среде SimulIDE

    1. Проверьте, попадает ли переданное число в диапазон значений, которые нужно передавать в analogWrite(). Передайте на компьютер сообщение об ошибке, если нет.

    #define LED_PIN 9

    String message;

    void setup()

    { pinMode(LED_PIN, OUTPUT);

    Serial.begin(9600);}

    void loop()

    {if (Serial.available()>0) {

    char letter = Serial.read();

    if (letter >= 48 && letter <= 57)

    {int msg = map(letter, 48, 57,0, 255);

    analogWrite(9, msg);}

    else Serial.println("error!");}}

    Листинг 19.1 – Листингпрограммы

    2. Переделайте программу так, чтобы устройство распознавало текстовые команды, например, «on» и «off», и соответственно включало и выключало светодиод.

    #define LED_PIN 9

    char letter; String msg = "";

    void setup()

    { pinMode(LED_PIN, OUTPUT);

    Serial.begin(9600);}

    void loop()

    { while (Serial.available()) {

    letter = Serial.read();

    msg += letter;

    delay(100);

    if (msg == "on");

    digitalWrite(LED_PIN, HIGH);

    if (msg == "off") digitalWrite(LED_PIN, LOW);}

    Serial.println(msg);

    msg = "";}

    Листинг 19.2 – Листингпрограммы

    Ответы на вопросы:


    1. Какие объекты позволяют легко манипулировать текстовыми данными?

    Ответ: объекты String.


    2. Что возвращают методы Serial.available() и Serial.read()?

    Ответ: Метод available() объекта Serial возвращает количество байт, полученных через последовательный порт. В данной работе получаем символ методом Serial.read(), который возвращает первый байт, пришедший на последовательный порт, или -1, если ничего не пришло.


    3. Чем отличаются конструкции for и while?

    Ответ:в цикле forесть встроенный счетчик.


    4. Каким образом можно организовать более сложное ветвление, чемif … else?

    Ответ: с помощью switch().


    5. Как можно объединить текстовые строки?

    Ответ: с помощью конкатенации msg += sym


    6. Как можно привести текстовую строку, содержащую цифры, к числовому типу?

    Ответ: использовать метод toInt().

    Вывод: мы научились управлять светодиодом, подключенного к плате Arduino, передавая команды через интерфейс USB.

    Упражнение №20. Перетягивание каната

    Цель: создать игру, в которой нужно быстрее соперника нажать кнопку 20 раз.



    Рисунок 20.1 – Схема электрическая принципиальная



    Рисунок 20.2 – Схема, собранная в программной среде Tinkercad

    1. Вместо светодиодной шкалы подключил сервопривод и изменил код таким образом, чтобы перетягивание демонстрировалось путем отклонения сервопривода от среднего положения.



    Рисунок 20.3 – Схема, собранная в программной среде Tinkercad

    #include

    #defineBUZZER_PIN 0

    #defineBAR_COUNT 10

    #defineMAX_SCORE 20

    volatileint score = 0;

    Servo myServo;

    voidsetup()

    { pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);

    attachInterrupt(INT1, pushP1, FALLING);

    attachInterrupt(INT0, pushP2, FALLING);

    myServo.attach(9);}

    void pushP1() { score++; }

    void pushP2() { score--; }

    voidloop()

    { myServo.write(90);

    tone(BUZZER_PIN, 200, 100);

    while (abs(score)
    int delta = score * 4;

    int angle = 90 + delta;

    myServo.write(angle);

    }

    tone(BUZZER_PIN, 4000, 1000);

    while (true) {}}

    Листинг 20.1 – Листингпрограммы
    2. Изменил исходный код программы так, чтобы после определения победителя нажатие любой кнопки перезапускало бы игру.

    #define BUZZER_PIN 0

    #define FIRST_BAR_PIN 4

    #define BAR_COUNT 10

    #define MAX_SCORE 20

    volatile int score = 0;

    void setup()

    {for (int i = 0; i < BAR_COUNT; ++i)

    pinMode(i + FIRST_BAR_PIN, OUTPUT);

    pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);

    attachInterrupt(INT1, pushP1, FALLING);

    attachInterrupt(INT0, pushP2, FALLING);}

    void pushP1() { score++; }

    void pushP2() { score--; }

    void loop()

    {tone(BUZZER_PIN, 2000, 1000);

    while (abs(score) < MAX_SCORE) {

    int bound = map(score, -MAX_SCORE, MAX_SCORE,0, BAR_COUNT);

    int left = min(bound, BAR_COUNT / 2 - 1);

    int right = max(bound, BAR_COUNT / 2);

    for (int i = 0; i < BAR_COUNT; ++i)

    digitalWrite(i + FIRST_BAR_PIN,i >= left && i <= right);}

    tone(BUZZER_PIN, 4000, 1000);

    while (digitalRead(2) || digitalRead(3))

    {score = 0;,noTone(BUZZER_PIN);}}

    Листинг 20.2 – Листингпрограммы

    Ответынавопросы:


    1. Каким образом подавляется дребезг контактов в этом упражнении?

    Ответ: схема подключения кнопок с использованием конденсаторов, резисторов и микросхемы 74HC14, называемая инвертирующим триггером Шмитта, необходима для аппаратного подавления дребезга контактов.


    2. Для чего используются прерывания?

    Ответ: прерывание приостанавливает основную программу, выполняет заданную функцию, а затем возобновляет основную программу. По-заданию необходимо прерывание на нажатие кнопки, т.е. при смене сигнала с высокого на низкий.


    3. Каким образом можно включить обработку внешних прерываний?

    Ответ:Arduino Uno позволяет производить прерывания на портах 2 и 3. В setup() прописывается инструкция attachInterrupt(interrupt, action, event), где – interrupt может принимать значения INT0 или INT1 для портов 2 и 3 соответственно.


    4. О каких нюансах работы следует помнить при работе с прерываниями?

    Ответ: глобальные переменные, к которым осуществляется обращение из функции, обрабатывающей прерывания, должны объявляться с использованием ключевого слова volatile.Внутри функции, вызываемой по прерыванию, нельзя использовать delay().


    5. Как выбрать максимальное из двух значений? Минимальное?

    Ответ: функция min(val1, val2) возвращает меньшее из val1 и val2. Функция max(val1, val2) возвращает большее из val1 и val2.


    6. Как получить абсолютное значение переменной?

    Ответ: функция abs(value) возвращает абсолютное значение value.


    7. Возможно ли в этой схеме организовать передачу данных через последовательный интерфейс?

    Ответ: Так как в данном упражнении необходимо большое количество цифровых портов, то приходится задействовать и порт 0. Так как он соединен с одним из каналов последовательного порта, то перед прошивкой микроконтроллера придется отключать провод, ведущий к пьезодинамику, а после прошивки подключать его обратно.

    Вывод: мы создали игру, в которой для победы нужнонажать кнопку 20 раз быстрее, чем соперник.

    1   2   3   4

    написать администратору сайта