Arduino. Взаимодействие с компьютером через USB порт.

Для данной статье я рассматриваю схему из статьи Arduino. Управление сервоприводом, на примере SG90.

Мы используем:

Плата Arduino. x1
Компьютер(для написания и загрузке кода, а так же мы будем брать с него электричество и общаться с ним). x1
Провод для соединения компьютера и платы. x1
Сервопривод. x1

Конкретно для взаимодействия с компьютером он не нужен, просто я считаю что это статья продолжение статьи Arduino. Управление сервоприводом, на примере SG90.
Провода. x3-4
Есть схемы с внешним источником питания, но можно взять питание и с платы.

Схемы подключения:

Рассмотренный в статье Arduino. Управление сервоприводом, на примере SG90 скетч. По мне не очень интересен, так как не даёт полного представления о том, для чего использовать сервопривод. А серво привод это не просто туда сюда, это точные сильные движения. За одно мы рассмотрим, как взаимодействовать с платой Arduino через USB.

Рассмотрим следующий скетч:

#include <Servo.h>
Servo myservo;
int pos = 0;
int incomingByte = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  myservo.attach(9);
  
}

void loop() {
  if (Serial.available() > 0) {
                incomingByte = Serial.read()-48;
                if (incomingByte>=0 and incomingByte<=9) {
                  pos=pos*10+incomingByte;
                  Serial.println(pos, DEC);
                } else {
                  if (pos>=1 and pos<=180){
                    Serial.print("move: ");Serial.println(pos, DEC);
                    myservo.write(pos);                    
                  }
                  pos=0;                  
                }
        }
}

#include <Servo.h>

Servo myservo;

int pos = 0;

int incomingByte = 0;

void setup() {

Serial.begin(9600);

myservo.attach(9);

}

void loop() {

if (Serial.available() > 0) {

incomingByte = Serial.read()-48;

if (incomingByte>=0 and incomingByte<=9) {

pos=pos*10+incomingByte;

Serial.println(pos, DEC);

} else {

if (pos>=1 and pos<=180){

Serial.print("move: ");Serial.println(pos, DEC);

myservo.write(pos);

}

pos=0;

}

Этот скетч будет выставлять позицию сервопривода на позицию, переданную с компьютера на плату.

Рассмотрим данный скетч:

#include <Servo.h>

1	#include <Servo.h>

Нам так же понадобится библиотека Servo.h

Мы объявляем так же переменные:

Servo myservo;
int pos = 1;

1 2	Servo myservo; int pos = 1;

С объектом Servo myservo. И переменная pos в которую мы будем записывать позицию, на которую надо установить сервопривод.

Так же нам понадобится переменная

int incomingByte = 0;

1	int incomingByte = 0;

Сюда мы будем заносить данные поступающие с порта USB на плату.

В блоке setup:

myservo.attach(9);
Serial.begin(9600);

1 2	myservo.attach(9); Serial.begin(9600);

Мы так же задаём, что общаться с серво приводом мы будем через 9 ножку (myservo.attach(9);)

Serial.begin(9600);

1	Serial.begin(9600);

Все действия с портом USB проходят через объект Serial. Функция объекта Serial begin() выставляет скорость передачи данных по порту usb. в нашем случае begin(9600) означает, что скорость передачи данных с портом USB будет 9600 бод(бит/c).

Дальше начинается самое интересное, блок loop:

  if (Serial.available() > 0) {
                incomingByte = Serial.read()-48;
                if (incomingByte>=0 and incomingByte<=9) {
                  pos=pos*10+incomingByte;
                  Serial.println(pos, DEC);
                } else {
                  if (pos>=1 and pos<=180){
                    Serial.print("move: ");Serial.println(pos, DEC);
                    myservo.write(pos);                    
                  }
                  pos=0;                  
                }
        }

if (Serial.available() > 0) {

incomingByte = Serial.read()-48;

if (incomingByte>=0 and incomingByte<=9) {

pos=pos*10+incomingByte;

Serial.println(pos, DEC);

} else {

if (pos>=1 and pos<=180){

Serial.print("move: ");Serial.println(pos, DEC);

myservo.write(pos);

}

pos=0;

}

if (Serial.available() > 0) {

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

Конструкция if(если выполняется условие){выполняется данный блок кода}. В нашем случае Serial.available() возвращает кол-во байт доступных для чтения. соответственно если их больше нуля, выполняем блок кода внутри if.

incomingByte = Serial.read()-48;

1	incomingByte = Serial.read()-48;

Раз у нас есть данные для чтения начнём их читать, Serial.read() — считываем 1 байт из буфера. После мы ожидаем цифровое значение для ввода позиции.. а следующие коды соответсвуют следующим цифрам на клавиатуре:

48=»0″; 49=»1″ ;50=»2″; 51=»3″; 52=»4″; 53=»5″; 54=»6″; 55=»7″; 56=»8″; 57=»9″

Откуда я взял эти значения? это просто расширенная кодировка ASCII — cp1251

соответственно если мы ожидаем только цифры и какое нибудь значение обозначающее окончание ввода, то можно из кода вводимого символа вычесть 48 и у нас будет цифровое значение.

Данное значение мы помещаем в переменную incomingByte.

То есть в переменной incomingByte будет находится либо цифра или число большее 10 или меньшее 0.

запишем это следующей конструнцией if(условие){блок кода который выполняется когда условие истинно} else {блок кода который выполняется когда условие ложно}. В нашем случае:

if (incomingByte>=0 and incomingByte<=9) {..} else {…}

тоесть если incomingByte больше или равно 0 и меньше или равно 9 то это число. Рассмотрим что мы будем делать если во входящем байте закодирована цифра:

pos=pos*10+incomingByte;
Serial.println(pos, DEC);

1 2	pos=pos*10+incomingByte; Serial.println(pos, DEC);

Данной командой:

pos=pos*10+incomingByte;

1	pos=pos*10+incomingByte;

мы умножаем значение позиции pos на 10 и прибавляем знчение цифры. По сути прибавляем новое число с права. например если сейчас pos=1 и мы ввели 2 то pos=12.

Serial.println(pos, DEC);

1	Serial.println(pos, DEC);

Для наглядности выводим данные в переменной pos на USB порт. Для этого у объекта Serial есть функция print и println. print и println различаются тем, что по завершению вывода данных println посылает код перевода каретки на новую строку. Как то не понятно получилось…Раньше использовались два символа CR код 13 и LF код 10 .CR с кодом 13 возвращает каретку на начало строки, то есть переводит фокус ввода на начало строки. LF c кодом 10 переводит коретку на новую строку. Сейчас в основном принято при получении символа CR с кодом 13 переводить каретку на новую строку.

Рассмотрим нашу команду Serial.println(pos, DEC); в функции println у нас два параметра, первая это значение которое надо выводить, у нас там стоит переменная pos следовательно её значение и будет выводиться, вторая переменная у целых и вещественных чисел имеет разное значение. У целых чисел BYTE и BIN двоичный вывод, OCT восьмеричный вывод, DEC десятеричный вывод, HEX шестнадцатеричный вывод. У вещественных второй параметр числовой, который указывает сколько цифр после запятой выводить. В нашем случае pos целое число (тип int) и второй параметр DEC значить выводить данные мы будет в десятеричной системе исчисления.

На этом код если закончился перейдём к коду иначе (else).

if (pos>=1 and pos<=180){
    Serial.print("move: ");Serial.println(pos, DEC);
    myservo.write(pos);                    
}
pos=0;

if (pos>=1 and pos<=180){

Serial.print("move: ");Serial.println(pos, DEC);

myservo.write(pos);

}

pos=0;

Этот код выполняется если incomingByte выходит из диапазона от 0 до 9 это означает, что ввод цифр закончен и надо действовать.

if (pos>=1 and pos<=180){

1	if (pos>=1 and pos<=180){

Проводим проверку, если pos лежит в диапазоне от 1 до 180 то

Serial.print("move: ");Serial.println(pos, DEC);
myservo.write(pos);

1 2	Serial.print("move: ");Serial.println(pos, DEC); myservo.write(pos);

Serial.print("move: ");Serial.println(pos, DEC);

1	Serial.print("move: ");Serial.println(pos, DEC);

Выводим следующее сначала строку «move: «, а потом значение pos с переводом каретки.

После

myservo.write(pos);

1	myservo.write(pos);

устанавливаем сервопривод в позицию pos (myservo.write(pos);)

pos=0;

pos=0;

осталось занулить значение pos в любом случае выходит pos из диапазона значений или не выходит.

Скетч закончился.

После загрузки данного наброска на плату, переходим вследующий пункт меню:

Инструменты->Мониторинг порта

В открывшемся окне, в правом нижнем углу есть выпадающий список со скоростью взаимодействия с платой. Выставляем 9600 бод, как указано в нашем скетче.

Теперь мы готовы для ввода параметров.

Введём значение «123-» и нажмём «Enther»:

на экране выведется:

1
12
123
move: 123

123

move: 123

а потом сервопривод перейдёт в позицию 123.

Из этого примера видно, что Arduino не обрабатывает всю строку сразу, а берёт данные побитово, сначала обработался код символа «1». потом код симовла «2» и т.д. пока наша строка не закончилась.

Видео процесса:

Другие статьи по программированию плат Arduino можно посмотреть здесь.

Arduino. Взаимодействие с компьютером через USB порт.

Комментарии:

Добавить комментарий Отменить ответ