Tworzenie środowiska programistycznego

Tworzenie środowiska programistycznego Arduino (3)
– biblioteki i narzędzia programowania
Biblioteki
Obecnie dla środowiska Arduino dostępne są
dwie główne biblioteki językowe C:
– biblioteka Atmel C
– biblioteka projektu Arduino.
Biblioteka Atmel C została utworzona jako uniwersalna biblioteka dla mikrokontrolerów ATmega, a biblioteka projektu Arduino jest utworzona specjalnie
dla jednostek Arduino do używania jej bez konieczności stosowania programatora. W tym opracowaniu w zwięzły sposób przedstawiamy dwa oddzielne środowiska programowania Arduino, aby zapoznać się z funkcjami jakie każda z nich oferuje dla
programisty Arduino.
Poznawanie biblioteki Atmel C
Środowisko Atmel C składa się z dwóch podstawowych pakietów:
– środowiska kompilatora wiersza polecenia
– graficznej nakładki dla środowiska kompilatora.
Kompletny kompilator wierszy poleceń języka i biblioteka dla mikrokontrolerów rodziny ATmega AVR
został opracowany przez firmę Projekt AVR Libc.
Składa się on z trzech podstawowych pakietów:
– kompilatora avr-gcc do tworzenia kodu maszynowego mikrokontrolera z kodu języka C
– pakiet avr-libc do dostarczenia biblioteki języka C
dla mikrokontrolerów AVR
– pakiet avr-binutils do dostarczenia dodatkowych
narzędzi do pracy z programami w języku C.
Pakiet avr-gcc używa otwartego kompilatora
(open Skurce) GNU C (zwanego gcc) i dostosowuje do wyjścia kodu maszynowego zestaw instrukcji
AVR używany przez mikrokontrolery ATmega. To
jest to, co pozwala na pisanie programów C, które
zostały zamienione na kod maszynowy, który działa na mikrokontrolerze.
W dzisiejszych czasach niemal każda aplikacja
korzysta z interfejsu graficznego –kompilatory również. Twórcy Atmel wydali pełny pakiet zintegrowanego środowiska programistycznego (IDE), który
zapewnia graficzne środowisko Windows do edycji i opracowywania programów C dla mikrokontrolerów AVR.
Pakiet Atmel Studio łączy graficzny edytor tekstu do wpisywania kodu z wszystkimi funkcjami
przetwarzania tekstu jakie znasz (takie jak np. wy-
cinanie i wklejanie tekstu) z kompilatorem avr-gcc.
Uwzględnia on również pełny debugger języka C,
dzięki czemu łatwiej wykonuje się debugowanie
kodu programu. Ponadto generuje wszystkie komunikaty błędów generowanych przez mikrokontroler
do okna wykresu.
Chociaż biblioteka Atmel C sprawia, że programowanie mikrokontrolerów serii ATmega jest łatwiejsze,
to nadal uważana jest za narzędzie dla zaawansowanych programistów. Zamiast tego, większość początkujących Arduino (a nawet wielu zaawansowanych użytkowników) korzysta z narzędzi programistycznych Arduino stworzony przez projekt Arduino.
Kolejny rozdział przybliży nam te narzędzia.
Korzystanie z narzędzi programowania
Arduino
Wadą biblioteki Atmel C jest to, że do łączenia
się z mikrokontrolerem ATmega wykorzystuje się
kod rodzajowy (generyczny). Zaletą sprzętu Arduino jest to, że dostęp do rozlicznych funkcji mikrokontrolera ATmega jest łatwiejszy, ale to ulega zniweczeniu, gdy zostanie użyty kod biblioteki Atmel C.
Na szczęście zespół programistów Arduino pomógł rozwiązać ten problem, tworząc język programowania Arduino.
Poznawanie języka programowania
Arduino
Programiści Arduino utworzyli bibliotekę C, która
zawiera dodatkowe funkcje, aby pomóc w interakcji z właściwościami i funkcjami Arduino w znacznie łatwiejszy sposób niż kodowanie przez bibliotekę Atmel C.
Dla przykładu, aby wysłać sygnał do cyfrowej linii
wyjściowej, po prostu używa się funkcji «digitalWrite()». Aby odczytać sygnał z analogowej linii wejściowych, należy użyć funkcji «analogRead()». To
czyni pisanie kodu dla Arduino znacznie łatwiejszym.
Twórcy Arduino wydali dostosowaną bibliotekę C
wraz z kompilatorem avr-gcc języka C Atmel w jednym pakiecie, zwanym Arduino IDE. Arduino IDE jest
interfejsem graficznym, podobnym do pakietu Atmel
Studio, ale nie aż tak skomplikowanym. Na rysunku
1 pokazano podstawowe okno Arduino IDE.
SERWIS ELEKTRONIKI
1
Biblioteki i narzędzia programowania Arduino
Rys. 1. Pakiet oprogramowania IDE Arduino
Pakiet IDE zawiera pełny edytor tworzenia programów Arduino, kompilator do budowania gotowego programu oraz sposób do przesłania kompletnego programu do jednostki Arduino. Tworzenie programów do uruchomienia na Arduino z pakietem Arduino IDE jest bardzo proste.
Biblioteki Arduino Shield
Oprócz podstawowych bibliotek Arduino C, programiści Arduino stworzyli biblioteki dla wszystkich
popularnych nakładek Arduino. Pozwala to na łatwe
włączenie funkcji nakładek do swoich programów
bez konieczności pisania skomplikowanego kodu.
2
Specjalistyczne biblioteki są dostępne dla wszystkich popularnych nakładek Arduino, takich jak:
– Ethernet
– wyświetlacz LCD
– sterownik silnika
– karta SD.
Arduino IDE zawiera wszystkie popularne biblioteki nakładek traktując je jako domyślne, więc nie
trzeba „zagłębiać się” w Internecie, aby znaleźć pliki do pobrania. Z Arduino IDE i bibliotekami nakładek, można tworzyć programy dla niemal każdego
projektu Arduino, który chcemy aby pracował.
SERWIS ELEKTRONIKI