Монк . - Программируем Arduino

Создание строк

Создать строку можно из массива элементов типа char, а также из значения типа int или float, как показано в следующем примере:

String message = "Temp: ";

String temp = String(123);

Конкатенация строк

Строки типа String можно объединять друг с другом и с данными других типов с помощью оператора +. Попробуйте добавить следующий код в функцию setup пустого скетча:

Serial.begin(9600);

String message = "Temp: ";

String temp = String(123);

Serial.println(message + temp + " C");

Обратите внимание на то, что последнее значение, добавляемое в строку, в действительности является массивом символов. Если первый элемент в последовательности значений между операторами + является строкой, остальные элементы автоматически будут преобразованы в строки перед объединением.

Другие строковые функции

В табл. 6.1 перечислены еще несколько удобных функций из библиотеки String. Полный список доступных функций можно найти по адресу http://arduino.cc/en/Reference/StringObject.

Таблица 6.1.Некоторые полезные функции в библиотеке String

Функция

Пример

Описание

[]

char ch = String("abc")[0]

Переменная ch получит значение "a"

trim

String s = " abc ";

s.trim();

Удалит пробелы с обеих сторон от группы символов abc. Переменная s получит значение "abc"

toInt

String s = "123";

int x = s.toInt();

Преобразует строковое представление числа в значение типа int или long

substring

String s = "abcdefg";

String s2 = s.substring(1, 3);

Возвращает фрагмент исходной строки. Переменная s2 получит значение "bc". В параметрах передаются: индекс первого символа фрагмента и индекс символа, следующего за последним символом фрагмента

replace

String s = "abcdefg";

s.replace("de", "DE");

Заменит все вхождения "de" в строке на "DE". Переменная s2 получит значение "abcDEfg"

Использование ЭСППЗУ

Содержимое всех переменных, используемых в скетче Arduino, теряется при выключении питания или выполнении сброса. Чтобы сохранить значения, их нужно записать байт за байтом в память ЭСППЗУ. В Arduino Uno имеется 1 Кбайт памяти ЭСППЗУ.

ПРИМЕЧАНИЕ

Это не относится к плате Arduino Due, не имеющей ЭСППЗУ. В этой модели данные следует сохранять на карту microSD.

Для чтения и записи данных в ЭСППЗУ требуется использовать библиотеку, входящую в состав Arduino IDE. Следующий пример демонстрирует, как записать единственный байт в ЭСППЗУ, в данном случае операция выполняется в функции setup:

#include

void setup()

{

byte valueToSave = 123

EEPROM.write(0, valueToSave);

}

В первом аргументе функции write передается адрес в ЭСППЗУ, куда должен быть записан байт данных, а во втором — значение для записи в этот адрес.

Для чтения данных из ЭСППЗУ используется команда read. Чтобы прочитать единственный байт, достаточно выполнить следующую команду:

EEPROM.read(0);

где 0 — это адрес в ЭСППЗУ.

Пример использования ЭСППЗУ

Следующий пример демонстрирует типичный сценарий записи значения в процессе нормального выполнения программы и его чтения в момент запуска. Приложение реализует кодовый замок двери и дает возможность вводить и изменять шифр с помощью монитора последовательного порта. Шифр хранится в ЭСППЗУ, поэтому его можно менять. Если бы шифр должен был сбрасываться при каждом запуске Arduino, не было бы смысла давать пользователю возможность изменять его.

В дискуссии, приведенной далее, будут обсуждаться отдельные фрагменты скетча. Желающие увидеть полный код скетча могут открыть скетч sketch_06_06_EEPROM_example в Arduino IDE, доступный в пакете примеров для этой книги на сайте www.simonmonk.org. Опробуйте этот скетч у себя, чтобы получить более полное представление о его работе. Он не требует подключения дополнительного аппаратного обеспечения к Arduino.

Функция setup содержит вызов функции initializeCode.

void initializeCode()

{

byte codeSetMarker = EEPROM.read(0);

if (codeSetMarker == codeSetMarkerValue)

{

code = readSecretCodeFromEEPROM();

}

else

{

code = defaultCode;

}

}

Задача этой функции — записать значение в переменную code (шифр). Это значение обычно читается из ЭСППЗУ, но при этом возникает несколько сложностей.

Содержимое ЭСППЗУ может быть не очищено в момент выгрузки нового скетча; значение, однажды записанное в ЭСППЗУ, может измениться только в результате записи нового значения поверх старого. То есть при первом запуске скетча нет никакой возможности узнать, не было ли значение оставлено в ЭСППЗУ предыдущим скетчем. В результате можно оказаться перед закрытой дверью, не зная, какой шифр хранится в ЭСППЗУ.

Для решения этой проблемы можно написать отдельный скетч, устанавливающий шифр по умолчанию. Этот скетч потребовалось бы установить в плату Arduino перед основным скетчем.

Второй, менее надежный, но более удобный способ — использовать специальный признак, который записывается в ЭСППЗУ и указывает, что шифр действительно был записан. Недостатком этого решения является малая вероятность того, что в ячейке ЭСППЗУ, где должен храниться признак, уже будет записано его значение. Из-за этого обстоятельства данное решение неприемлемо для коммерческих продуктов, но в данном случае мы можем так рискнуть.

Функция initializeCode читает первый байт из ЭСППЗУ, и, если он равен переменной codeMarkerValue, которой где-то в другом месте присваивается значение 123, она считает, что ЭСППЗУ содержит установленный пользователем шифр, и вызывает функцию readSecretCodeFromEEPROM:

int readSecretCodeFromEEPROM()

{

byte high = EEPROM.read(1);

byte low = EEPROM.read(2);

return (high << 8) + low;

}

Эта функция читает двухбайтный шифр типа int из байтов с адресами 1 и 2 в ЭСППЗУ (рис. 6.5).

Рис. 6.5.Хранение значения типа int в ЭСППЗУ

Чтобы из двух отдельных байтов получить одно значение int, нужно сдвинуть старший байт влево на 8 двоичных разрядов (high << 8) и затем прибавить младший байт.

Чтение хранимого кода из ЭСППЗУ выполняется только в случае сброса платы Arduino. Но запись шифра в ЭСППЗУ должна выполняться при каждом его изменении, чтобы после выключения или сброса Arduino шифр сохранился в ЭСППЗУ и мог быть прочитан в момент запуска скетча.

За запись отвечает функция saveSecretCodeToEEPROM:

void saveSecretCodeToEEPROM()

{

EEPROM.write(0, codeSetMarkerValue);

EEPROM.write(1, highByte(code));

EEPROM.write(2, lowByte(code));

}

Она записывает признак в ячейку ЭСППЗУ с адресом 0, указывающим, что в ЭСППЗУ хранится действительный шифр, и затем записывает два байта шифра. Для получения старшего и младшего байтов шифра типа int используются вспомогательные функции highByte и lowByte из стандартной библиотеки Arduino.

Использование библиотеки avr/eeprom.h

Библиотека EEPROM позволяет писать и читать данные только по одному байту. В предыдущем разделе мы обошли это ограничение, разбивая значение int на два байта перед сохранением и объединяя два байта в значение int после чтения. В качестве альтернативы, однако, можно использовать библиотеку EEPROM, предоставляемую компанией AVR, производящей микроконтроллеры. Она обладает более широкими возможностями, включая чтение и запись целых слов (16 бит) и даже блоков памяти произвольного размера.