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Arduino - II parte

Laboratorio di Segnali e Sistemi II - Arduino-II parte A.Nigro

Esercizio: simulazione di un semplice sistema di controllo

Un certo impianto viene acceso e spento manualmente tramite un interruttore.

Inoltre,passando da spento ad acceso si deve immaginare una fase di

riscaldamento iniziale.

Durante il funzionamento si puo’ poi verificare una qualche situazione anomala

(per esempio surriscaldamento) che deve provocare uno spegnimento

automatico.


Esercizio: una simulazione (2)

Simuliamo lo stato spento o acceso con due LED:

• Led Verde acceso: impianto spento (in attesa);

• Led Rosso acceso: impianto acceso;

• Led Verde lampeggiante: fase di preriscaldamento;

• Led Rosso lampeggiante: fase di spegnimento per allarme.

(Simuliamo la situazione di allarme come un pulsante che viene premuto in

modo asincrono)


Esercizio: una simulazione (3)

Diagramma degli stati:


Prima soluzione - Codice (1)

/∗ 4 p o s s i b i l i s t a t i 0=spento , 1= r iscaldamento , 2=acceso , 3=al la rme ∗ /i n t ledVerde = 8;i n t ledRosso = 9;i n t swi tchPin = 2;i n t swi tchVal = 0 ;v o l a t i l e i n t s t a t e = 0;vo id setup ( ) {

/ / put your setup code here , to run once :S e r i a l . begin (9600) ;pinMode ( ledVerde , OUTPUT) ;pinMode ( ledRosso , OUTPUT) ;pinMode (2 , INPUT_PULLUP ) ; / / p in d i accensione e spegnimentopinMode (3 , INPUT_PULLUP ) ; / / p in d i a l la rme ( i n t e r r u p t )a t t a c h I n t e r r u p t (1 , al larme , FALLING ) ;S e r i a l . p r i n t ( " Stato a t t u a l e " ) ;S e r i a l . p r i n t l n ( s t a t e ) ;}



vo id loop ( ) {swi tchVal = d ig i t a lRead ( swi tchPin ) ;

swi tch ( s t a te ) {case 0: {

d i g i t a l W r i t e ( ledVerde , HIGH ) ;d i g i t a l W r i t e ( ledRosso , LOW) ;i f ( swi tchVal == 1) s ta te =1;

break ; }case 1: {

f l a s h ( ledVerde , 5 , 1000) ;s t a t e = 2;break ; }case 2: {

d i g i t a l W r i t e ( ledVerde , LOW) ;d i g i t a l W r i t e ( ledRosso , HIGH ) ;

i f ( swi tchVal == 0) s ta te =0;break ; }

case 3: {f l a s h ( ledRosso , 10 , 500) ;s t a t e = 0;break ;

}}

}Laboratorio di Segnali e Sistemi II - Arduino-II parte A.Nigro


vo id a l la rme ( ){

S e r i a l . p r i n t ( " I n t e r r u p t : Stato a t t u a l e " ) ;S e r i a l . p r i n t l n ( s t a t e ) ;

s t a t e = 3;}vo id f l a s h ( i n t pin , i n t number , i n t leng ){

i n t i = 0 ;f o r ( i = 0 ; i < 5 ; i ++){

d i g i t a l W r i t e ( pin , HIGH ) ;delay ( leng ) ;d i g i t a l W r i t e ( pin , LOW) ;delay ( leng ) ;

}

}


Commenti

Questa soluzione e’ sbagliata! Dove sta l’errore?


Commenti

Questa soluzione e’ sbagliata! Dove sta l’errore?

In caso di allarme il sistema si spegne, ma poi legge il pin 2, lo trova HIGH e si

riaccende.

Possibili soluzioni:

• Introdurre un ulteriore stato (4) in cui si va dopo l’allarme e da cui si esce

solo con reset manuale;

• Accensione e spegnimento tramite pulsante (toggle) (tramite interrupt o in

altro modo).


Diagramma modificato

Diagramma degli stati:


Soluzione con interrupt - Codice (1)

/∗ 4 p o s s i b i l i s t a t i 0=spento , 1= r iscaldamento , 2=acceso , 3=al la rme ∗ /i n t ledVerde = 8;i n t ledRosso = 9;v o l a t i l e i n t s t a t e = 0;vo id setup ( ) {S e r i a l . begin (9600) ;pinMode ( ledVerde , OUTPUT) ;pinMode ( ledRosso , OUTPUT) ;pinMode (2 , INPUT_PULLUP ) ; / / p in d i accensione e spegnimentopinMode (3 , INPUT_PULLUP ) ; / / p in d i a l la rmea t t a c h I n t e r r u p t (0 , comando , FALLING ) ;a t t a c h I n t e r r u p t (1 , al larme , FALLING ) ;S e r i a l . p r i n t ( " Stato a t t u a l e " ) ;S e r i a l . p r i n t l n ( s t a t e ) ;}



vo id loop ( ) {/ / put your main code here , to run repeated ly :

swi tch ( s t a te ) {case 0: {

d i g i t a l W r i t e ( ledVerde , HIGH ) ;d i g i t a l W r i t e ( ledRosso , LOW) ;

break ; }case 1: {

f l a s h ( ledVerde , 5 , 1000) ;s t a t e = 2;break ; }case 2: {

d i g i t a l W r i t e ( ledVerde , LOW) ;d i g i t a l W r i t e ( ledRosso , HIGH ) ;

break ; }case 3: {

f l a s h ( ledRosso , 10 , 500) ;s t a t e = 0;break ;

}}

}



vo id comando ( ){

i f ( s t a t e == 0) { s t a t e = 1 ; }e lse i f ( s t a t e == 2 ) { s t a t e = 0 ; }

}vo id a l la rme ( ){

s t a t e = 3;}vo id f l a s h ( i n t pin , i n t number , i n t leng ){

i n t i = 0 ;f o r ( i = 0 ; i < 5 ; i ++){

d i g i t a l W r i t e ( pin , HIGH ) ;delay ( leng ) ;d i g i t a l W r i t e ( pin , LOW) ;delay ( leng ) ;

}

}


Timing

Ci sono varie funzioni legate al timing

• delay();

• delayMicroseconds();

• millis()

• micros()

Le funzioni millis() e micros() consentono di misurare intervalli di tempo

(per esempio per misurare la velocita’ di esecuzione di una istruzione)


Esempio

i n t imax = 1000;f l o a t t e s t = 752.32;f l o a t t es t2 ;unsigned long i s t a r t ;unsigned long i s t o p ;unsigned long d i f f ;vo id setup ( ) {S e r i a l . begin (9600) ;S e r i a l . p r i n t l n ( " INIZIO " ) ;}vo id loop ( ) {S e r i a l . p r i n t ( " Time s t a r t stop d i f f " ) ;i s t a r t = micros ( ) ;f o r ( i n t i =0; i < imax ; i ++) { t es t2 = s q r t ( t e s t ) ; }i s t o p = micros ( ) ;d i f f = i s t o p − i s t a r t ;S e r i a l . p r i n t ( i s t a r t ) ;S e r i a l . p r i n t ( " " ) ;S e r i a l . p r i n t ( i s t o p ) ;S e r i a l . p r i n t ( " " ) ;S e r i a l . p r i n t l n ( d i f f ) ;delay (2000) ;}


Alcune cose da NON fare con Arduino

La scheda (e il µC) non sono completamente protetti contro errori che possono

danneggiare irreparabilmente l’hardware. Esempi:

• Mettere a massa un pin di I/O (quando usato come output);

• Mettere in corto tra loro due pin di I/O;

• Applicare sovratensioni ai pin di I/O;

• Applicare tensioni negative ai pin di I/O;

• Applicare tensioni ai pin 5 V o 3.3 V ;

• Mettere a massa il pin Vin;

• Superare la corrente massima dei pin di I/O (40 mA);

• Superare la corrente massima totale (200 mA);

• ...

• ...


Operazioni logiche e operazioni sui bit

Operazioni logiche:

i f ( a == b && c == d ) / / AND LOGICO{

/ / . . . .}

i f ( x > 0 | | y > 0) / / OR LOGICO{

/ / . . .}

i f ( ! x ) / /NOT LOGICO{

/ / . . .}


Operazioni logiche e operazioni sui bit

Operazioni sui bit:

i n t a = 92;i n t b = 101;i n t c = a & b ; / / AND b i t per b i t de i due operandi

i n t a = 92;i n t b = 101;i n t c = a | b ; / / OR b i t per b i t de i due operandi

i n t a = 92;i n t b = 101;i n t c = a ^ b ; / / XOR b i t per b i t de i due operandi

i n t a = 103;i n t b = ~a ; / / NOT b i t per b i t


Spostamenti di bit

i n t a = 5; / /i n t b = a << 3; / / spostamento a s i n i s t r a d i 3 p o s t i

i n t a = 5; / /i n t c = a >> 4; / / spostamento a dest ra d i 4 p o s t i


I canali di Input/Output

I canali di I/O del µC sono organizzati in gruppi di 8 (tecnicamente ports):

PORTB, PORTC, PORTD


Ports

Ordinamento:

Bit PORTB PORTC PORT D

0 D I/O 8 A 0 D I/O 0

1 D I/O 9 A 1 D I/O 1

2 D I/O 10 A 2 D I/O 2

3 D I/O 11 A 3 D I/O 3

4 D I/O 12 A 4 D I/O 4

5 D I/O 13 A 5 D I/O 5

6 (crystal) (reset) D I/O 6

7 (crystal) / D I/O 7


Ports

Ad ogni port sono associati 3 registri da 8 bit

PORT REGISTER

B

DDRB Data Direction Register Read/Write

PORTB Data Register Read/Write

PINB Input Pin Register Read only

C

DDRC Data Direction Register Read/Write

PORTC Data Register Read/Write

PINC Input Pin Register Read only

D

DDRB Data Direction Register Read/Write

PORTD Data Register Read/Write

PIND Input Pin Register Read only

Il programma puo’ accedere e manipolare direttamente questi registri.


Esempi:

DDRD = B11110000 ; / / De f in i sce i p in 0 ,1 ,2 ,3 come i npu t/ / e i p in 4 ,5 ,6 ,7 come output

DDRD = DDRD | B11111100 ; / / De f in i sce i p in 2 ,3 ,4 ,5 ,6 ,7 come output/ / senza a l t e r a r e i p in 0 ,1

DDRD = DDRD & B00000011 ; / / De f in i sce i p in 2 ,3 ,4 ,5 ,6 ,7 come i npu t/ / senza a l t e r a r e i p in 0 ,1

PORTD = B10101000 ; / / sets d i g i t a l p ins 7 ,5 ,3 HIGH

byte A;A = PIND ; / / Legge i n A g l i 8 p in d i Inpu t 0 − 7;


Vantaggi

L’uso diretto dei registri consente di fare in modo molto piu’ veloce le

manipolazioni dei canali di I/O.Esempio:

vo id setup ( ){

i n t p in ;f o r ( p in =0; p in <= 7; ++p in ) {

pinMode ( pin , OUTPUT) ;}

}

Richiede un grandissimo numero di cicli di clock (e molta memoria). Lo stessorisultato puo’ essere ottenuto con una sola istruzione:

PORTD = B11111111 ; / /


Altro esempio

Generare onde rettangolari alla massima frequenza possibile:Esempio:

vo id setup ( ){

DDRD = B11111111 ; / / se t PORTD ( d i g i t a l 7~0) to outputs}

vo id loop ( ){

PORTD = B11111111 ;PORTD = B00000000 ;

}

Notare che non si ottiene un’onda quadra, perche’ il µC impiega del tempo extra

per tornare all’inizio del loop.


Cautele

Bisogna fare attenzione a non toccare bit che possono svolgere altre funzioni!

Per esempio, i pin digitali 0 e 1 sono usati dalla comunicazione seriale.

Il pin PC6 e’ utilizzato per il Reset (active LOW).


Interfacciamento del DAC MCP4922


L’integrato MCP4922

• 2 DAC indipendenti a 12 bit (DAC A

e DAC B).

• Interfaccia SPI

• Singola alimentazione (2.7 ÷ 5.5 V )

• Fondo scala di VOUT selezionabile

(VREF oppure 2 × VREF )

• Uscite sincronizzabili (tramite

LDAC)

• Le uscite possono essere messe in

alta impedenza (tramite SHDN) e il

consumo ridotto al minimo


Schema funzionale


String DAC


Caratteristiche generali


Significato dei pin


Interfaccia SPI


Interfaccia SPI: timing


Interfacciamento con Arduino


Un semplice programma

/ / Legge 2 i n t e r i da conso l le e s c r i v e su i DAC

# inc lude <SPI . h>

const i n t s laveSe lec tP in = 10;

i n t datoA = 0;

i n t datoB = 0;

boolean datoAReady = f a l s e ;

boolean datoBReady = f a l s e ;

vo id setup ( ) {

S e r i a l . begin (9600) ;

pinMode ( s laveSelec tP in , OUTPUT) ;

d i g i t a l W r i t e ( s laveSelec tP in , HIGH ) ;

SPI . begin ( ) ;

SPI . setDataMode (SPI_MODE0 ) ;

SPI . se tB i tOrder (MSBFIRST ) ;

}



vo id loop ( ) {

S e r i a l . p r i n t l n ( " I n s e r i s c i i l primo dato (0 − 4 0 9 5 ) : " ) ;

wh i le ( ! datoAReady ) {

i f ( S e r i a l . a v a i l a b l e ( ) > 0 ) {

datoA = S e r i a l . pa rse In t ( ) ;

datoAReady = t rue ; } }

S e r i a l . p r i n t l n ( " I n s e r i s c i i l secondo dato (0 − 4 0 9 5 ) : " ) ;

wh i le ( ! datoBReady ) {

i f ( S e r i a l . a v a i l a b l e ( ) > 0)

datoB = S e r i a l . pa rse In t ( ) ;

datoBReady = t rue ; } }

writeDAC ( datoA , 0 ) ; / / s c r i v e su i DAC A

writeDAC ( datoB , 1 ) ; / / s c r i v e su i DAC B

datoAReady= f a l s e ;

datoBReady = f a l s e ;

}



vo id writeDAC ( i n t dato , i n t dac ) {

/ / Scr ive su l DAC dac (0 o 1) i l dato

/ / Prende solo i 12 b i t meno s i g n i f i c a t i v i d i dato

/ / con f i g per i l DAC A (SHDN=1 ,GAIN = 1 , UNBUFFERED)

byte conf = B00110000 ;

byte mask = B00001111 ;

byte low = lowByte ( dato ) ;

byte high = highByte ( dato ) ;

h igh = high & mask ; / / maschera i 4 b i t piu ’ s i g n i f i c a t i v i

h igh = high | conf ; / / c i mette i b i t d i con f igu raz ione

i f ( dac == 1) b i t S e t ( high , 7 ) ; / / mette a 1 i l b i t 7 se vogliamo

/ / S e r i a l . p r i n t ( high , BIN ) ;

/ / S e r i a l . p r i n t ( " " ) ;

/ / S e r i a l . p r i n t l n ( low , BIN ) ;

d i g i t a l W r i t e ( s laveSelec tP in ,LOW) ;

SPI . t r a n s f e r ( high ) ;

SPI . t r a n s f e r ( low ) ;


}


Timing

/ / Programma per osservare a l l ’ o s c i l l o g r a f o i l d ia logo SPI

# inc lude <SPI . h>

i n t dato = 0;

i n t dac = 0;

boolean datoReady = f a l s e ;

const i n t s laveSe lec tP in = 10;

vo id setup ( ) {

S e r i a l . begin (9600) ;

pinMode ( s laveSelec tP in , OUTPUT) ;


SPI . begin ( ) ;

SPI . setDataMode (SPI_MODE0 ) ;

SPI . se tB i tOrder (MSBFIRST ) ;

SPI . se tC lockD iv ide r (SPI_CLOCK_DIV2 ) ;

S e r i a l . p r i n t l n ( " I n s e r i s c i i l dato (0 − 4 0 9 5 ) : " ) ;

wh i le ( ! datoReady ) {

i f ( S e r i a l . a v a i l a b l e ( ) > 0 ) {

dato = S e r i a l . pa rse In t ( ) ;

datoReady = t rue ; } }

}Laboratorio di Segnali e Sistemi II - Arduino-II parte A.Nigro

Timing

vo id loop ( ) {

writeDAC ( dato , dac ) ;

}


Timing

vo id writeDAC ( i n t dato , i n t dac ) {

/ / Scr ive su l DAC dac (0 o 1) i l dato

/ / Prende solo i 12 b i t meno s i g n i f i c a t i v i d i dato

/ / con f i g per i l DAC A (SHDN=1 ,GAIN = 1 , UNBUFFERED)

byte conf = B00110000 ;

byte mask = B00001111 ;

byte low = lowByte ( dato ) ;

byte high = highByte ( dato ) ;

h igh = high & mask ; / / maschera i 4 b i t piu ’ s i g n i f i c a t i v i

h igh = high | conf ; / / c i mette i b i t d i con f igu raz ione

i f ( dac == 1) b i t S e t ( high , 7 ) ; / / mette a 1 i l b i t 7 se vogliamo

/ / S e r i a l . p r i n t ( high , BIN ) ;

/ / S e r i a l . p r i n t ( " " ) ;

/ / S e r i a l . p r i n t l n ( low , BIN ) ;

d i g i t a l W r i t e ( s laveSelec tP in ,LOW) ;

SPI . t r a n s f e r ( high ) ;

SPI . t r a n s f e r ( low ) ;


}


Interfacciamento dello schermo LCD


TFT LCD

Utilizzeremo un piccolo schermo LCD a colori (160x128 pixels), che verra’

connesso ad Arduino Uno. La scheda contiene anche una slot per Memory Card

SD (tipo micro).

La comunicazione con queste 2 periferiche avviene tramite il protocollo SPI

(Serial Peripheral Interface).


TFT: Schema logico delle connessioni


TFT LCD: Connessioni


Coordinate grafiche

Tutte le applicazioni grafiche utilizzano questa sistema di riferimento:


TFT LCD: programmazione

Per utilizzare lo schermo occorre includere nello sketch le librerie SPI e TFT e

definire alcuni pin (gli altri sono di default).Lo schermo va poi inizializzato.

# inc lude <SPI . h># inc lude <TFT . h> / / Arduino LCD l i b r a r y

# de f ine cs 10# de f ine dc 9# de f ine r s t 8TFT screen = TFT( cs , dc , r s t ) ; / / Crea una is tanza d i TFTvoid setup ( ) {

/ / i n i t i a l i z e the screenscreen . begin ( ) ;

}

vo id loop ( ) {

}


Colore

Il colore e’ sempre definito utilizzando il modello RGB.

Il colore di fondo dello schermo viene definito con la funzione

screen.background(red,green,blue)

red : int 0-255

green : int 0-255

blue : int 0-255

# inc lude <SPI . h># inc lude <TFT . h> / / Arduino LCD l i b r a r y# de f ine cs 10# de f ine dc 9# de f ine r s t 8TFT screen = TFT( cs , dc , r s t ) ; / / Crea una is tanza d i TFTvoid setup ( ) {

screen . begin ( ) ; / / i n i t i a l i z e the screenscreen . background (255 ,255 ,255) ; / / background whi te

}vo id loop ( ) {}


Il modello RGB dei colori

il modello RGB è di tipo additivo e si basa su

tre colori primari: rosso (Red), verde (Green) e

blu (Blue) (da non confondere con i colori primari

sottrattivi giallo, ciano e magenta).

Unendo i tre colori con la loro intensità massima

si ottiene il bianco. La combinazione delle coppie

di colori dà il ciano, il magenta e il giallo.

La scelta dei colori primari è correlata alla fisiologia dell’occhio umano;sono

stimoli che massimizzano la differenza tra le risposte delle cellule cono della

retina (ce ne sono di 3 tipi) alle differenze di lunghezza d’onda della luce.

Notare che non tutti i colori visibili possono essere riprodotti con la miscelazione

RGB.


Colore (2)

Per ogni oggetto grafico si distingue il colore del contorno e il colore del

riempimento.

Il colore del contorno e’ definito con la funzione

screen.stroke(red,green,blue)

red : int 0-255

green : int 0-255

blue : int 0-255

Il colore del riempimento con la funzione

screen.fill(red,green,blue)

red : int 0-255

green : int 0-255

blue : int 0-255


Colore (3)

Se non si vuole il contorno, lo si puo’ escludere con la funzione

screen.nostroke( )

invece se non si vuole il riempimento con la funzione

screen.nofill()


Forme

screen . po i n t ( x , y ) ; / / disegna un punto (1 p i x e l )/ / i n pos iz ione x , y

screen . l i n e ( xS , yS , xE , yE ) ; / / disegna una l i n e a/ / da ( xS , yS ) a ( xE , yE )

screen . r e c t ( xS , yS , w, h ) / / disegna un r e t t a n g o l o d i/ / larghezza w e a l tezza h/ / xS , yS sono l e coord ina te/ / d e l l o sp igo lo super io re s i n i s t r o

screen . c i r c l e (xC , yC , r ) ; / / disegna un cerch io d i ragg io r/ / con cent ro i n xC , yC


Altre funzioni

i n t screen . width ( ) ; / / r e s t i t u i s c e l a larghezza/ / d e l l o schermo

i n t screen . he igh t ( ) ; / / r e s t i t u i s c e l ’ a l t ezza/ / d e l l o schermo


Esempi (1): rettangolo

# inc lude <SPI . h># inc lude <TFT . h> / / Arduino TFT l i b r a r y# de f ine cs 10# de f ine dc 9# de f ine r s t 8TFT screen = TFT( cs , dc , r s t ) ;

vo id setup ( ) {

screen . begin ( ) ; / / i n i z i a l i z z a l o schermo

screen . background ( 0 , 0 , 0 ) ; / / background nero

screen . s t roke (255 ,255 ,255) ; / / bordo bianco

screen . f i l l ( 255 ,0 ,0 ) ; / / r iempimento rosso

/ / draw un r e t t a n g o l o a l cent roscreen . l i n e ( screen . width () /2 −5 , screen . he igh t () /2 −5 , 10 , 10 ) ;

}vo id loop ( ) { }


Esempi (2): testo


vo id setup ( ) {

screen . begin ( ) ;

screen . background ( 0 , 0 , 0 ) ; / / background nero

screen . s t roke (255 ,255 ,255) ; / / t e s to bianco

screen . setTextS ize ( 2 ) ; / / t e s to da 20 p i x e l s

screen . t e x t ( " Buongiorno " , 5 , 5 ) ;}

vo id loop ( ) {

}


Esempi (3): linee


vo id setup ( ) {screen . begin ( ) ;

screen . background ( 0 , 0 , 0 ) ;

screen . s t roke (255 ,255 ,255) ;

screen . l i n e (0 , 0 , 160 , 128) ; / / d iagonale biancascreen . s t roke (0 ,255 ,0 ) ;screen . l i n e (0 , 128 , 160 , 0 ) ; / / d iagonale verde

}

vo id loop ( ) {/ / put your main code here , to run repeated ly :

}


Persistenza

Si noti che l’immagine persiste indefinitamente sullo schermo.

Esempio:

# inc lude <SPI . h># inc lude <TFT . h> / / Arduino TFT l i b r a r y# de f ine cs 10# de f ine dc 9# de f ine r s t 8TFT screen = TFT( cs , dc , r s t ) ;vo id setup ( ) {

screen . begin ( ) ;screen . background ( 0 , 0 , 0 ) ;screen . s t roke (255 ,255 ,255) ;screen . setTextS ize ( 2 ) ; / / t e s to da 20 p i x e l sscreen . t e x t ( " Buongiorno " , 5 , 5 ) ; / / S c r i t t a n . 1delay (10000) ;screen . t e x t ( "15 maggio 2014" , 5 , 5 ) ; / / S c r i t t a n . 2

}vo id loop ( ) { }

Le due scritte si sovrappongono malamente!


Persistenza

Perciò, se si vuole aggiornare un’immagine occorre cancellare la precedente:

# inc lude <SPI . h># inc lude <TFT . h> / / Arduino TFT l i b r a r y# de f ine cs 10# de f ine dc 9# de f ine r s t 8TFT screen = TFT( cs , dc , r s t ) ;vo id setup ( ) {screen . begin ( ) ;screen . background ( 0 , 0 , 0 ) ;screen . s t roke (255 ,255 ,255) ;screen . setTextS ize ( 2 ) ;screen . t e x t ( " Buongiorno " , 5 , 5 ) ; / / S c r i t t a n . 1delay (10000) ;screen . s t roke ( 0 , 0 , 0 ) ; / / Colore de l backgroundscreen . t e x t ( " Buongiorno " , 5 , 5 ) ; / / Cancel la s c r i t t a n . 1screen . s t roke (255 ,255 ,255) ; / / R i p r i s t i n a i l co lo re d e l l o s t rokescreen . t e x t ( "15 maggio 2014" , 5 , 5 ) ; / / S c r i t t a n . 2}vo id loop ( ) { }


Persistenza

Un bravo programmatore puo’ fare di meglio usando le funzioni:

. . .

. . .TFT screen = TFT( cs , dc , r s t ) ;i n t background [ ] = {0 , 0 , 0 } ;i n t foreground [ ] = {255 , 255 , 255 } ;vo id setup ( ) {screen . begin ( ) ;screen . background ( background [ 0 ] , background [ 1 ] , background [ 2 ] ) ;screen . s t roke (255 ,255 ,255) ;screen . setTextS ize ( 2 ) ;w r i t eTex t ( foreground [ 0 ] , foreground [ 1 ] , foreground [ 2 ] , 5 , 5 , " Buongiorno " , 2 ) ;delay (10000) ;w r i t eTex t ( background [ 0 ] , background [ 1 ] , background [ 2 ] , 5 , 5 , " Buongiorno " , 2 ) ;w r i t eTex t ( foreground [ 0 ] , foreground [ 1 ] , foreground [2 ] , 5 , 5 , " 14 maggio 2014" ,2 ) ;}vo id loop ( ) { }vo id wr i t eTex t ( i n t r , i n t g i n t b , i n t x , i n t y , char t e x t [ ] , i n t s i ze ){screen . s t roke ( r , g , b ) ;screen . setTextS ize ( s ize ) ;screen . t e x t ( t ex t , x , y ) ;}


Esempi (4): sinusoide calcolata

# inc lude <SPI . h># inc lude <TFT . h> / / Arduino TFT l i b r a r y

# de f ine cs 10# de f ine dc 9# de f ine r s t 8

TFT screen = TFT( cs , dc , r s t ) ;double xmin = 0 . ;double xmax = 8∗3.14159;double pax = 0 . ;double x ;double y ;i n t i x , i y ;i n t imin = 0;i n t imax = 160;


Esempi (4): sinusoide calcolata

vo id setup ( ) {screen . begin ( ) ;screen . background ( 0 , 0 , 0 ) ;screen . s t roke (255 ,255 ,255) ;S e r i a l . begin (9600) ;pax = (xmax−xmin ) / imax ;

f o r ( i n t i =0; i < imax ; i ++){

x = xmin + pax∗ ( i −1);y = s in ( x ) ;i x = i n t ( x ∗6 .37 ) ;i y = i n t ( y ∗30. )+64;S e r i a l . p r i n t ( i x ) ;S e r i a l . p r i n t ( " " ) ;S e r i a l . p r i n t l n ( i y ) ;screen . f i l l (255 ,255 ,255) ;screen . po i n t ( i x , i y ) ;screen . po i n t ( i x , i y +1 ) ; / / l i n e a a l t a 2 p i x e l s

}

}vo id loop ( ) { }


Esempi(4): Sinusoide calcolata


Esempio: Grafico in tempo reale

Si vuole costruire sullo schermo LCD (160 x 128 pixels) un grafico dove si riporta

l’andamento di una grandezza ( per esempio la temperatura ◦C) misurata ad

intervalli regolari di tempo, δt .

Supponendo quindi di dedicare un punto di un pixel ad ogni misura avremo sul

grafico il valore delle ultime 160 misure. Il grafico si deve aggiornare ad ogni δt

eliminando la misura piu’ vecchia e aggiungendo (a destra) l’ultima misura.

Si noti che un’immagine disegnata sul LCD e’ persistente, quindi ad ogni

aggiornamento l’immagine vecchia va cancellata e sostituita da quella nuova.


Grafico in tempo reale



Come si affronta questo problema?

E’ chiaro che dovremo avere una array con 160 posizioni dove memorizzare man

mano le misure e riportare sul grafico i 160 punti corrispondenti.

Che succede quando avremo memorizzato le prime 160 misure?

Questa struttura si chiama tecnicamente una coda ovvero una struttura FIFO

(First In First Out).

L’idea piu’ ovvia e’ quella di traslare via via a sinistra i dati per liberare l’ultimo

posto a destra.



Come si affronta questo problema?

E’ chiaro che dovremo avere una array con 160 posizioni dove memorizzare man

mano le misure e riportare sul grafico i 160 punti corrispondenti.

Che succede quando avremo memorizzato le prime 160 misure?

Questa struttura si chiama tecnicamente una coda ovvero una struttura FIFO

(First In First Out).

L’idea piu’ ovvia e’ quella di traslare via via a sinistra i dati per liberare l’ultimo

posto a destra.

Ma questo richiede un enorme spreco di tempo!



Bisogna invece pensare all’array come ad una struttura circolare:


Applicazioni

• Didattica;

• Giochi;

• Sistemi di controllo e gestione;

• Robotica e domotica.


Controllo remoto di Arduino


Arduino come programmatore ISP


Conclusioni

• Arduino e’ un ottimo strumento didattico perche’ ci aiuta a comprendere e

risolvere sistemi elettronici complessi;

• In rete si trovano miriadi di applicazioni piu’ o meno futili;

• Puo’ essere un strumento di sviluppo di applicazioni serie.


Arduino - II parte - roma1.infn.itnigro/materiale2/mat/6-arduino-2.pdf · Esercizio: una...

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