Программируем Arduino. Основы работы со скетчами
Шрифт:
Еще одна полезная пара функций в этой библиотеке — eeprom_read_block и eeprom_write_block. Эти функции позволяют сохранять и извлекать произвольные структуры данных (допустимого размера).
Например, далее приводится скетч, записывающий строку символов в ЭСППЗУ, начиная с адреса 100:
// sketch_06_07_avr_eeprom_string
#include <avr/eeprom.h>
void setup
{
char message[] = "I am written in EEPROM";
eeprom_write_block(message, (void *)100,
strlen(message) + 1);
}
void loop
{
}
В
Ниже демонстрируется скетч, который читает строку из ЭСППЗУ и выводит ее в монитор последовательного порта вместе с числом, обозначающим длину строки:
// sketch_06_07_avr_eeprom_string_read
#include <avr/eeprom.h>
void setup
{
char message[50]; // буфер достаточно большого размера
eeprom_read_block(&message, (void *)100, 50);
Serial.begin(9600);
Serial.println(message);
Serial.println(strlen(message));
}
void loop
{
}
Для чтения строки создается массив емкостью 50 символов. Затем вызывается функция eeprom_read_block, которая читает 50 символов в message. Знак & перед message указывает, что функции передается адрес массива message в ОЗУ.
Так как текст завершается нулевым символом, в монитор последовательного порта выводится только ожидаемый текст, а не все 50 символов.
Ограничения ЭСППЗУ
Операции чтения/записи с памятью ЭСППЗУ выполняются очень медленно — около 3 мс. Кроме того, надежность хранения гарантируется только для 100 000 циклов записи, после чего появляется вероятность искажения записанных данных. По этой причине старайтесь не выполнять запись в цикле.
Использование флеш-памяти
Объем флеш-памяти в Arduino намного больше, чем объем любой другой памяти. В Arduino Uno, например, объем флеш-памяти составляет 32 Кбайт против 2 Кбайт ОЗУ. Это делает флеш-память привлекательным местом для хранения данных, особенно если учесть, что она сохраняет данные после выключения питания.
Однако есть несколько препятствий, мешающих использованию флеш-памяти для хранения данных.
• Флеш-память в Arduino гарантирует сохранность данных только для 100 000 циклов записи, после чего она становится бесполезной.
• Флеш-память хранит программу, поэтому, если в расчеты вкрадется ошибка и часть программы окажется затертой данными, в скетче могут произойти невероятные события.
• Флеш-память содержит также загрузчик, уничтожение или искажение которого может превратить плату Arduino в «кирпич», после чего восстановить ее можно будет только с помощью аппаратного программатора (как описывалось в главе 2).
• Записывать данные во флеш-память можно только блоками по 64 байта.
Несмотря на все сказанное, в целом довольно безопасно использовать флеш-память для хранения постоянных данных, не изменяющихся в процессе выполнения скетча.
Для платы Arduino Due была создана сторонняя библиотека, позволяющая выполнять операции чтения/записи с флеш-памятью, чтобы компенсировать отсутствие ЭСППЗУ в этой модели. Более полную информацию об этом проекте можно получить по адресу http://pansenti.wordpress.com/2013/04/19/simple-flash-library-for-arduino-due/.
Самый простой способ создать строковую константу, хранящуюся во флеш-памяти, — использовать функцию F, упоминавшуюся в одном из предыдущих разделов. Напомню ее синтаксис:
Serial.println(F("Program Started"));
Этот прием работает только при использовании строковых констант непосредственно в вызове функции вывода. Нельзя, например, присвоить результат указателю на тип char.
Более гибкий, но более сложный способ заключается в использовании директивы PROGMEM (Program Memory — память программы) для сохранения любых структур данных. Однако данные должны быть постоянными — они не могут изменяться в процессе выполнения сценария.
Следующий пример иллюстрирует, как можно определить массив целых чисел (int), хранящийся во флеш-памяти:
// sketch_06_10_PROGMEM_array
#include <avr/pgmspace.h>
PROGMEM int value[] = {10, 20, 25, 25, 20, 10};
void setup
{
Serial.begin(9600);
for (int i = 0; i < 6; i++)
{
int x = pgm_read_word(&value[i]);
Serial.println(x);
}
}
void loop
{
}
Директива PROGMEM перед объявлением массива гарантирует, что он будет храниться только во флеш-памяти. Но прочитать значение элемента из такого массива можно только с помощью функции pgm_read_word из библиотеки avr/pgmspace:
int x = pgm_read_word(&value[i]);
Символ & перед именем массива в параметре указывает, что функции передается адрес данного элемента массива во флеш-памяти, а не его значение.
Функция pgm_read_word читает из флеш-памяти слово (2 байта). В библиотеке имеются также функции pgm_read_byte и pgm_read_dword, возвращающие 1 и 4 байта соответственно.
Использование SD-карты
Несмотря на то что сами платы Arduino не имеют слота для SD-карт, некоторые платы расширения, включая Ethernet и MP3 (рис. 6.6), имеют слоты для карт SD или microSD.