Как включить нумерацию строк в arduino ide
Обновлено: 05.07.2024
В программировании Arduino есть два типа строк:
1) Массивы символов, которые совпадают со строками, используемыми в программировании на C
2) Arduino string, которая позволяет нам использовать строковый объект в скетче.
Строки, объекты и то, как использовать строки в скетчах Arduino, полностью объясняются в этой статье. На вопрос, какой тип строки использовать в скетче, дан ответ в конце статьи.
Строковые массивы символов
Скетч примера массива строковых символов
Этот пример покажет, как сделать строку и показать ее в окне Монитор порта:
char my_str [ 6 ] ; // массив, достаточно большой для строки из 5 символов my_str [ 5 ] = 0 ; // 6-й элемент массива - нулевое значениеСтроку можно посмотреть в окне Монитор порта Arduino IDE, используя Serial.println () и передав ему имя строки.
Этот же скетч удобнее записать так:
В этом скетче компилятор вычисляет размер массива строк, а также автоматически завершает строку нулем. Массив из шести элементов, состоящий из пяти символов, за которыми следует ноль, создается точно так же, как и в предыдущем скетче.
Строки и символы
Символы пишутся в одинарных кавычках следующим образом:
Строки заключаются в двойные кавычки следующим образом:
Управление массивами строк
Мы можем изменить массив строк в скетче, как показано в следующем скетче.
Создание и печать строки
В этом скетче создается новая строка, которая затем выводится в окне Монитор порта (1).
Укорочение строки
Строка укорачивается, заменяя 14-й символ в строке нулевым завершающим нулем (2). Это элемент номер 13 в массиве строк, отсчитываемый от 0 (нуля).
Изменение слова в строке
Наконец, в скетче слово «cake» заменяется словом «tea» (3). Сначала он должен заменить нулевой ограничитель в like [13] пробелом, чтобы строка была восстановлена в том виде, в котором она была изначально создана.
Функции для управления массивами строк
Предыдущий скетч управлял строкой обращаясь к отдельным символам в строке. Чтобы упростить управление строковыми массивами, вы можете написать для этого свои собственные функции или использовать некоторые строковые функции из библиотеки языка C.
В следующем скетче используются некоторые строковые функции C.
char out_str [ 40 ] ; // вывод из строковых функций, помещенных сюда num = sizeof ( str ) ; // sizeof () не является строковой функцией CСкетч работает следующим образом:
(1) Распечатайте строку
Вновь созданная строка печатается в окне Монитор порта, как это было сделано на предыдущих скетчах.
(2) Получите длину строки
Функция strlen () используется для получения длины строки. Длина строки предназначена только для печатаемых символов и не включает нулевой ограничитель.
Строка содержит 17 символов, поэтому мы видим 17, напечатанных в окне Монитор порта.
(3) Получить длину массива
Оператор sizeof () используется для получения длины массива, содержащего строку. Длина включает нулевой огоаничитель, поэтому длина на единицу больше, чем длина строки.
sizeof () выглядит как функция, но технически является оператором. Он не является частью библиотеки строк C, но использовался в скетче, чтобы показать разницу между размером массива и размером строки (или длиной строки).
(4) Копировать строку
Функция strcpy () используется для копирования str[] строку в out_num [] массива. Функция strcpy () копирует вторую переданную ей строку в первую строку. Копия строки теперь существует в массиве out_num [], но занимает только 18 элементов массива, поэтому у нас все еще есть 22 свободных элемента char в массиве. Эти свободные элементы находятся в памяти после строки.
Строка была скопирована в массив, чтобы у нас было дополнительное пространство в массиве для использования в следующей части скетча, которая добавляет строку в конец строки.
(5) Добавить строку в строку (объединить)
Скетс соединяет одну строку с другой, что называется конкатенацией. Это делается с помощью функции strcat (). Функция strcat () помещает вторую переданную ей строку в конец первой переданной ей строки.
После объединения, длина строки печатается, чтобы показать новую длину строки. Затем печатается длина массива, чтобы показать, что у нас есть строка длиной 25 символов в массиве длиной 40 элементов.
Помните, что строка длиной 25 символов фактически занимает 26 символов массива из-за нулевого завершающего значения.
Границы массива
При работе со строками и массивами очень важно работать в рамках строки или массива. В примере скетча был создан массив длиной 40 символов, чтобы выделить память, которую можно было бы использовать для управления строками.
Если массив был сделан слишком маленьким, и мы попытались скопировать в него строку, которая больше, чем массив, строка будет скопирована через конец массива. Память за пределами массива может содержать другие важные данные, используемые в скетче, которые затем будут перезаписаны нашей строкой. Если память за концом строки переполнена, это может привести к сбою скетча или вызвать непредвиденное поведение.
Строковый объект Arduino
Что такое объект?
Следующий скетч и пояснит, что такое объект и как используется объект String:
Читать также: Автоматический поиск компонентов с помощью Google АссистентаСоздается строковый объект, которому в верхней части скетча присваивается значение (или строка).
Это создает объект String с именем my_str и присваивает ему значение «This is my string.».
Это можно сравнить с созданием переменной и присвоением ей значения, например целого числа:
(1) Печать строки
Строку можно напечатать в окне Монитор порта так же, как строку символьного массива.
(2) Преобразование строки в верхний регистр
Созданный строковый объект my_str имеет ряд функций или методов, которые могут работать с ним. Эти методы вызываются с использованием имени объекта, за которым следует оператор точки (.), а затем имя используемой функции.
Функция toUpperCase () работает со строкой, содержащейся в объекте my_str, который имеет тип String, и преобразует строковые данные (или текст), содержащиеся в объекте, в символы верхнего регистра.
Список функций, которые содержит класс String, можно найти в справочнике Arduino String .
Технически String называется классом и используется для создания объектов String.
(3) Перезаписать строку
Оператор присваивания используется для присвоения новой строки объекту my_str, который заменяет старую строку.
Оператор присваивания не может использоваться для строк символьного массива, но работает только с объектами String.
(4) Замена слова в строке
(5) Получение длины строки
Получить длину строки легко, используя length (). В примере скетча результат, возвращаемый функцией length (), передается непосредственно в Serial.println () без использования промежуточной переменной.
Когда использовать строковый объект или массив строковых символов
Объект String намного проще в использовании, чем массив строковых символов. Объект имеет встроенные функции, которые могут выполнять ряд операций со строками, которые полностью задокументированы в справочном разделе на веб-сайте Arduino.
Основным недостатком использования объекта String является то, что он использует много памяти и может быстро использовать оперативную память Arduino, что может привести к зависанию, сбою или неожиданному поведению Arduino. Это особенно верно для небольших плат, таких как Arduino Uno.
Если скетч на Arduino небольшой и ограничивает использование объектов, то проблем возникнуть не должно.
Строки символьных массивов сложнее использовать, и вам может потребоваться написать свои собственные функции для работы с этими типами строк. Преимущество состоит в том, что у вас есть контроль над размером создаваемых массивов строк, поэтому вы можете сохранять массивы небольшими для экономии памяти.
Вам нужно убедиться, что вы не пишете через конец границ массива строковыми массивами. У объекта String нет этой проблемы, и он позаботится о границах строки за вас при условии, что у него достаточно памяти. Объект String может попытаться выполнить запись в несуществующую память, когда ему не хватает памяти, но никогда не будет записывать поверх конца строки, с которой он работает.
Вывод
В этой статье посвященной программированию Arduino было рассмотрено, что такое строки, как они выглядят в памяти, и некоторые операции, которые можно выполнять со строками.
Дальнейшее практическое использование строк будет рассмотрено в следующей статье, когда мы рассмотрим, как получить ввод пользователя из окна Монитор порта и сохранить ввод в строке.
Микроконтроллер — это небольшая микросхема, расположенная на плате контроллера. Именно в микроконтроллер мы будем загружать программы, а он будет их выполнять, управляя различными устройствами: светодиодами, двигателями, и т.д. Зачастую микроконтроллер также получает информацию об окружающем мире от датчиков: освещённости, температуры, наличия линии на трассе. Но всё это подключить к микроконтроллеру напрямую сложно, поэтому его устанавливают на специальную плату, которая обеспечивает удобность работы с ним.
Контроллер Arduino Nano работает со всеми платами расширения, датчиками и другими модулями, поддерживающими работу с Arduino. После выполнения всех заданий из данного пособия Вы можете использовать данный контроллер в своих следующих проектах.
Рассмотрим плату подробнее.
- Микроконтроллер. Микроконтроллер является «сердцем» платы. В него прошиваются (загружаются) программы (скетчи).
- Mini USB. Разъём USB используется для связи контроллера с ПК и его прошивки. Также разъём можно использовать для подключения питания.
- Выводы питания:
- Vin— напряжение от внешнего источника питания (6.5 В - 12 В);
- GND — минус напряжения питания / общий вывод / земля;
- 5V — напряжение 5 В;
- 3.3V — напряжение 3.3 В (на выход);
- RST — разъём для плат расширения. Используется для перезагрузки микроконтроллера.
- Колодка аналоговых выводов:
- А0-А7 — 8 выводов, поддерживающих работу с аналоговыми датчиками. Выводы A0-A5 можно использовать и как цифровые (14-19);
- Выводы А4и А5также являются выводами SDAи SCL. Они необходимы для подключения
оборудования по шине I2C (подробнее о ней мы поговорим в следующих уроках).
- Светодиод питания. Индикация наличия питания на плате.
- Колодки цифровых выводов:
- Цифровые выводы 0-13 — 14 выводов, используемых для подключения / управления различных устройств. Значения сигнала ближе к 5 В представляются как логическая 1, значения ближе к 0 В — как логический 0.
- Выводы с поддержкой ШИМ (широтно-импульсная модуляция) — выводы 3, 5, 6, 9, 10, 11 — позволяют выдавать значения в виде ШИМ-сигнала (этот сигнал используется для управления яркостью и скоростью вращения). Подробнее о ШИМ-сигнале мы также поговорим немного позже.
- Светодиод, подключенный к 13 выводу. При наличии логической 1 на 13 выводе светодиод горит, при логическом 0 — гаснет.
- Светодиоды RX и TX — индикация приёма / передачи данных по USB.
- Кнопка RESET используется для принудительной перезагрузки микроконтроллера.
Отлично, теперь Вы знаете, как устроен контроллер. Следующий шаг — научиться загружать в него программы для того, чтобы он выполнял действия, на которые Вы его запрограммируете.
Первый запуск программы Arduino IDE
Итак, Вы запустили программу, и теперь на экране появилось следующее окно:
Подготовка к работе
Подключите Arduino Nano к USB порту компьютера.
Прежде чем Вы начнёте писать свой первый скетч, необходимо настроить программу для работы с платой. Для этого следуйте инструкциям, указанным ниже.
«Инструменты». Войдите в меню и наведите курсор на строку «Плата»
«Плата». При наведении курсора на подменю справа отобразится список поддерживаемых плат.
Необходимо выбрать строку с надписью «Arduino Nano».
«Инструменты». Войдите в меню и наведите курсор на строку «Порт».
«Порт». При наведении курсора на подменю справа отобразится список портов. Выберите тот, который появится после подключения платы к ПК.
Также рекомендуем включить нумерацию строк — так будет удобнее ориентироваться в скетче. Для этого зайдите в "Файл" -> "Настройки" и установите галочку "Показать номера строк".
В основной оболочке IDLE ошибки всегда возвращают номер строки, но в среде разработки даже нет номеров строк. Есть ли способ включить номера строк?
Вау, IDE без номеров строк? Кто-нибудь еще находит это столь же странным, как я? @PaulFeakins Первоначальные разработчики IDLE, по-видимому, считали, что номер строки в строке состояния и два способа перехода к номеру строки минимально достаточны. И возникли технические проблемы с их правильным выполнением. Я использовал IDLE ежедневно и почти не скучал по ним. В любом случае мы их просто добавили. Подробности в моем ответе. В Python 3.8 IDLE в строку меню был добавлен новый параметр: Параметры -> Показать номераЧтобы отобразить номера строк в текущем окне, перейдите к Options и щелкните Show Line Numbers .
Для того, чтобы показать их автоматически, перейдите к Options > Configure IDLE > General и проверить Show line numbers in new windows коробку.
К сожалению, в IDLE нет возможности отображать номера строк, хотя для этого открыт запрос на расширение .
Однако есть несколько способов обойти это:
В меню редактирования есть опция перехода к строке (для этого по умолчанию используется сочетание клавиш Alt + G).
В правом нижнем углу есть дисплей, который сообщает вам ваш текущий номер строки / позицию в строке:
Он включает в себя нумерацию строк, и я нахожу его довольно удобным и бесплатным.
Хотите верьте, хотите нет, но сейчас мне очень нравится Microsoft VS Code. Это отличная легкая IDE с действительно хорошими плагинами для Python. Он также работает в Mac / Linux / Windows. В каком странном (хорошем) мире мы живем, в котором Microsoft переходит на открытый исходный код.Как было упомянуто Давосом, вы можете использовать IDLEX
Бывает, что я использую версию для Linux и из всех расширений мне нужны были только LineNumbers. Итак, я загрузил архив IDLEX, взял из него LineNumbers.py, скопировал его в папку Python lib (в моем случае это /usr/lib/python3.5/idlelib) и добавил следующие строки в файл конфигурации в моей домашней папке, которая является
Хороший взлом! Похоже, что IDLE может сделать что-то подобное, чтобы включить код и настройки в свой внутренний cfg (в отличие от расширений cfg) и подключить эту опцию к графическому интерфейсу. Вероятно, они не беспокоились, потому что IDLEX предоставляет функциональность через механизм плагинов.Номера строк были добавлены в редактор IDLE два дня назад и появятся в следующих версиях 3.8.0a3 и более поздних версиях 3.7.5. Для новых окон они отключены по умолчанию, но это можно отменить в диалоговом окне «Настройка», на вкладке «Общие», в разделе «Редактор». Для существующих окон в меню «Параметры» есть новая запись «Показать (скрыть) номера строк». В настоящее время горячей клавиши нет. Можно выбрать линию или блок линий, щелкнув линию или щелкнув и перетащив.
Некоторые люди могли пропустить Edit / Go to Line. Контекстное меню, вызываемое правой кнопкой мыши, «Перейти к файлу / строке» работает с выводом grep (Найти в файлах), а также с обратными ссылками.
Для чего нужен String в ардуино
Создание строк в ардуино с помощью String
В ардуино у нас есть несколько способов создать строку, приведем основные:
Функции и методы класса String
Для работы со строками в String предусмотрено множество полезных функций. Приведем краткое описание каждой из них:
Объединение строк Arduino
Объединить две строки в одну можно различными способами. Эта операция также называется конкатенацией. В ее результате получается новый объект String, состоящий из двух соединенных строк. Добавить к строке можно различные символы:
Важно осторожно объединять две строки из разных типов данных, так как это может привести к ошибке или неправильному результату.
Arduino string to int и string to float
Для конвертации целочисленных значений string to int используется функция toInt().
int x = MyStr.toInt();
Если нужно конвертировать объект с плавающей запятой, применяется функция atof().
MyStr.toCharArray(myStr1, MyStr.length()); // копируется String в массив myStr1
float x = atof(myStr1); // преобразование в float
Преобразование int to string
Для создания строки из числа не требуется делать особых телодвижений. Мы можем просто объединить строку и число:
Можем создать объект, используя конструктор
String str = String(50);
Можем объединить оба способа:
Преобразование String в массив char
Тип данных Char позволяет объявлять текстовые строки несколькими способами:
Конвертировать строку в массив сhar array можно при помощи следующего кода:
Пример преобразования String to const char*. Указание звездочкой char*означает, что это массив указателей.
String stringVar=string (`start);
Char charVar[ sizeof [stringVar)];
Заключение о String и ардуино
В этой статье мы рассмотрели основные вопросы использования String для работы со строками arduino. Как показывают примеры, ничего страшного и сложного в этом классе нет. Более того, зачастую мы можем даже не догадываться, что работаем с классом String: мы просто создаем переменную нужного типа, присваиваем ей строку в двойных кавычках. Создав строку, мы используем все возможности библиотеки String: можем без проблем модифицировать строку, объединять строки, преобразовывать string в int и обратно, а также делать множество других операций с помощью методов класса.
Мы с вами уже познакомились с символами в уроке про типы данных. Напомню: символ является переменной (или константой) типа char и хранит в себе код буквы в таблице символов. Создан для удобства программиста, чтобы он мог работать не кодами, а с читаемыми символами. Как и в жизни, символы соединяются в слова, здесь они называются строки. У нас есть два набора инструментов по работе с ними: обычные строки (массивы символов) и String-строки.
String-строки
Давайте рассмотрим большой пример, из которого будет понятно, как объявить строку и как с ней работать, а также учтены некоторые тонкости:
Инструменты для String
Помимо набора методов, библиотека String имеет несколько перегруженных операторов, благодаря которым мы можем:
- Возвращает отрицательное число, если myString идёт до myString2
- Возвращает положительное число, если myString идёт после myString2
- Возвращает 0, если строки одинаковы
Длина строки
Небольшой комментарий по поводу длины строки: в отличие от char array, узнать длину String строки можно только при помощи метода length() (потому что String-строка является динамическим массивом, а sizeof() выполняется на этапе компиляции):
Меры предосторожности
Строка по сути является динамическим массивом, её размер может меняться по ходу программы. Это очень удобно, но и очень опасно, потому что память может фрагментироваться, закончиться и т.д. Рассмотрим несколько базовых принципов безопасной работы со строками:
Массивы символов
Можно работать с элементами строк как с массивами:
В отличие от строк, массивы символов нельзя:
Для этого существуют специальные функции, о которых мы поговорим ниже.
Длина строки char array
Для определения длины текста можно использовать оператор strlen() , который возвращает количество символов в массиве. Сравним его работу с оператором sizeof() :
Здесь оператор sizeof() вернул количество байт, занимаемое массивом. Массив я специально объявил с размером бОльшим, чем содержащийся в нём текст. А вот оператор strlen() посчитал и вернул количество символов, которые идут с начала массива и до нулевого символа в конце текста (без его учёта). А вот такой будет результат при инициализации без указания размера массива:
Массив строк
Очень мощной фишкой массивов символов является возможность создать один массив с несколькими строками, и обращаться к ним по номеру. Выглядит это следующим образом:
Данный способ работы со строками хорош тем, что строки хранятся под номерами, и это крайне удобно при работе с дисплеями и в частности создании текстового меню: практически все библиотеки дисплеев умеют выводить массив символов одной командой.
F() macro
Строки (массивы символов) являются очень тяжёлым грузом, ведь текст в строке хранится в оперативной памяти микроконтроллера, а её не так уж и много. Есть готовый инструмент, позволяющий удобно хранить текстовые данные во Flash памяти микроконтроллера. Этот способ хорош для вывода фиксированных текстовых данных, например, в монитор порта или на дисплей:
Экономия памяти
Как же быть? Массив строк можно сохранить в PROGMEM, программной памяти микроконтроллера, Flash. Вот такую конструкцию можно использовать как шаблон:
Да, сложно и громоздко, но при большом объёме текстовых данных это может спасти проект! Например при создании устройства с текстовым меню на дисплее. Более подробно о хранении строк в PROGMEM читайте в уроке про PROGMEM.
Инструменты для char array
Есть готовые функции, позволяющие конвертировать различные типы данных в строки:
И наоборот, можно преобразовывать строки в численные данные (функция вернёт результат):
2 кБ Flash памяти!! Максимально избегайте их применения в крупном проекте. Для преобразования можно сделать свою функцию, практически готовые варианты для всех типов данных можно найти в стандартной ардуиновской Print.cpp (ссылка на файл на гитхабе Arduino).
Читайте также: