آموزش مقدماتی برنامه‌نویسی با اردوینو Arduino آشنایی با زبان، ساختار کد و دستورات اصلی

آموزش مقدماتی برنامه‌نویسی با اردوینو Arduino آشنایی با زبان، ساختار کد و دستورات اصلی

Arduino یک پلتفرم سخت‌افزاری متن‌باز است که شامل یک برد الکترونیکی میکروکنترلر و محیط توسعه نرم‌افزاری (IDE) می‌باشد. این پلتفرم به‌طور گسترده‌ای برای پروژه‌های آموزشی و ساخت نمونه‌های اولیه (prototyping) مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله، با زبان برنامه‌نویسی Arduino که بر پایه C و C++ است، ساختار کدها، دستورات پایه، متغیرها و توابع اصلی این پلتفرم آشنا خواهیم شد.

معرفی زبان برنامه‌نویسی Arduino

زبان برنامه‌نویسی Arduino در واقع مشتقی از زبان‌های C و C++ است. این زبان از کتابخانه‌های متعددی برای ساده‌سازی کار با سخت‌افزار و سنسورها بهره می‌برد. بنابراین افرادی که با این زبان آشنا هستند، می‌توانند به راحتی پروژه‌های خود را روی بردهای Arduino پیاده‌سازی کنند.

ساختار کد در Arduino

برنامه‌نویسی در Arduino بر اساس دو تابع اصلی انجام می‌شود:

1. تابع setup(): این تابع فقط یک بار در زمان شروع برنامه اجرا می‌شود و معمولاً برای تنظیمات اولیه مانند تعیین پایه‌های ورودی و خروجی استفاده می‌شود.
2. تابع loop(): این تابع به‌طور مداوم تکرار می‌شود و محلی است که منطق اصلی برنامه در آن قرار می‌گیرد. کدهای داخل این تابع تا زمانی که برد روشن است، پیوسته اجرا می‌شوند.

مثال ساده از ساختار برنامه Arduino

void setup() {
  // تنظیم پایه 13 به عنوان خروجی
  pinMode(13, OUTPUT);
}

void loop() {
  // روشن کردن LED متصل به پایه 13
  digitalWrite(13, HIGH);
  delay(1000); // صبر برای 1 ثانیه
  // خاموش کردن LED
  digitalWrite(13, LOW);
  delay(1000); // صبر برای 1 ثانیه
}

در این مثال، پایه 13 به‌عنوان خروجی تعریف شده است و LED متصل به این پایه هر 1 ثانیه روشن و خاموش می‌شود.

دستورات پایه‌ای در Arduino

در Arduino تعدادی دستورالعمل پایه‌ای وجود دارد که برای کنترل ورودی و خروجی‌ها و همچنین زمان‌بندی به کار می‌روند. در ادامه برخی از آن‌ها را بررسی می‌کنیم:

1. pinMode(pin, mode): این دستور پایه‌ای را که شماره آن مشخص شده است، به عنوان ورودی یا خروجی تعریف می‌کند.
   • pin: شماره پایه مورد نظر.
   • mode: حالت پایه که می‌تواند INPUT (ورودی) یا OUTPUT (خروجی) باشد.
2. digitalWrite(pin, value): این دستور برای ارسال سیگنال دیجیتال به یک پایه خروجی استفاده می‌شود. سیگنال می‌تواند HIGH (روشن) یا LOW (خاموش) باشد.
   • pin: شماره پایه.
   • value: وضعیت پایه (HIGH یا LOW).
3. digitalRead(pin): این دستور مقدار سیگنال دیجیتال از یک پایه ورودی را دریافت می‌کند. نتیجه می‌تواند HIGH یا LOW باشد.
4. delay(ms): این دستور باعث توقف اجرای برنامه به مدت زمان مشخص (بر حسب میلی‌ثانیه) می‌شود. برای مثال، delay(1000) به مدت 1 ثانیه برنامه را متوقف می‌کند.

متغیرها در Arduino

متغیرها در Arduino برای ذخیره‌سازی داده‌ها و مقادیر استفاده می‌شوند. انواع مختلفی از متغیرها وجود دارد که برخی از آن‌ها به شرح زیر است:

• int: برای ذخیره اعداد صحیح (مثلاً: int ledPin = 13;)
• float: برای ذخیره اعداد اعشاری (مثلاً: float temperature = 25.6;)
• char: برای ذخیره کاراکترها (مثلاً: char letter = 'A';)
• boolean: برای ذخیره مقادیر منطقی صحیح یا غلط (مثلاً: boolean isOn = true;)

توابع اصلی در Arduino

در برنامه‌های Arduino توابع متعددی برای انجام عملیات مختلف وجود دارد. این توابع می‌توانند برای ساختاردهی بهتر برنامه و جلوگیری از تکرار کدها مورد استفاده قرار گیرند.

تعریف یک تابع ساده:

void blinkLED(int pin, int delayTime) {
  digitalWrite(pin, HIGH);
  delay(delayTime);
  digitalWrite(pin, LOW);
  delay(delayTime);
}

در این مثال، یک تابع به نام blinkLED تعریف شده است که می‌تواند یک LED را برای مدت زمان مشخصی روشن و خاموش کند. این تابع دو ورودی دارد: pin برای شماره پایه LED و delayTime برای تعیین مدت زمان روشن و خاموش بودن LED.

جمع‌بندی

آموزش برنامه‌نویسی پایه با Arduino یکی از ساده‌ترین راه‌ها برای ورود به دنیای برنامه‌نویسی و الکترونیک است. زبان برنامه‌نویسی Arduino که بر اساس C و C++ بنا شده، به کمک توابع و دستورات ساده، این امکان را می‌دهد تا پروژه‌های مختلفی از جمله کنترل سنسورها، موتورها و LEDها را به راحتی پیاده‌سازی کنید. با تمرین و تجربه بیشتر، می‌توانید پروژه‌های پیچیده‌تری ایجاد کنید و از امکانات گسترده این پلتفرم استفاده کنید.

آموزش مقدماتی برنامه‌نویسی با اردوینو Arduino آشنایی با زبان، ساختار کد و دستورات اردوینو

مطلب پیشنهادی

مقایسه جامع آردوینو و AVR و STM32 کدام پلتفرم مناسب پروژه شماست ؟