نرم‌افزار آردوینو (محیط توسعه یکپارچه)

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به ناوبری پرش به جستجو
نرم‌افزار آردوینو (محیط توسعه‌ی یکپارچه)
تصویری از محیط نرم افزار آردوینو (مثال Blink)
تصویری از محیط نرم افزار آردوینو (مثال Blink)
توسعه‌دهنده(ها)Arduino Software
انتشار پایدار
1.8.10
۱۳ سپتامبر ۲۰۱۹؛ ۱۱ ماه پیش (۲۰۱۹-۰۹-13)
نوشته‌شده توسطسی، سی پلاس‌پلاس
سیستم‌عاملمایکروسافت ویندوز، مک‌اواس، لینوکس
بن‌سازه رایانشآی‌ای-۳۲، X86-64، معماری آرم
گونهمحیط یکپارچه توسعه نرم‌افزار
پروانهگنو ال‌جی‌پی‌ال، پروانه عمومی همگانی گنو
وبگاه

آردوینو آی‌دی‌ای (Arduino IDE) نام نرم‌افزار متن‌باز و اختصاصی پلتفرم آردوینو است[۱] که بر مبنای زبان پراسسینگ[۲] نوشته شده است. محیط و ظاهر برنامه، با استفاده از زبان جاوا تهیه شده است. اصول نگارش دستورها در این نرم‌افزار، بسیار شبیه به نگارش به زبان سی‌پلاس‌پلاس سی پلاس‌پلاس و زبان سی (C) است. دستورهای نوشته شده در محیط این برنامه، قبل از انتقال به برد آردوینو، به زبان C ترجمه شده و با استفاده از کامپایلر avr-gcc در میکروکنترلر برد آردوینو نوشته می‌شوند[۳]. به برنامه‌های نوشته شده در محیط آردوینو، اصطلاحا اسکچ می‌گویند. هر اسکچ شامل تعدادی فرمان و دستور است که در قالب خطوط مجزا تایپ و نوشته می شوند. نرم‌افزار آردوینو به طور رایگان قابل دانلود[۴][۱] است. همچنین می توان به صورت آنلاین نیز از این نرم افزار استفاده کرد.

سیستم عامل[ویرایش]

نرم‌افزار آردوینو آی‌دی‌ای را می‌توان بر روی سیستم عامل‌های ویندوز، مک و لینوکس نصب کرد[۱].

محیط نرم‌افزار آردوینو[ویرایش]

در شکل زیر، محیط کلی نرم‌افزار آردوینو (آردوینو آی‌دی‌ای) و بخش‌های اصلی آن نشان داده شده‌اند:


بخش‌های محیط نرم افزار آردوینو[۵]

بخش های اصلی این نرم‌افزار عبارتند از:

  1. نوار فهرست
  2. دکمه‌ تایید
  3. دکمه بارگذاری
  4. ایجاد اسکچ جدید
  5. باز‌کردن اسکچ
  6. ذخیره‌ اسکچ
  7. نمایشگر سریال
  8. برگه
  9. منوی مدیریت برگه ها
  10. ویرایشگر متن
  11. پنجره پیغامها
  12. درگاه اطلاعات
  13. شماره ی خط
  14. نوع برد و نام درگاه رایانه


پنجره سریال یا نمایشگر سریال[ویرایش]

یکی از پرکاربردترین بخش های این نرم افزار، نمایشگر سریال (شماره ۷ در شکل قبل) است که جزییات آن در شکل زیر آمده است:


نمایشگر سریال آردوینو

بخش های اصلی پنجره یا نمایشگر سریال عبارتند از:

  1. محل ورود اطلاعات متنی به برنامه (توسط کاربر)
  2. محل نمایش اطلاعات خروجی برنامه
  3. اگر حجم داده‌های نمایش داده شده بر روی پنجره، بیشتر از یک صفحه باشد، به‌صورت خودکار آنقدر صفحه را بالا می‌برد تا پایین صفحه که حاوی اطلاعات جدید است در معرض نمایش قرار گیرد.
  4. با فعال کردن این گزینه، زمان (ساعت) در ابتدای هر خط از داده‌های خروجی درج می‌شود.
  5. در این بخش می‌توانید مشخص کنید که داده‌های ورودی به پنجره، چگونه خط‌بندی شوند.
  6. سرعت تبادل داده‌ها بین رایانه و بورد آردوینو را بر‌حسب بیت بر ثانیه باد (یکا) نشان می‌دهد و معمولاً بر روی عدد 9600 تنظیم می‌شود.
  7. با فشردن دکمه clear output اطلاعات قدیمی موجود در صفحه نمایشگر سریال، پاک شده و صفحه خالی می‌شود[۵].


مثال[ویرایش]

ابتدا وارد محیط نرم‌افزار آردوینو شوید و یک اسکچ جدید ایجاد کنید و کد زیر را در آن بنویسید:

1 void setup()
2 {
3     Serial.begin(9600);
4     Serial.print("Hello");
5 }
6 
7 void loop()
8 {
9 }

اسکچ را ذخیره کنید و سپس دکمه‌های «تایید» و «بارگذاری» را فشار دهید. پس از پایان پردازش، نمایشگر سریال را باز کنید. کلمه Hello یا هر کلمه دیگری که با استفاده از ()Serial.print مشخص کرده بودید را در پنجره مشاهده می‌کنید. همان‌طور که می‌بینید، این اسکچ، از دو تابع به نام‌های ()setup و ()loop تشکیل شده است. در تابع ()setup، دستورات داخل { } فقط یک‌بار اجرا می‌شوند و در تابع ()loop، دستورات داخل { } به دفعات نامحدود تکرار می‌شوند. در این اسکچ، ما می‌خواهیم که «فقط یک‌بار» کلمه‌ی Hello در نمایشگر سریال نوشته شود. بنابراین، دستور «نوشتن کلمه» را باید در داخل «آکولادهای بعد از ()setup» قرار دهیم تا «فقط یک‌بار» نوشته شود. برای نوشتن کلمه‌ی Hello در داخل نمایشگر سریال، به دو دستور زیر نیاز داریم:

  • دستور اول: (9600)Serial.begin
  • دستور دوم: ("Serial.print("Hello


ساختار دستور اول به‌صورت زیر است:

(سرعت)Serial.begin

دستور Serial برای ارتباط بین رایانه و بورد آردوینو به‌کار می‌رود. تابع ()begin با علامت نقطه (.) به آن اضافه شده است. تابع ()begin سرعت تبادل داده‌ها بین رایانه و بورد آردوینو را تعیین می‌کند. مقدار سرعت، بر‌حسب بیت بر ثانیه بیان می‌شود. به‌عنوان پیش‌فرض معمولا سرعت را بر روی عدد 9600 تنظیم می‌کنیم. البته شما می‌توانید سرعت‌های دیگر را نیز امتحان کنید که در صورت نامناسب بودن آن‌ها، داده‌های خروجی به‌صورت حروفی ناخوانا بر روی پنجره ظاهر می‌شوند. دقت کنید که این عدد در دو بخش باید کنترل و تنظیم شود:

  1. در متن دستورِ ()begin
  2. در بخش پایین نمایشگر سریال

به‌طور خلاصه، دستور اول، درگاه سریال را با سرعت 9600 بیت بر ثانیه فعّال می‌کند.


ساختار دستور دوم به‌صورت زیر است:

("عبارت")Serial.print

در اینجا مجددا دستور Serial برای ارتباط بین رایانه و بورد آردوینو به کار می‌رود. تابع ()print که با علامت نقطه (.) به آن اضافه شده است، وظیفه نگارش اطلاعات متنی بر روی نمایشگر سریال را بر عهده دارد. به‌طور خلاصه، دستور دوم، عبارت Hello را بر روی نمایشگر سریال می‌نویسد.

دستورهای اول و دوم، در داخل آکولاد قرار‌گرفته و پس از تابع ()setup آمده اند: بنابراین مجموع این دو دستور، فقط یک‌بار اجرا می‌شود. در بخش ()loop نیز دستوری وجود ندارد. توجه کنید که در انتهای دستورات آردوینو علامت (;) می‌آید و استفاده از علایم دیگر باعث بروز پیغام خطا می‌شود[۵].

کتابخانه‌های آردوینو[ویرایش]

در محیط آردوینو، کتابخانه (library) یعنی: مجموعه‌ای از کدهای از پیش نوشته شده، که در برنامه خود از آن استفاده می‌کنیم. کتابخانه‌ها، کارایی برنامه‌ی ما را افزایش داده و امکان استفاده آسان از ارتباط سریال، سروو‌موتورها، کارت‌های حافظه، وای‌فای، و سایر ماژول‌های پیچیده‌ی آردوینو را فراهم می‌آورند. کتابخانه‌ها در قالب فایل‌هایی ارایه می‌شوند که قبلاً توسط افراد دیگری به زبان C یا ++C نوشته شده‌اند و ما با فراخوانی این فایل‌های آماده در برنامه‌ی خود، از نوشتن دوباره‌ی تعداد زیادی دستور خودداری می‌کنیم: درواقع، کتابخانه مانند یک تابع است، با این تفاوت که هسته‌ی آن در برنامه‌ای خارج از برنامه‌ای که ما می‌نویسیم قرار‌گرفته است. کتابخانه‌های آردوینو حداقل از دو فایل تشکیل می‌شوند:

• یک فایل سرآیند یا header (با پسوند h.)

• یک فایل منبع یا source (با پسوند cpp.)

فایل سرآیند، شامل لیستی از دستورات، توابع و متغیرهای کتابخانه است. فایل منبع، شامل کدهایی است که انجام عملیات کتابخانه را پشتیبانی نموده و با ماژول های آردوینو ارتباط برقرار می‌کنند. برای استفاده از کدهای داخل کتابخانه باید از دستورات و توابع ویژه‌ی همان کتابخانه استفاده کنیم[۵].


مثال[ویرایش]

مثالی از برنامه نویسی آردوینو با استفاده از کتابخانه <SoftwareSerial.h> در زیر آمده است[۶]:


 1 #include <SoftwareSerial.h>
 2 SoftwareSerial softSerial(2, 3);
 3 int analogPin = A0; // select the input pin for the potentiometer
 4 int analogVal = 0; // variable to store the value coming from the sensor
 5 void setup()
 6 {
 7     // set the data rate for the SoftwareSerial port
 8     softSerial.begin(9600);
 9 }
10 void loop()
11 {
12     // read some data from an analog input
13     analogVal = analogRead(analogPin);
14     // write the data to the softSerial port
15     softSerial.print(analogVal);
16     softSerial.println(); // print a linefeed character
17     // pause the program for 1 second (1000 milliseconds)
18     delay(1000);
19 }

منابع[ویرایش]

  1. ۱٫۰ ۱٫۱ ۱٫۲ «سایت رسمی آردوینو».
  2. «سایت رسمی پراسسینگ».
  3. Massimo Banzi. Getting Started with Arduino. Make.
  4. «GitHub/Arduino».
  5. ۵٫۰ ۵٫۱ ۵٫۲ ۵٫۳ اردشیر حکیمی. کلید آردوینو (کتاب آموزش آردوینو به فارسی). انتشارات ناقوس.
  6. J. M. Hughes. Arduino: A Technical Reference: A Handbook for Technicians, Engineers, and Makers. O'Reilly.