arduino функции с параметрами
Arduino функции с параметрами
Мы узнаем для чего они нужны и научимся создавать свои функции и использовать их в скетчах.
Функция – это фрагмент программного кода, к которому можно обращаться из разных мест программы. Её можно представить например как печать, штамп – один раз изготавливаем и потом штампуем в разных документах, причем по ходу можно менять аргументы (в данном случае дату), и цвет чернил, которые мы передаем в тело печати.
Ещё функцию можно представить как форму для выпечки – один раз изготавливаем и потом в ней выпекаем различные кексы из разного теста и с разными начинками, но с одинаковой формой. Так вот в зависимости от входных данных, так называемых аргументов, будет зависеть выходной результат – готовый кекс – так называемые возвращаемые данные.
Основное призвание функций в программировании – это оптимизация многократного выполнения однотипного куска программного кода, что позволяет избежать повторяющихся сегментов кода в программе и бесполезного использования имеющейся памяти. При этом каждый раз обращаясь к функции, мы заново используем код, который написан в одном екземпляре. И ещё важно то, что результат выполнения функции будет изменяться с изменением входных аргументов передаваемых в функцию. При этом так же становится удобно вносить правки в этот повторяющийся код, ведь он лежит в одном месте – в теле функции.
Но прикол в том, что в Arduino IDE программеры функции чаще используют не по каноническому назначению. Так как функции легко позволяют структурировать программу на отдельные сегменты кода со своими индивидуальными задачами, их используют для дробления больших сложных скетчей на структурные части. Это позволяет разрабатывать легче читаемые и понимаемые программы. Так же отдельные функции легко переносить в новые скетчи для других проектов.
Общее описание функции
Описание функции в скетче в общем виде имеет следующую структуру. В ней тип возвращаемых данных, имя функции, входные аргументы, тело функции заключенное в фигурные кавычки. В теле функции знакомые операнды, а так же необязательный операнд return, который завершает выполнение инструкций функции и передает данные, заданного типа в место вызова функции. Для нас, новичков, функции отличаются типом возвращаемых данных и количеством входных аргументов.
Разновидности функций
Я чаще всего пользуюсь функциями, которые ничего не принимают как аргументы и ничего не возвращают. Тип void в типе возвращаемых данных функции сообщает компилятору, что не нужно ругаться, если функция ничего не возвратит. В такой функции можно например управлять состояниями входов-выходов, печатать что-нибудь в монитор порта, или изменять внешние переменные. В теле функции можно проводить манипуляции над глобальными переменными. Изменять из значения, использовать их в операндах. Так же можно создавать внутренние переменные, которые видны только в этой функции и при каждом её вызове создаются заново. То есть не сохраняют значение с прошлого вызова. Но с обозначением static внутренние переменные могут сохранять значения с прошлого вызова и их тоже разрешено здесь юзать. Подробнее об этом нюансе можно узнать из урока Arduino видимость переменных.
Функция может принимать аргументы, но ничего не возвращать.
Может так же не принимать аргументы, но возвращать данные заданного типа.
А так же и принимать аргументы и что-то возвращать.
Вызов функций
Обращаются к функциям в тексте скетча обычно такими путями:
Если функция ничего не возвращает то
Если возвращает то
Или даже можно использовать как часть логического условия
В теле функции оператор return завершает выполнение функции и возвращает данные. Его в одной функции можно использовать не один раз.
А так же с его помощью можно просто завершать выполнение функции при достижении нужного условия.
Что касается красивого структурирования скетча для arduino подобного контроллера, то функции позволяют привести текст функции main и главного цикла программы к минималистичному виду. При этом внутри самих функций может содержаться увесистый скетч со сложными вычислениями и обращением к различным коммуникациям. Само тело каждой функции может храниться в отдельном файле, редактироваться в отдельной вкладке программы Arduino IDE.
Рекомендации для лучших скетчей
Я вам советую структурировать по возможности свой скетч на такие кластеры как например: конфигурирование входов-выходов, обработка дискретных входов, обработка аналоговых входов, обработка алгоритма задачи проекта, сетевые коммуникации с внешними устройствами, обработка выходов. В следующем видео из серии Arduino уроки рассмотрим пример, как можно разложить эти задачи по отдельным функциям и оформить их отдельными файлами для удобства разработки и наладки.
Выводы
А пока нам необходимо запомнить, что функция определяется в программе один раз, а вызываться может множество раз. При каждом вызове функции в неё можно передать новые значения аргументов. Функция так же может возвращать нам данные предопределённого типа, а может и ничего не возвращать – тогда мы её определяем как тип void. Спасибо за подписку, лайк и комментарий и до новых встреч.
Raspberry PI управление servo-мотором при помощи ползунка на экране
Итак ставим перед собой задачу: управлять серво-мотором от Raspberry PI, используя визуальный элемен..
USB штекер разборной
Разборный USB-коннектор под пайкуПредназначен для самостоятельного изготовления USB коммуникаций под..
Измерение уровня шума Arduino Nano
Понадобилось мне замерять фоновый уровень звука для проекта умного дома и оказалось, что это не прос..
Набор перемычек (мама-папа) 40шт 10см
Набор соединительных проводов для соединения плат контроллера с периферией без пайки. Подходят под с..
Модуль реле одноканальный 5В 10А
Одноканальный модуль реле для подключения напрямую к дискретному выходу контроллера. Светодиодная ин..
Функции. Урок 3. Ардуино
Привет. Сегодня поговорим про организацию своей функции в языке программирования ардуино.
В предыдущих статьях мы писали код непосредственно в две управляющие функции программы. На этот раз посмотрим как можно организовать код более удобным способом.
В прошлый раз мы рассматривали программу устранения дребезга кнопки. Если вы уже забыли или пропустили предыдущую статью, пожалуйста, посмотрите её.
Теперь попробуем изменить программу таким образом, чтобы выделить код отвечающий за устранение дребезга в отдельную функцию. Мы будем использовать эту функцию в будущем, и будет намного удобнее просто копировать уже написанный код в новую программу.
Кроме того используем старые наработки из предыдущих статей. А также подключим к ардуино несколько светодиодов и будем управлять всеми с помощью одной кнопки.
Чтобы выполнить этот урок нам понадобятся.
Функции
Мы уже встречались с функциями. Поэтому разобраться с этим будет довольно просто. В предыдущих проектах мы использовали функции delay(), millis(), pinMode(), digitalWrite(), setup() и loop().
Функция — это часть программы, которая выполняет определенные действия и предоставляет результат своей работы. У функций должно быть имя, чтобы к ним можно было обратиться. Функции могут принимать какие-то значения из основной части программы. И вызывать другие функции.
Давайте напишем простую функцию для примера.
Мы создали функцию plus(). Она получает на вход две переменные типа int и возвращает их сумму. Если мы присвоим другой переменной значение этой функции, то получим результат сложения.
Таким образом можно организовать любой код внутри программы с помощью функций. Но делать это лучше так, чтобы логика выполнения программы становилась более понятной. Часто в функции пишут код который должен выполняться в программе несколько раз. Тогда вы сможете просто вызвать функцию в нужный момент, передать ей необходимые значения и получить результат. А не писать одинаковый код в разных частях программы.
Теперь перейдем к нашей программе. Сегодня мы хотим подключить к ардуино несколько светодиодов, объединив их в массив. И управлять ими с помощью кнопки, устраняя дребезг. И составить программу из наших собственных функций.
Сначала соберем схему на макетной плате.
Принципиальная схема подключения светодиодов и кнопки
Аноды светодиодов подключаем к пинам на плате ардуино, используем 5,7,9 и 11 пины. Катоды светодиодов подключаем к земле через резисторы 220 Ом.
Кнопку подключаем ко 2 пину на ардуино с одной стороны. А также к шине 5 вольт и к земле через резистор 10 кОм.
Программа
Мы больше не будем использовать 13 пин и диод на плате, поэтому уберем связанные с ним переменные из кода. Но добавим массив пинов для светодиодов и счетчик.
В массиве есть элемент 13. Однако мы не будем подключать к нему диод, а будем использовать его для флага, что все светодиоды нужно выключить.
В функции setup() настроим пины на ввод и вывод.
Теперь реорганизуем код устраняющий дребезг кнопки. Мы должны передать в функцию состояние кнопки в текущий момент и получить в ответ обработанное нажатие на кнопку, если оно было.
Кроме того упростим функцию. Избавимся от подсчета миллисекунд, а просто сделаем задержку между считыванием состояния кнопки.
В основном цикле будем вызывать функцию debounce() и передавать в нее предыдущее значение кнопки. И если значения отличаются, а текущее значение = HIGH, то есть кнопка была нажата, вызываем другую функцию ledON().
Функция ledON() хранит текущее значение переменной счетчика i. И включает соответствующий светодиод из массива. Но до того, как включить нужный диод, функция выключает все. Если i = 4, это значение 13 в массиве, мы выключаем все диоды. А следующим нажатием, i = 5, сбрасываем счетчик на 0.
Работа программы
Полный текст программы
Заключение
В этом уроке мы рассмотрели использование собственной функции в ардуино. И собрали схему управления многими светодиодами с использованием кнопки с функцией подавления дребезга. Схемы и код программ становятся все сложнее, но намного интереснее. В следующий раз мы рассмотрим еще одну очень важную тему работы с ардуино — широтно-импульсную модуляцию.
Arduino.ru
Как прописать параметры функции по умолчанию
Как известно ардуина сама объявляет функции. Соответственно если я хочу вставить параметр по умолчанию в имплементацию myFuncе(int x = 1), и воспользоваться им вызвав myFunct(), то получаю ошибку «myFunct() was not declared in this scope». Как сделать чтобы в ino файле таких проблем не было?
Сделать заголовочный файл *.h, в котором описать прототип функции с параметром по умолчанию. Положить рядом с *.ino. Как-то так:
1. Объявление функции:
2. Определение функции:
то получаю ошибку «myFunct() was not declared in this scope».
эта ошибка никак не связана с параметрами по умолчанию, ищите другие ошибки
то получаю ошибку «myFunct() was not declared in this scope».
эта ошибка никак не связана с параметрами по умолчанию, ищите другие ошибки
Все компилировалось без ошибки пока не добавил в функцию параметр со значением по умолчанию. Незнаю почему он такую ошибку выдает, может IDE староватый.
Сделать заголовочный файл *.h, в котором описать прототип функции с параметром по умолчанию. Положить рядом с *.ino.
Спасибо, просто думал может попроще способ есть. Из-за одной функции файл создавать как-то странно выглядит.
Все компилировалось без ошибки пока не добавил в функцию параметр со значением по умолчанию. Незнаю почему он такую ошибку выдает, может IDE староватый.
что-то вы не так делаете, у меня все компилируется внутри одного скетча
Все компилировалось без ошибки пока не добавил в функцию параметр со значением по умолчанию. Незнаю почему он такую ошибку выдает, может IDE староватый.
что-то вы не так делаете, у меня все компилируется внутри одного скетча
Ха, прикольно. Попробовал я ваш пример и откомпилировался. Потом перенес функцию foo за loop и та же самая ошибка.
exit status 1
‘foo’ was not declared in this scope
Ха, прикольно. Попробовал я ваш пример и откомпилировался. Потом перенес функцию foo за loop и та же самая ошибка.
Ха, прикольно. Попробовал я ваш пример и откомпилировался. Потом перенес функцию foo за loop и та же самая ошибка.
Ну так объявляю ее не я а Ардуина. Она должна пробежать по коду, найти все функции и объявить их заранее, но как-то странно это делает.
Ну так объявляю ее не я а Ардуина. Она должна пробежать по коду, найти все функции и объявить их заранее, но как-то странно это делает.
ну видимо на функции с парметрами по умолчанию сервис ардуино не распространяется.
Ну так объявляю ее не я а Ардуина. Она должна пробежать по коду, найти все функции и объявить их заранее, но как-то странно это делает.
ну видимо на функции с парметрами по умолчанию сервис ардуино не распространяется.
Не трудно когда функция одна и маленькая. А если проект уже овер 2000 строк то не хотелось бы чтобы setup и loop были в конце. Долго скролить. В общем подключил h файл с объявлением и все заработало.
Не трудно когда функция одна и маленькая. А если проект уже овер 2000 строк то не хотелось бы чтобы setup и loop были в конце. Долго скролить.
Не трудно когда функция одна и маленькая. А если проект уже овер 2000 строк то не хотелось бы чтобы setup и loop были в конце. Долго скролить.
так тоже компилируется
Что лучше INO или CPP для вспомогательных файлов?
Что лучше INO или CPP для вспомогательных файлов?
Что лучше INO или CPP для вспомогательных файлов?
В общем дополнительные CPP и INO файлы нужны больше для приличия в среде ардуино. Все можно делать в *.h файле. Тогда объявление = имплементация функции.
В общем дополнительные CPP и INO файлы нужны больше для приличия в среде ардуино.
Х.з как в ардуино реализованы inline, но похоже он тут мало кого беспокоит. Можно еще про Ассемблер вспомнить, что он быстрее работает чем inline
Х.з как в ардуино реализованы inline, но похоже он тут мало кого беспокоит. Можно еще про Ассемблер вспомнить, что он быстрее работает чем inline
Я с вами разобрался. Теперь понятно что и как работает. Заголовочные файлы наше всё!
a.ino
f1.cpp
и f.h
Ну, если возражений нет, то попробуйте собрать так и эдак и убедиться, что Q-код почему-то не собирается. Если спросите, я могу объяснить почему.
Урок 5. Функции
Этот урок будет посвящен одной из интереснейшей теме программирования- функциям. Что это такое? Это небольшая подпрограмма, находящаяся в теле основной программы, которую можно использовать много раз в течении одного цикла программы. С чем это можно сравнить? Приведу пример из жизни человека: например у нас есть функция дыхания. Мы даже не задумываемся- дышим и все с такой частотой с которой нужно организму, т.е. дыханием мы потребляем необходимое количество кислорода в воздухе. Мы можем дышать ровно и медленно когда спим, резко и часто когда заняты работой или спортом и т.д. Но функция дыхания у нас одна- мы просто дышим. Организм сам вызывает эту функцию когда ему надо. Так же и в программировании- мы можем определить функцию и вызывать ее по мере надобности. Например используем программу из урока 2 :
Допишем после всей программы такие строки:
а в теле программы удалим такие же строки и добавим вызов функции:
Программа примет следующий вид:
Теперь мы получаем разные сигналы при разных неисправностях! При обрыве фоторезистора светодиод будет мигать 2 раза в секунду, при обрыве подтягивающего резистора- 1 раз в секунду. Как мы это получили? При проверке уровня сигнала (если на входе 0) вызываем функцию blink со значением 500. Сама функция подставляет переданное значение в те места где мы ее прописали. Кроме того мы можем менять не только частоту мигания но и длительность свечения и длительность паузы. Попробуйте это сделать сами. Даю подсказку: в функции blink допишите int blink( int x, int y). Остальное попробуйте сами додумать. Если что то кому то непонятно- пишите в комментариях- разберем подробнее.
Таким образом функцией мы сэкономили занимаемую программой память. В противном случае пришлось бы писать на каждое условие обработчик события, здесь же мы использовали всего один обработчик и управляем им из тела основной программы. Хочу заметить что условий обычно очень много.
Например: x=blink(50) где х- объявленная переменная в секции void setup (), blink(50)— функция с параметром 50. Для присваивания значения функции используется оператор return.
Например функция blink может выглядеть следующим образом:
Обратите внимание на тип функции int blink( int x)— в данном примере тип integer, значит и возвращаемые значения функции должны быть того же типа, т.е. integer. Данная функция возвращает значение 100*x (при этом следует помнить о пределах значений переменных и, если значения не вписываются, применить другой тип функции).
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Функции
Функция – часть программы, имеющая своё название и выполняющая заданную задачу. Большая программа может строиться из нескольких функций, каждая из которых выполняет свою задачу. Использование функций очень сильно упрощает написание и чтение кода, и в большинстве случаев делает его оптимальным по объёму занимаемой памяти. Функция должна быть описана, и после этого может вызываться. Функция должна быть описана вне других функций! В общем виде функция имеет следующую структуру, т.е. описание функции:
Где тип данных – это тип данных, который возвращает функция, имя функции – имя, по которому функция вызывается, набор параметров – необязательный набор формальных переменных, и тело функции – уже собственно набор операций. Вызов функции осуществляется именем функции и передачей набора параметров, если таковые имеются:
Если параметры не передаются, нужно указать пустые скобки в любом случае!
Функция может принимать параметры, может не принимать, может возвращать какое-то значение, может не возвращать. Давайте рассмотрим эти варианты.
Функция, которая ничего не принимает и ничего не возвращает
Функция, которая ничего не принимает и возвращает результат
Ну вот, функция стала чуть более универсальной. Теперь результат сложения a и b как функцию можно использовать в других местах и приравнивать к другим переменным. Чтобы сделать код ещё более универсальным, давайте передавать величины для сложения в виде параметров
Функция, которая принимает параметры и возвращает результат
Что касается параметров, то они перечисляются в скобках через запятую с указанием типа данных. При вызове функции указанные параметры превращаются в локальные переменные, с которыми можно работать внутри функции. При вызове функции эти переменные получают значения, которые мы указываем при вызове. Смотрим:
Перегруженные функции
Перегруженная функция это такая функция, которая определена несколько раз с одинаковым именем, но разным возвращаемым типом данных и разным набором параметров.
Типы данных
Далее например при вызове Serial.println(toStr(10, 3.14)) увидим в мониторе порта 10, 3.14
Как вернуть несколько значений? (New)
В языке C++, в отличие от того же Питона, нельзя просто так взять и вернуть из функции два значения. К слову, принять их тоже нельзя, такого механизма в языке нет. Но есть структуры! Функция может принять структуру, вернуть структуру, а мы можем присвоить структуру. Давайте сделаем функцию, которая принимает два числа, находит их сумму, разность и произведение и возвращает результат. Для начала опишем структуру:
Она хранит сумму, разность и произведение. Теперь сделаем функцию, которая принимает два числа, считает, забивает результат в структуру и возвращает тип данных MyStruct
Готово! Пользоваться этим можно так:
Описание и реализация
Хорошим тоном считается объявлять функции отдельно от реализации. Что это значит: в начале документа, или в отдельном файле, мы описываем функцию (это будет называться прототип функции), а в другом месте пишем реализацию. Так делают в серьёзных программных проектах, Ардуино-библиотеки – не исключение. Также такое написание позволяет слегка ускорить компиляцию кода, потому что компилятор уже знает, что он в нём найдёт. Алгоритм такой: Описание (прототип) функции
Реализация функции
То бишь всё то же самое, но с телом функции и фигурными скобками. Пример:
Примечание: хоть компилятор и позволяет вызывать функцию до её объявления (по порядку написания кода), иногда он может не найти функцию и выведет ошибку “функция не объявлена”. В этом случае достаточно сделать прототип функции и расположить его поближе к началу документа, да и вообще все используемые функции можно сделать в виде прототипов и вынести в начало кода, вместе с глобальными переменными!
Передача массива в функцию (Pro)
И вот мы получили функцию, которая суммирует массив типа данных int любой длины и возвращает результат.
Другие типы функций (Pro)
Шаблонные функции
Шаблон – ещё один мощный инструмент языка C++, позволяющий создавать алгоритмы без привязки к типам данных. Тема очень обширная, мы рассмотрим её только применительно к “универсальным” функциям, полностью про шаблоны можно почитать тут, и тут продолжение. Итак, шаблонные функции. В примере выше мы использовали перегруженные функции для создания функций с одинаковым именем, но разным типом передаваемых параметров. При помощи шаблонов можно сделать одну функцию, которая будет работать для всех типов данных! Компилятор сам выберет, какие типы данных подставить в функцию на этапе компиляции. Синтаксис выглядит так:
Описание функции можно раскрыть:
Сделаем функцию, которая возвращает квадрат числа любого типа
Можно передать в шаблон больше данных! Вот пример функции, которая перемножает два числа любого типа и возвращает результат:
В некоторых ситуациях шаблоны могут быть очень удобны! Также при вызове шаблонной функции можно вручную передать тип данных:
Макро-функции
Зачем это нужно? Обычная функцию с именем, как разбиралось выше, имеет свой “адрес” в памяти, и при каждом вызове функции ядро обращается к ней по этому адресу, что занимает какое-то время. Макро функция же “встраивается” в код программы и выполняется сразу же. В то же время, если макро-функция вызывается в нескольких местах программы, она займёт больше места, чем отдельная обычная функция, т.к. все вызовы будут заменены на код. Делать макросы имеет смысл на простые функции (как в примере ниже), на редко вызываемые функции, и в тех местах, где важно максимальное быстродействие, т.е. важен каждый такт процессора. Например в вычислительных функциях.
В “языке” Arduino есть несколько готовых инструментов, которые кажутся функциями, но на самом деле являются макро. Заглянем в Arduino.h и увидим следующее:
Вот так вот, всем нам знакомые функции оказались макросами! А ещё можно “переносить строку” для создания макро-функций с большим количеством текста, перенос делается при помощи обратного слэша – \
Обратите внимание, на последней строке перенос уже не нужен! Таким образом, во время работы препроцессора все вызовы “функции” printWords() будут заменены на указанные строки кода. Можно аргументы таким же образом передавать:
Как вы можете видеть, объявлять большую макро-функцию неудобно, и тут на помощь приходят встроенные функции.
Встроенные функции
Всё! Теперь вызовы incr будут заменены на код. Если нужно разделить описание и реализацию, то можно записать так: