Arduino : Le cahier de programmation
De Wikidebrouillard.
Traduction par Antony Auffret du "Arduino Programming Notebook", écrit et compilé par Brian W. Evans
Ce cahier est une référence de programmation pratique, facile a utiliser pour la structure des programmes et les bases de la syntaxe du microcontroleur Arduino.
Pour le garder simple, certaines exclusions ont été faites pour faire de ce cahier une référence, pour les débutants. Il est très utile comme source complémentaire de d'autres sites web, livres, ateliers ou classes.
Cette décision a conduit à une sélection d'utilisations autonomes d'Arduino ce qui, par exemple, exclue les usages les plus complexes des tableaux ou des formes avancées de communication série.
Ce livre débute avec les structure de base du langage de programme Arduino dérivé du C. Il se poursuit en décrivant la syntaxe des éléments les plus commun, et illustre leurs utilisations avec des exemples et morceaux de programmes. Cela inclue plusieurs fonctions de la bibliothèque principale, suivie par un appendice avec des schémas et des débuts de programmes.
Sommaire |
Structure
La structure de base du langage de programmation Arduino est assez simple et comprend au moins deux parties. Ces deux parties, ou fonctions, contiennent des blocs d'instructions.
void setup()
{
blocs d'instructions;
}
void loop()
{
blocs d'instructions;
}
Setup() est la préparation, l'initialisation du programme et loop est l'exécution du programme. Ces deux fonctions sont impérativement requises pour que le programme fonctionne.
La fonction setup() doit suivre la déclaration des variable au tout début du programme. Il s'agit de la première fonction à exécuter dans le programme. Elle est exécutée une seule fois et sert à établir le mode d'une broche (pinMode) ou à initialiser la communication série.
La fonction loop() suit immédiatement et comprend le code à exécuter en continue - lisant les capteurs en entrée et déclenchant les actionneurs en sortie, etc. Cette fonction est le noyau de tout programme Arduino et réalise l'essentiel du travail.
initialisation du programme : setup()
La fonction setup() n'est appelée qu'une fois au démarrage du programme. Utilisez-là pour initialiser le mode des broches ou fixer le débit de communication série. Il doit être dans tout les programmes même si il n'y a aucune instruction à jouer.
void setup()
{
pinMode(broche, OUTPUT); //met la "broche" comme sortie
}
Boucle du programme : loop()
Après avoir appelé la fonction void setup(), la fonction void loop() fait une boucle (loop en anglais) infinie permettant de contrôler la carte arduino, tant que le programme ne change pas.
void loop()
{
digitalWrite(broche, HIGH); //met la broche en "ON"
delay(1000); //pause pendant une seconde
digitalWrite(broche, LOW); //met la broche en "OFF"
delay(1000); //pause pendant une seconde
}
Les fonctions : blocs de code particuliers
Une fonction est un bloc de code possédant un nom et exécutant ses instructions à chaque appel. Les fonctions void setup() et void loop() sont les 2 fonctions obligatoires en arduino, mais d'autres peuvent être créées.
Il est possible de créer des fonctions afin d'améliorer des programmes répétitifs et pour rendre plus compréhensif un programme. On commence par donner un type aux fonctions. Il s'agit du type de valeur qui sera renvoyée par la fonction, par exemple un "int" donnera une fonction de type entier (integer). Si aucune valeur n'est renvoyée, le type est void (void setup()/void loop() ). Après le type, on attribue un nom à la fonction puis, dans les parenthèses, on donne les paramètres passées à la fonction.
type nomFonction(paramètres)
{
instructions;
}
La fonction entière (int) suivante, delayVal(), va permettre de changer l'intervalle de la valeur lue sur le potentiomètre. On commence par déclarer une variable locale v, elle contient la valeur du potentiomètre, c'est à dire entre 0 et 1023. On divise cette valeur par 4 afin de passer à une valeur comprise entre 0 et 255 puis on renvoie cette valeur au programme.
int delayVal()
{
int v; //création de la variable locale "v"
v = analogRead(pot); //lecture de la valeur du potentiomètre
v /= 4; //conversion de 0-1023 à 0-255
return v; //renvoie de la valeur finale
}
Les accolades : {}
Les accolades (ouvrantes ou fermantes) définissent le début et la fin d'une fonction ou d'un bloc d'instructions, comme pour la fonction void loop() ou les instructions if et for.
type fonction()
{
instructions;
}
Une accolade ouvrante { est toujours suivie par une accolade fermante }. Une accolade non fermée donne des erreurs ou des programmes lors de la compilation mais peut être dure à corriger en cas de programmes très longs.
L'environnement arduino inclue un système de vérification des accolades. Il suffit de cliquer sur une accolade pour voir sa "paire" se sur-ligner.
Le point-virgule : ;
Le point-virgule est utilisé pour finir une instruction et séparer les éléments d'un programme. On l'utilise, par exemple, pour séparer les éléments de la boucle for.
int x = 13; //on déclare la variable x comme un entier valant 13
Note : Oublier le point-virgule à la fin d'une ligne donne une erreur de compilation. Le message d'erreur peut parfois faire référence au point-virgule oublié, mais pas toujours. Si le message d'erreur est illogique et incompréhensible, une des premières choses à faire est de vérifier s'il n'y a pas un point-virgule manquant.
Les paragraphes de commentaire/*...*/
Un commentaire (sur une ligne ou sur plusieurs) est une zone de texte qui est ignoré par le programme lors de la compilation et qui est utilisé afin de décrire le code ou pour le commenter pour faciliter sa compréhension auprès de personnes tiers. Un commentaire commence par /* et fini avec */ et peut faire plusieurs ligne.
/* ceci est un paragraphe de commentaire commencé
ne pas oublier de le refermer
*/
De par le fait que les commentaires soient ignorés et qu'ils ne prennent pas d'espace mémoire, ils peuvent être utilisés généreusement, par exemple pour débuger une partie du code.
Note : Il est possible de faire un paragraphe d'une seule ligne avec /* */ mais on ne peut pas inclure un second bloc dans le premier.
Les lignes de commentaires : //
Une seule ligne de commentaire commence par // et fini à la fin de la ligne de code. Tout comme le paragraphe de commentaires, la ligne est ignorée lors de la compilation et ne prend pas de mémoire.
//ceci est une ligne de commentaires
La ligne de commentaire est souvent utilisée pour donner des informations ou pour rappeler quelque chose à propos d'une ligne.
Variables
Les variables
La déclaration des variables
Visibilité des variables pour le programme
Une variable peut être déclarée au début du programme avant l'initialisation (Void setup() ), à l'intérieur de fonctions et parfois au sein d'un bloc d'instruction comme les boucles.
La zone où la variable est déclarée détermine la "visibilité" de celle-ci, autrement dit la possibilité pour certaines parties d'un programme à utiliser cette variable.
type de données
byte
int
long
float
arrays
arithmétique
L'arithmétique
compound assignments
Opérateur de comparaison
Opérateurs logiques
Constantes
Les constantes
Vrai/faux (true/false)
Haut/bas (high/low)
Entrée/sortie (input/output)
Structures de contrôle
if
if... else
for
while
do... while
Entrées et Sorties numériques (digital i/o)
pinMode(pin, mode)
digitalRead(pin)
digitalWrite(pin, value)
Entrées et Sorties analogiques (analog i/o)
analogRead(pin)
analogWrite(pin, value)
Gestion de la durée
delay(ms)
millis()
math
min(x,y)
max(x,y)
hazard
randomSeed(seed)
random(min, max)
Communication avec le port série
serial.begin(débit)
serial.println(donnée)
appendice
sortie numérique
Entrée numérique
Courant de sortie haut
Sortie pwm(Pulse Width Modulation - modulation de largeur d'impulsions)
Arduino permet de synthétiser un signal analogique grâce à la modulation de largeur d'impulsions(Pulse Width Modulation ou PWM)
Entrée potentiomètre
Entrée résistance variable
Sortie Servo-moteur
Crédits
Ce livre a été écrit à partir d'inspirations et d'informations tirées des sites web suivants :
- http://www.arduino.cc
- http://www.wiring.org.co
- http://www.arduino.cc/en/Booklet/homePage
- http://cslibrary.stanford.edu/101/
Incluant des éléments écrits par :
- Massimo Banzi
- Hernando Barragan
- David Cuartielles
- Tom Igoe
- Daniel Jolliffe
- Todd Kurt
- David Mellis
- and others...
Première édition publiée en août 2007 sous licence CC-By-Nc-Sa
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