شروع کار با نرم افزار آردوینو

سلام دوستان، امیدواریم حالتون خوب باشه. امروز قصد داریم یک مقاله آموزشی را در خصوص شروع  یادگیری نرم افزار آردوینو با شما به اشتراک بگذاریم. 

این مقاله راجع به نحوه استفاده از نرم افزار آردوینو است. برای شروع کار با میکروکنترلر آردوینو ابتدا باید نرم افزار میکروکنترلر آردوینو را یاد بگیریم.  نرم افزار آردوینو استفاده شده دارای ورژن 2.3.2 است که البته می توانید آخرین نسخه آپدیت شده آن را از سایت arduino.cc به صورت رایگان دانلود کنید. خواهم کرد. این یک نرم افزار دارای سطح بسیار ابتدایی است و یادگیری آن خیلی آسان است. این آموزش مخصوص مبتدیانی است که به تازگی برد آردوینو را خریداری کرده اند و نمی دانند با آن چگونه کار کنند. 

این نرم افزار بسیار کاربر پسند است. آن را از سایت Arduino.cc بخش software دانلود می کنیم. 

شروع کار با نرم افزار آردوینو

اول از همه پوشه نرم افزار آردوینو را کپی کنید تا بتوانید به راحتی به آن دسترسی داشته باشید. به عنوان مثال، پوشه را روی دسکتاپ رایانه خود کپی کنید.

روی پوشه دوبار کلیک کنید و پنجره بعدی همه زیرپوشه ها را نشان می دهد که شامل کتابخانه ها، ابزارهای سخت افزاری، مراجع و همه چیزهای دیگر است.

توجه داشته باشید:

برای شروع به کار با نرم افزار آردوینو الزاماً نیاز به سخت افزاری مثل ماژول Arduino UNO ندارید و می توانید شروع کار را با نرم افزارهای شبیه سازی مثل Proteus آغاز کنید.

با کلیک بر روی نرم افزار اجرایی از پوشه ذکر شده، نرم افزار آردوینو باز می شود که در تصویر زیر نشان داده شده است:

نکته بسیار مهمی که باید به آن توجه داشت این است که پنجره ای که در نرم افزار آردوینو کد می نویسیم، به آن Sketch می گویند.

این نرم افزار به طور خودکار نامی را به کدی که قرار است بنویسید اختصاص می دهد. به عنوان مثال پنجره فرمان نرم افزار آردوینو را باز می کنیم، سپس هر طرحی را با تاریخ خاصی که در آن می خواهید آن برنامه را بنویسید ذخیره می کند.

بنابراین این نرم افزار به طور خودکار طرح را با تاریخ روز ذخیره کرده است.

همانطور که میبینید وقتی به نوار منو می رویم، 5 گزینه داریم که اکنون همه را یکی یکی توضیح می دهم.

توضیحات منوی File

هنگامی که روی دکمه "File" کلیک کنید، پنجره جدیدی باز می شود که در تصویر زیر نشان داده شده است:

این لیست تمام اجزایی را که در کشوی "File" کدگذاری شده اند را نشان می دهد.

گزینه اول "New" است و یک پنجره جدید یا طرح جدید باز می کند. بعد «Open» است و فایل یا طرحی را که از قبل نوشته اید و یا از جایی روی سیستم خود قرار داده اید انتخاب کرده و در نرم‌افزار آردوینو باز می کنید. گزینه Open Recent برای باز کردن آخرین فایل هایی است که با آن کار کرده اید و آن ها را بسته اید.

گزینه های بعدی «Sketch book » و «Examples» هستند. هنگامی که روی دکمه examples کلیک کنید، کتابخانه های آردوینو باز می شود.

کتابخانه های آردوینو در تصویر زیر نشان داده شده است:

این گزینه تمام کتابخانه های آردوینو را نشان می دهد. کتابخانه های آردوینو در یادگیری کدهای اولیه آردوینو بسیار مفید هستند.

برای شروع، می توانید به اولین گزینه یعنی 01Basics بروید و چندین کتابخانه از آن پروژه ها را برای درک اولیه ملاحظه کنید. 

به سادگی می توانید روی هر گزینه ای کلیک کنید و کد به طور خودکار در نرم افزار آردوینو بارگذاری می شود.

گزینه های بعدی "Close"، "ُSave"، "Save as" هستند. این گزینه ها بسیار ساده هستند و هر کاربری از این گزینه ها معمولاً آگاه است.

گزینه بعدی «page setup » است. گزینه هایی در مورد ترازبندی صفحه و اندازه طرحی که می خواهید داشته باشید به شما ارائه می دهد.

سپس گزینه "print" و "preference" می آید. هنگامی که بر روی گزینه "Preference" کلیک کنید، یک پنجره جدید باز می شود و این پنجره در تصویر زیر نشان داده شده است:

این پنجره مکان sketckbook را نشان می دهد. یعنی جایی که می خواهید همه طرح های خود را ذخیره کنید. ما فقط یک بار به آن آدرس می دهیم و پس از آن به طور خودکار فایل را در آن مکان خاص ذخیره می کند.

آخرین گزینه در منوی فایل "Quit" است. با کلیک بر روی این گزینه نرم افزار آردوینو بسته می شود و طرحی که در آن زمان خاص اجرا می شود متوقف می شود.

توضیحات منوی Edit

بعد از منوی File، منوی «Edit» را داریم. با کلیک بر روی آن، پنجره جدیدی باز می شود که شامل تمام گزینه هایی است که در منوی 'Edit' قرار داده شده اند.

این پنجره جدید در تصویر زیر نشان داده شده است:

دو گزینه اول در منوی ویرایش عبارتند از 'Undo' و 'Redo'. اگر تصادفاً مشکلی پیش بیاید، دکمه undo را فشار داده و مشکل برطرف خواهد شد.

Redo برعکس گزینه Undo است.

گزینه های بعدی «cut» و «copy» هستند. تقریباً همه کاربران از عملکرد آنها آگاه هستند.

گزینه بعدی ' copy for Froum' است. این گزینه، طرح را از یک انجمن خاص کپی می کند و به طور خودکار آن را در پنجره sketch نرم افزار آردوینو ذخیره می کند.

گزینه اصلی "Copy as HTML" است. این گزینه در جایی استفاده می شود که می خواهید طرح یا کد خود را در وب سایتی آپلود کنید.

پس از نوشتن طرح، روی این دکمه کلیک کنید. آنگاه طرح شما به طور خودکار به زبان HTML تبدیل می شود و سپس به راحتی می توانید آن را آپلود کنید.

گزینه بعدی «paste» است. شما طرح را از یک پوشه دیگر کپی می کنید و می توانید آن را در این منوی طرح "paste" کنید. و شما به راحتی می توانید آن را کامپایل کنید.

در کنار گزینه paste گزینه "ُSelect All" را داریم. با کلیک بر روی این گزینه کل طرح انتخاب می شود. این به شما بستگی دارد که می خواهید آن را کپی کنید یا هر کاری که می خواهید با طرح انجام دهید.

گزینه بعدی بسیار مهم است که عبارت است از "comment/un-comment". برای افرادی که قبلا کد نویسی را انجام داده اند و از اصول اولیه آن آگاه هستند گزینه ساده ای است.

شما کرسر را به هر خط خاصی که می خواهید انتقال دهید و وقتی برای اولین بار روی این دکمه کلیک کنید، کامنت گذاری انجام می شود. یعنی از نظر فیزیکی این خط در کد، نوشته شده است اما از نظر منطقی دیگر اهمیتی ندارد.

برای استفاده از این خط خاص، مجدداً روی آن خط خاص کلیک می‌کنید و سپس «un-comment» را انتخاب کنید.

پس از لغو کامنت ، اکنون می توانید آن خط را مجدداً در کد استفاده کنید.

گزینه بعدی "increase indent" است، با یک تک کلیک بر روی این گزینه مشاهده خواهید کرد که پهنای نشانگر چشمک زن افزایش یافته است.

این ویژگی در ظاهر بسیار جالب است و همچنین برای افرادی که چشمشان ضعیف است، بسیار مفید است.

و اگر با این ویژگی راحت نیستید، نگران نباشید ما یک ویژگی ثانویه نیز برای آن داریم.

سپس بر روی گزینه بعدی به نام "Decrease Indent" کلیک می کنید و به طور خودکار عرض نشانگر را کاهش می دهد و مانند قبل به نظر می رسد.

گزینه بعدی بسیار جالب است و این است که هر چیزی را در طرح خود با Find پیدا کنید.

وقتی روی آن گزینه کلیک کنید، پنجره جدیدی باز می شود که در تصویر زیر نشان داده شده است:

همچنین می توانید زبانی را به دلخواه انتخاب کنید و برنامه آردوینو را با آن بنویسید و اندازه فونت را نیز می توان با انتخاب increase و decrease تغییر دهید.

در نوار اول بنویسید که واقعاً چه چیزی را می خواهید پیدا کنید.

و اگر فکر می‌کنید مشکلی پیش آمده است و می‌خواهید در کد خود تغییراتی ایجاد کنید، فقط کافی است موارد را در منوی «Replace in» بنویسید و کل کد بر این اساس تغییر می‌کند.

گزینه های بعدی در منوی ویرایش عبارتند از «Find Next» و «Find Previous». وقتی چیزی را در منوی Find می نویسید و نرم افزار آن را برای شما پیدا می کند.

حالا اگر می‌خواهید آنچه را که در کنار آن خطوط نوشته شده است، پیدا کنید، کافی است روی این گزینه‌ها کلیک کنید و آن چیزی که در کنار آن است را در طرح نشان می‌دهد.

به طور مشابه شما همچنین می توانید آنچه را که قبل از آن چیز نوشته شده در طرح خود پیدا کنید.

شرح منوی sketch

پس از edit ، منوی "Sketch " را در لیست داریم. وقتی روی آن گزینه کلیک کنید، پنجره جدیدی باز می شود که در تصویر زیر نشان داده شده است:

در منوی sketch در مجموع 9 گزینه داریم.

اولین گزینه "verify/Compile" است. اگر کدی نوشته باشید و وقتی روی این گزینه کلیک کنید، کل کد را تایید می کند و آن را کامپایل می کند و اگر خطایی وجود نداشته باشد، برنامه نوشته شده را شروع به اجرا می کند.

یکی از گزینه های دیگر Show Sketch Folder است. با کلیک بر روی این آیکون، به پوشه خاصی که طرح در آن ذخیره شده است دسترسی پیدا می کنیم.

گزینه دیگر «Add File» است و اگر می‌خواهید فایل خاصی را به طرح خود اضافه کنید، کافی است روی آن گزینه کلیک کنید و آن فایل به طرح شما اضافه می‌شود.

یکی گزینه های دیگر که در منوی sketch بسیار مهم است و شما را قادر می سازد تا "کتابخانه" خاصی را به طرح خود وارد کنید include Library است. وقتی روی این گزینه کلیک کنید، پنجره جدیدی باز می شود که در تصویر زیر نشان داده شده است:

همانطور که در تصویر نشان داده شده در بالا مشاهده می کنید، در این نرم افزار تعداد زیادی کتابخانه داخلی وجود دارد و در صورت نیاز به وارد کردن کتابخانه ای خاص و مورد نیاز در طرح خود، می توانید به راحتی آن را از طریق Manage Library به صورت آنلاین و یا Add ZIP Library به صورت آفلاین و با انتخاب فایل فشرده از قبل دانلود شده وارد کنید.

در منوی sketch  آیتم دیگری به نام "upload " است. این گزینه بسیار مهم است. در صورت اتصال برد آردوینو یونو یا هر برد مشابه می توانید برنامه نوشته را با با کد هگز ساخته شده به داخل ماژول بارگذاری کنید.

گزینه بعدی در منوی sketch گزینه Export Complied Binary  است. به کمک این گزینه می توانید کدهای خاصی مثل کد هگز یا باینری را از برنامه اصلی خود با بوت لودر و یا بدون بوت لودر تولید کنید و آن را برای میکروکنترلرهای دیگر نظیر ATMega8، ATMega32 و.... بکار بگیرید.

توضیحات منوی Tools

گزینه بعدی در منوی اصلی "Tools" است. برای بررسی کافیست روی آن کلیک کنید و پنجره جدیدی باز می شود که در تصویر زیر نشان داده شده است:

اولین گزینه در ' Auto Format' است و به طور خودکار به طرح یک قالب می دهد.

بعد Archive Sketch است. 

مهمترین گزینه در منوی Tools "Board" است. با کلیک بر روی این گزینه پنجره جدیدی باز می شود که در تصویر زیر نشان داده شده است:

می توانید ببینید که ما گزینه های زیادی در اینجا داریم.

می توانید بسته به نیاز و برد موجود خود یکی از گزینه ها را انتخاب کنید. همچنین می توانید اگر از میکروکنترلرهای خام استفاده می کنید بسته به نوع چیپ گزینه ای MegaCore و یا MiniCore را انتخاب کنید. بطور مثال اگر ATMega128 را می خواهید برنامه نویسی کنید گزینه MegaCore و اگر چیپ ATMega8 را دارید از گزینه MiniCore استفاده کنید.

گزینه بعدی برنامه نویس است و وقتی روی این دکمه کلیک کنید پنجره جدیدی باز می شود که در تصویر زیر نشان داده شده است:

توضیحات منوی Help

این آخرین گزینه در منو است و با کلیک بر روی آن پنجره جدیدی باز می شود که در تصویر زیر نشان داده شده است:

منوی Help نرم افزار آردوینو بسیار کاربرپسند است و به شما امکان یادگیری نرم افزار و انجام کارهای جدید را می دهد.

می بینید که اولین گزینه "Getting Started" است و وقتی روی این گزینه کلیک می کنید، شما را در مورد ویژگی های نرم افزار آردوینو راهنمایی می کند. چگونه می خواهیم از آن استفاده کنیم و اصول آن چیست؟

گزینه‌های دیگر نیز به Help مربوط می‌شوند و بسیار آموزنده هستند، اگر در حال نوشتن یک طرح خاص هستید و در هر مرحله اگر نمی‌دانید در مرحله بعد چه کاری انجام دهید، نگران نباشید، Help در هر مرحله راهنمایی می‌کند.

اکنون به سمت منوی بعدی که زیر منوی اصلی قرار دارد، دارای 9 آیکون اصلی است که در تصویر زیر نشان داده شده است:

در تصویر بالا می بینید که 9 آیکون اصلی داریم.

نماد شماره "1" مربوط به "تأیید" است. پس از نوشتن کل کد، فقط کافی است روی آن آیکون کلیک کنید و کل طرح را تأیید می کند و اگر خطایی وجود داشته باشد، خطا نیز ایجاد می کند.

نماد شماره گذاری شده به عنوان "2" برای آپلود طرح در میکرو کنترلر ماژول آردوینوی شما است.

نماد شماره گذاری شده به عنوان "3" انتخاب ماژول آردوینوی مورد نظر و در اختیار شما است.

نماد شماره گذاری شده به عنوان "4" از میان طرح های از قبل نوشته شده به شما حق انتخاب می دهد.

نماد شماره گذاری شده به عنوان "5" "Board Manager" است. 

نماد شماره گذاری شده به عنوان "6" مربوط به "مدیریت کتابخانه ها" است. 

نماد شماره گذاری شده به عنوان "7" مربوط به "Find" است. 

آخرین آیکون با شماره '8' مربوط به مانیتور سریال است و پس از نوشتن کل کد کافی است روی آن کلیک کنید و کل طرح را به طور کامل گام به گام بررسی می کند.

اگر در هر مرحله خطایی وجود داشته باشد، خطا ایجاد می کند.

نماد شماره گذاری شده به عنوان "9" مربوط به "Monotor Plotter" است و داده های ارتباط سریال را می تواند بر روی یک نمودار رسم کند.