Цикл ардуино. Циклы в Arduino: подробное руководство по использованию for, while и do-while

Что такое циклы в Arduino и зачем они нужны. Как работают циклы for, while и do-while. Какие преимущества и недостатки у разных типов циклов. Когда лучше использовать тот или иной вид цикла в Arduino-проектах.

Содержание

Что такое циклы в Arduino и зачем они нужны

Циклы в Arduino — это конструкции, позволяющие многократно выполнять определенный блок кода. Они являются одним из основных инструментов программирования, который позволяет автоматизировать повторяющиеся действия и сделать код более компактным и эффективным.

Основные преимущества использования циклов:

  • Экономия кода — вместо многократного повторения одинаковых инструкций мы пишем их один раз в теле цикла
  • Гибкость — количество повторений может задаваться переменной или условием
  • Читаемость — циклы делают структуру кода более понятной
  • Эффективность — циклы позволяют быстро обрабатывать большие объемы данных

В Arduino используются три основных вида циклов: for, while и do-while. Давайте рассмотрим каждый из них подробнее.


Цикл for в Arduino: синтаксис и принцип работы

Цикл for является наиболее часто используемым в Arduino. Его синтаксис выглядит следующим образом:

for (инициализация; условие; изменение) {
  // тело цикла
}

Разберем каждый элемент:

  • Инициализация — задает начальное значение счетчика цикла
  • Условие — проверяется перед каждой итерацией, цикл продолжается, пока оно истинно
  • Изменение — действие, выполняемое в конце каждой итерации (обычно изменение счетчика)

Как работает цикл for:

  1. Выполняется инициализация
  2. Проверяется условие
  3. Если условие истинно, выполняется тело цикла
  4. Выполняется изменение
  5. Возврат к пункту 2

Пример использования for для мигания светодиодом:

void setup() {
  pinMode(13, OUTPUT);
}

void loop() {
  for(int i = 0; i < 5; i++) {
    digitalWrite(13, HIGH);
    delay(500);
    digitalWrite(13, LOW);
    delay(500);
  }
  delay(2000);
}

Здесь светодиод мигнет 5 раз, а затем будет пауза 2 секунды.

Цикл while в Arduino: особенности и применение

Цикл while выполняется, пока заданное условие остается истинным. Его синтаксис:


while (условие) {
  // тело цикла  
}

Особенности цикла while:

  • Проверка условия происходит до выполнения тела цикла
  • Если условие изначально ложно, тело цикла не выполнится ни разу
  • Удобен, когда неизвестно точное количество повторений

Пример использования while для ожидания нажатия кнопки:

const int buttonPin = 2;

void setup() {
  pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  while(digitalRead(buttonPin) == HIGH) {
    // Ждем, пока кнопка не будет нажата
  }
  Serial.println("Кнопка нажата!");
  delay(1000);
}

Цикл do-while в Arduino: когда он необходим

Цикл do-while похож на while, но проверка условия происходит после выполнения тела цикла. Синтаксис:

do {
  // тело цикла
} while (условие);

Особенности do-while:

  • Тело цикла выполняется хотя бы один раз, даже если условие изначально ложно
  • Подходит, когда нужно выполнить действие как минимум единожды

Пример использования do-while для ввода данных:

int input;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  do {
    Serial.println("Введите число от 1 до 10:");
    while(!Serial.available()) {}
    input = Serial.parseInt();
  } while (input < 1 || input > 10);
  
  Serial.print("Вы ввели: ");
  Serial.println(input);
  delay(2000);
}

Вложенные циклы в Arduino: повышаем сложность

Вложенные циклы - это циклы внутри других циклов. Они позволяют создавать более сложные алгоритмы и обрабатывать многомерные структуры данных.


Пример использования вложенных циклов для создания шахматного узора на матрице светодиодов:

const int ROW_COUNT = 8;
const int COL_COUNT = 8;

void setup() {
  for(int row = 0; row < ROW_COUNT; row++) {
    for(int col = 0; col < COL_COUNT; col++) {
      pinMode(row * 8 + col, OUTPUT);
    }
  }
}

void loop() {
  for(int row = 0; row < ROW_COUNT; row++) {
    for(int col = 0; col < COL_COUNT; col++) {
      if((row + col) % 2 == 0) {
        digitalWrite(row * 8 + col, HIGH);
      } else {
        digitalWrite(row * 8 + col, LOW);
      }
    }
  }
  delay(1000);
  
  // Инвертируем узор
  for(int row = 0; row < ROW_COUNT; row++) {
    for(int col = 0; col < COL_COUNT; col++) {
      digitalWrite(row * 8 + col, !digitalRead(row * 8 + col));
    }
  }
  delay(1000);
}

Прерывание циклов: операторы break и continue

В Arduino есть специальные операторы для управления выполнением циклов:

  • break - немедленно прерывает выполнение цикла
  • continue - пропускает оставшуюся часть текущей итерации и переходит к следующей

Пример использования break и continue:


void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  for(int i = 1; i <= 10; i++) {
    if(i == 3) {
      continue; // Пропускаем число 3
    }
    if(i == 8) {
      break; // Прерываем цикл на числе 8
    }
    Serial.println(i);
  }
  delay(5000);
}

Оптимизация циклов в Arduino: советы по эффективному использованию

Для повышения производительности программ на Arduino важно оптимизировать циклы. Вот несколько советов:

  1. Используйте предварительно вычисленные значения вместо расчетов в цикле
  2. Избегайте использования функций внутри циклов, если это возможно
  3. Используйте постфиксный инкремент (i++) вместо префиксного (++i) для счетчиков
  4. По возможности используйте целочисленную арифметику вместо операций с плавающей точкой
  5. Минимизируйте количество проверок условий внутри цикла

Пример оптимизированного цикла:

const int LED_PIN = 13;
const int ITERATIONS = 1000;

void setup() {
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  int i = ITERATIONS;
  while(i--) {
    digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
    digitalWrite(LED_PIN, LOW);
  }
  delay(1000);
}

Сравнение циклов for, while и do-while: когда что использовать

Выбор типа цикла зависит от конкретной задачи. Вот общие рекомендации:

  • for - когда известно точное количество повторений
  • while - когда количество повторений заранее неизвестно, но известно условие выхода
  • do-while - когда нужно выполнить действие хотя бы один раз, а затем проверить условие

Сравнительная таблица:


Тип циклаПреимуществаНедостатки
forКомпактность, ясность намеренийМенее гибкий, чем while
whileГибкость, простотаМожно случайно создать бесконечный цикл
do-whileГарантированное выполнение хотя бы разМенее распространен, может быть менее понятен

Практические примеры использования циклов в проектах Arduino

Рассмотрим несколько практических примеров использования циклов в реальных проектах Arduino:

1. Бегущий огонь на светодиодной ленте

const int LED_COUNT = 30;
const int DATA_PIN = 6;

void setup() {
  FastLED.addLeds(leds, LED_COUNT);
}

void loop() {
  for(int i = 0; i < LED_COUNT; i++) {
    leds[i] = CRGB::Red;
    FastLED.show();
    delay(50);
    leds[i] = CRGB::Black;
  }
}

2. Чтение данных с нескольких датчиков

const int SENSOR_COUNT = 5;
const int SENSOR_PINS[SENSOR_COUNT] = {A0, A1, A2, A3, A4};

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  for(int i = 0; i < SENSOR_COUNT; i++) {
    int sensorValue = analogRead(SENSOR_PINS[i]);
    Serial.print("Sensor ");
    Serial.print(i);
    Serial.print(": ");
    Serial.println(sensorValue);
  }
  delay(1000);
}

3. Генерация мелодии

const int BUZZER_PIN = 8;
const int MELODY[] = {262, 294, 330, 349, 392, 440, 494, 523};
const int MELODY_LENGTH = sizeof(MELODY) / sizeof(MELODY[0]);

void setup() {
  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  for(int i = 0; i < MELODY_LENGTH; i++) {
    tone(BUZZER_PIN, MELODY[i]);
    delay(500);
    noTone(BUZZER_PIN);
    delay(100);
  }
  delay(2000);
}

Эти примеры демонстрируют, как циклы могут быть использованы для решения различных задач в проектах Arduino.



Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

Ecoimpact managers > Интернет вещей > Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

Arduino и прочие питомцы.

Описание :

Документы базы знаний :

Расширенный поиск   

Полнотекстовый поиск по содержимому документов

  • Arduino ООП и зачем все это нужно

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • Arduino оптимизация использования оперативной памяти

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • AVR heap mystic

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • ESP8266 DeepSleep

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • ESP8266 GeoWiFi

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • ESP8266 http OTA

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • ESP8266 RTC память

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • ESP8266 UnReal Time Clock

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • ESP8266 Web and MQTT Framework

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • ESP8266 Web and MQTT Relay Demo

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • MQTT BarScanner

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • PlatformIO или прощай, Arduino IDE

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • Relays for ESP8266

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • TSL2561

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • За облаками небо

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • Навигация по "Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino"

    Часть 1 Часть 2 Часть 3

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • Параметры в скетче для ESP8266

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • Размер структур и классов в программах на ESP8266

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • Сравнение с функцией millis()

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • Умное реле на ESP8266 (версия 2.0)

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • Часть 1.

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • " data-id="5468" data-latitude="" data-longitude="" data-preview="" data-image="">

    Часть 2.

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

  • Часть 3.

    Ecoimpact managers :

    Alex Morozov Цикл уроков по программированию на C++ для Arduino.

Начался новый цикл занятий «Школа – вуз – предприятие»

Начался новый цикл занятий «Школа – вуз предприятие»

Второй год в Саровском физико-техническом институте НИЯУ МИФИ в рамках городского проекта «Профтенд» реализуется самостоятельное направление «Школа – вуз предприятие» или «ШВП».  6 октября семиклассники школы № 17 побывали на первом занятии по робототехнике.

Алгоритм уже отработан: краткий курс теории, затем практика. По имеющейся схеме на основе платформы Arduino нужно собрать простейшего робота. В качестве экспертов и главных помощников выступили: первокурсник Даниил Кротов, третьекурсник Глеб Ухабов-Богославский, студент 5 курса Денис Плеханов, и преподаватель Андрей Додин. Первыми отлично справились с непростой задачей команды Георгий Михалёв – Ярослав Румянцев и Иван Габелев – Лев Интяпин. Надо сказать, что девушки не отставали от ребят, проявили настойчивость, упорство и добились желаемого результата – все собранные роботы смогли двигаться по заданной траектории.

Следующее занятие по программированию для учеников 7 классов запланировано на 20 октября.

  • ГЛАВНАЯ
  • Начался новый цикл занятий «Школа – вуз – предприятие»

Почтовый адрес: 607190, Нижегородская область, г. Саров, ул. Гагарина, дом 6;

Электронный адрес: [email protected]; Адрес портала в сети Интернет: https://www.edusarov.ru;

Приемная 9-55-00; Факс: (83130) 9-55-09

Выпускникам прошлых лет

11 мая в 16:00 в Департаменте образования (ул. Гагарина д. 6, 2 этаж, актовый зал) состоится организационное собрание выпускников прошлых лет, подавших заявление на сдачу ЕГЭ в 2023 году в основной период. При себе иметь паспорт.

Родителям будущих первоклассников

На нашем сайте в разделе "Родителям - родителям будущих первоклассников" опубликован перечень документов, на основании которых осуществляется прием на обучение по образовательным программам начального общего образования (в 1 класс).

Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
27 28 29 30 31 1 2
  • Еще четверо саровчан представят Нижегородскую область на заключительном этапе всероссийской олимпиады школьников
3
  • Фокус на новое поколение
4 5 6
  • В Сарове скоро появится муниципальный Совет юниоров Росатома
7
  • Полина Михалькова представит Нижегородскую область на финале Всероссийского конкурса «Живая классика» в «Артеке»
8 9
10
  • Подведены итоги муниципального конкурса  по английскому языку для учащихся 7-8 классов «Around the World 2023»
  • В целях формирования условий, обеспечивающих непрерывное профессиональное развитие
  • ВНИМАНИЕ, КОНКУРС!
  • Совсем скоро состоится муниципальный этап Фестиваля родительских инициатив в рамках проекта #ШколаРосатома
11
  • В шаге от золота
12 13
  • Победа в областной «Малышиаде»
  • Итоги муниципального командного турнира «Знаю Россию!»
  • А вы смогли бы выжить, как Маресьев? 
14
  • Игра «Я – радиотехник» в рамках городского проекта «Профтренд»
  • Гран-при и девять первых мест! 
15 16
17
  • В каждом садике есть свой чемпион
  • Об итогах муниципального конкурса юных гидов-переводчиков «Discovery of Sarov and Nizhny Novgorod»
18
  • Саровские ветераны вновь получат открытки с рисунками детей
  • Творческие родители достойны наград
19
  • Родителям будущих пятиклассников
  • Итоги 53-й региональной конференции научного общества учащихся «Эврика»
20
  • Информация для родителей (законных представителей)
21
  • «Большая перемена» – место, где твоим талантам есть место!
  • Криптоанализ по плечу самым внимательным и настойчивым
22 23
24 25 26 27 28 29 30

Arduino IDE: for Loop — STEMpedia

Об этом руководстве

В этом руководстве обсуждается, что такое оператор цикла, цикл for, его общий синтаксис в Arduino IDE и как он работает.

Учебная информация

Требуемые компоненты

Изображение Компонент Количество Доступен в комплекте
ивив 1
  • живой
Кабель USB A-B 1
  • евив

Введение

Оператор цикла позволяет выполнять оператор или группу операторов несколько раз.

Ниже приведена общая форма оператора цикла в большинстве языков программирования:

Цикл

for

A   цикл for выполняет операторы заданное количество раз. Управляющее выражение для цикла инициализируется, проверяется и обрабатывается в скобках цикла for. Циклическое поведение структуры легко отлаживать, потому что оно не зависит от активности внутри цикла.

Каждый цикл for имеет до трех выражений, определяющих его работу. В следующем примере показан общий синтаксис цикла для в Arduino IDE. Обратите внимание, что три выражения в скобках аргумента цикла for разделены точкой с запятой.

for (инициализация; оператор управления; увеличение или уменьшение) {
Тело цикла for
}

Ниже приведена блок-схема, показывающая, как работает цикл for :

Пример:

 

[tutorialRelatedProjects]

Поделиться этим руководством