Уроки arduino. Arduino define: использование и примеры директивы #define в скетчах — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое директива #define в Arduino. Как использовать #define для создания констант и макросов. Какие преимущества дает применение #define в скетчах Arduino. Каковы особенности работы с #define в программировании для Arduino.

Содержание

Что такое директива #define в Arduino

#define — это директива препроцессора в Arduino, которая используется для определения констант, макросов и других элементов программы перед ее компиляцией. Директива #define позволяет задавать символические имена для числовых и строковых констант, а также создавать макросы для подстановки фрагментов кода.

Основные возможности директивы #define в Arduino:

Определение числовых и строковых констант
Создание макросов для подстановки кода
Условная компиляция частей программы
Включение/исключение фрагментов кода

Использование #define позволяет сделать код более читаемым и легким в сопровождении, а также оптимизировать его выполнение.

Синтаксис директивы #define

Общий синтаксис директивы #define в Arduino выглядит следующим образом:

#define IDENTIFIER replacement

Где:

IDENTIFIER — имя определяемой константы или макроса
replacement — значение константы или тело макроса

Важные особенности синтаксиса #define:

Директива начинается с символа # в первой позиции строки
После #define должен идти пробел
Имя идентификатора пишется заглавными буквами по соглашению
В конце строки не ставится точка с запятой

Использование #define для определения констант

Одно из основных применений директивы #define в Arduino — определение именованных констант. Это позволяет использовать в коде понятные имена вместо «магических чисел».

Примеры определения констант с помощью #define:

#define LED_PIN 13
#define BAUD_RATE 9600
#define PI 3.14159
#define GREETING "Hello, Arduino!"

Использование таких констант в коде:

void setup() {
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  Serial.begin(BAUD_RATE);
  Serial.println(GREETING);
}

void loop() {
  float area = PI * radius * radius;
}

Преимущества использования констант через #define:

Улучшение читаемости кода
Централизованное управление значениями
Отсутствие накладных расходов на переменные
Возможность условной компиляции

Создание макросов с помощью #define

Директива #define позволяет создавать макросы — именованные фрагменты кода, которые подставляются препроцессором перед компиляцией. Макросы могут принимать параметры и выполнять сложные операции.

Примеры простых макросов без параметров:

#define LED_ON digitalWrite(LED_PIN, HIGH)
#define LED_OFF digitalWrite(LED_PIN, LOW)

void loop() {
  LED_ON;
  delay(1000);
  LED_OFF;
  delay(1000);
}

Макрос с параметрами:

#define SQUARE(x) ((x) * (x))

void setup() {
  int result = SQUARE(5); // Будет заменено на ((5) * (5))
  Serial.println(result); // Выведет 25
}

Многострочный макрос:

#define PRINT_INFO(x) do { \
  Serial.print("Value: "); \
  Serial.println(x); \
} while(0)

void loop() {
  int sensor = analogRead(A0);
  PRINT_INFO(sensor);
}

Условная компиляция с использованием #define

Директива #define часто используется совместно с директивами условной компиляции #ifdef, #ifndef, #if, #else, #endif. Это позволяет включать или исключать части кода в зависимости от определенных условий.

Пример использования условной компиляции:

#define DEBUG

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  
  #ifdef DEBUG
    Serial.println("Debug mode is ON");
  #else
    Serial.println("Debug mode is OFF");
  #endif
}

void loop() {
  int sensorValue = analogRead(A0);
  
  #ifdef DEBUG
    Serial.print("Sensor value: ");
    Serial.println(sensorValue);
  #endif

  // Основной код
}

В этом примере, если определена константа DEBUG, в код будут включены дополнительные отладочные сообщения. Это позволяет легко включать и выключать отладочный вывод, просто комментируя или раскомментируя строку #define DEBUG.

Особенности и ограничения #define в Arduino

При использовании директивы #define в Arduino следует учитывать некоторые особенности и ограничения:

Область видимости определений #define распространяется от точки определения до конца файла
Определения #define не ограничены областью видимости функций или классов
Нельзя использовать #define внутри функций
Макросы не имеют доступа к локальным переменным функций

Сложные макросы могут привести к трудно отлаживаемым ошибкам
Злоупотребление макросами может сделать код менее читаемым

Важно использовать #define с осторожностью и только тогда, когда это действительно необходимо. В некоторых случаях лучше использовать константы (const) или inline-функции вместо макросов.

Практические примеры использования #define в Arduino проектах

Рассмотрим несколько практических примеров использования директивы #define в реальных Arduino проектах:

1. Настройка пинов и параметров устройства

#define LED_PIN 13
#define BUTTON_PIN 2
#define SENSOR_PIN A0
#define BAUD_RATE 9600

void setup() {
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);
  Serial.begin(BAUD_RATE);
}

2. Управление версиями и конфигурациями

#define VERSION "1.2.3"
#define USE_WIFI
//#define USE_ETHERNET

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Device starting...");
  Serial.print("Firmware version: ");
  Serial.println(VERSION);

  #ifdef USE_WIFI
    setupWiFi();
  #elif defined(USE_ETHERNET)
    setupEthernet();
  #else
    #error "No network configuration selected"
  #endif
}

3. Оптимизация вычислений

#define SQR(x) ((x) * (x))
#define CUBE(x) ((x) * (x) * (x))
#define MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))

void loop() {
  int x = analogRead(A0);
  int y = analogRead(A1);
  
  int maxValue = MAX(x, y);
  int squared = SQR(maxValue);
  int cubed = CUBE(maxValue);
  
  Serial.print("Max: ");
  Serial.print(maxValue);
  Serial.print(", Squared: ");
  Serial.print(squared);
  Serial.print(", Cubed: ");
  Serial.println(cubed);
  
  delay(1000);
}

Сравнение #define с другими способами определения констант в Arduino

В Arduino существует несколько способов определения констант, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Рассмотрим основные альтернативы директиве #define и сравним их:

1. Константы, определенные через #define

#define PI 3.14159
#define LED_PIN 13

Преимущества:

Не занимают память данных
Могут использоваться в директивах препроцессора
Позволяют создавать макросы

Недостатки:

Нет проверки типов
Могут вызывать сложные ошибки при неправильном использовании
Не видны в отладчике

2. Константы, определенные с помощью const

const float PI = 3.14159;
const int LED_PIN = 13;

Преимущества:

Строгая типизация
Видны в отладчике
Могут иметь область видимости

Недостатки:

Занимают память (хотя компилятор может оптимизировать)
Не могут использоваться в директивах препроцессора

3. Константы, определенные с помощью constexpr (в C++11 и новее)

constexpr float PI = 3.14159;
constexpr int LED_PIN = 13;

Преимущества:

Вычисляются на этапе компиляции
Строгая типизация
Могут использоваться в шаблонах

Недостатки:

Не доступны в старых версиях Arduino IDE

Могут быть менее понятны начинающим программистам

Выбор между этими методами зависит от конкретной ситуации и требований проекта. В общем случае:

Используйте #define для макросов и когда требуется условная компиляция
Используйте const для типизированных констант в обычном коде
Используйте constexpr для констант, которые должны вычисляться на этапе компиляции (если доступно)

Уроки по Arduino

05.06.2019

Введение в уроки по Arduino

05.06.2019

Может быть вы уже слышали об Arduino, если нет, то в этом нет ничего страшного потому, что вы сможете узнать всё об этой системе из наших Wiki-статей. После прочтения наших материалов для начинающих об Arduino, вы сможете создавать интересные проекты и получать удовольствие от использования Arduino для своих творческих работ.

(уроки, Arduino)

04.06.2019

Платы Arduino

04.06.2019

Контроллеры Arduino состоят из печатной платы, в которую интегрирован микроконтроллер и все необходимое для его работы. Входы и выходы микроконтроллера выведены на стандартные разъёмы.К плате Arduino можно подключить различные датчики, которые позволяют получать информацию об окружающей среде. Кроме датчиков, к платам Arduino можно подключать различные исполнительные устройства и индикаторы: реле, светодиоды,моторы и т. п.

(уроки, Arduino)

03.06.2019

Программное обеспечение

03.06.2019

Программное обеспечение Arduino IDE используется для написания программы и загрузки ее в микроконтроллер платы. Для начала зайдите на сайт www.arduino.cc и загрузите дистрибутив Arduino IDE.

(уроки, Arduino)

02.06.2019

Скетчи

02.06.2019

Давайте подробнее рассмотрим работу со скетчами и процесс их загрузки в контроллер. Откройте пример скетча «Blink».

(уроки, Arduino)

01.06.2019

Теория

01.06.2019

Поговорим немного о теории: что такое электрический ток, напряжение, сопротивление и прочие подобные вещи. Немного необходимой теоретической информации для успешного понимания всех остальных уроков по Ардуино.

(уроки, Arduino)

30.05.2019

Компоненты

30.05.2019

Для практических экспериментов нам понадобится некоторое оборудование, такое, как макетные платы, перемычки, кнопки, светодиоды и т. п. Давайте подробнее познакомимся с этими компонентами электронных схем.

(уроки, Arduino)

29.05.2019

Светодиод. Управление с помощью кнопки

29.05.2019

Для начала давайте научимся управлять светодиодом (включать и выключать его) с помощью кнопки, без участия микроконтроллера.

(уроки, Arduino)

28.05.2019

Аналоговые и цифровые сигналы

28.05.2019

Аналоговый сигнал — это сигнал, непрерывно изменяющийся во времени. В отличие от него, цифровой сигнал дискретно изменяется во времени. Большинство сигналов в нашей жизни аналоговые, например, температура воздуха в течение дня плавно меняется и не может мгновенно измениться от 0 до 10 ℃, в то время как цифровой сигнал меняется скачкообразно от «0» до «1».

(уроки, Arduino)

27.05.2019

Программный код

27.05.2019

Перед тем как приступать к написанию кода, мы должны получить знания об основах программирования. Давайте познакомимся с основными конструкциями языка программирования, используемого в Arduino.

(уроки, Arduino)

26.05.2019

Светодиод. Управление с помощью Arduino

26.05.2019

С простым управлением кнопкой мы разобрались ранее, теперь попробуем управлять светодиодом при помощи микроконтроллера Arduino.

(уроки, Arduino)

Подключение датчиков и модулей к Arduino

#37. Подключение матричной клавиатуры 4х4 Arduino

Сегодня в уроке рассмотрим принцип работы матричной клавиатуры 4х4. Подключим клавиатуру 4х4 к Arduino и напишем скетч для получения значений при нажатии на кнопки.

Технические параметры матричной клавиатуры для Arduino.

Обновлено: 6 марта , 2023

Подробнее …

#36. GSM-модуль SIM800L. AT команды и отправка СМС

Сегодня в уроке рассмотрим Модуль GSM GPRS SIM800L V2.0 MicroSIM с антенной. Посмотрим в чем его преимущества и недостатки. Разберемся, как управлять данным модулем с помощью AT команд и оправим CMC сообщение.

Модуль GSM GPRS SIM800L V2.0 обладает минимальным функционалом — обмен данными с GSM-модулем

по UART. Плата имеет слот для установки внешней SIM-карты.
SIM800L V2.0 GSM/GPRS - это четырех диапазонный GSM/GPRS модуль, совместимый с Arduino. Модуль используется для реализации функций GSM и GPRS. Преимуществом этого модуля является возможность напрямую подключать его к Arduino или другому микроконтроллеру с напряжением питания 5В.

Обновлено: 6 марта , 2023

Подробнее …

#35. Выводим символы на дисплей LCD 1602 и LCD 2004.

Для создания проектов на Arduino достаточно часто применяют дисплей LCD 1602 и LCD 2004. Как подключить LCD 1602 к Arduino рассмотрели в предыдущем уроке. Кроме текста очень часто нужно вывести специальные символы. Например, обозначение температуры — градус цельсия или процент влажности, а также направление продвижения или вращения. Как же вывести спец символы на дисплей LCD 1602 и LCD 2004? В данном уроке рассмотрим вывод из набора предустановленных символов и создадим свои символы, которые также выведем на LCD 1602 и LCD 2004.

Обновлено: 6 марта , 2023

Подробнее …

#34. ЖК-дисплей LCD 1602 и LCD 2004. Подключение к Arduino. Основы.

Символьные ЖК-дисплеи LCD 1602 и LCD 2004 достаточно часто используются в Arduino проектах, благодаря большому размеру и относительно небольшой стоимости. Кроме этого с данными дисплеями достаточно просто работать. Сегодня в Arduino уроке рассмотрим основы работы с ЖК-дисплеями LCD 1602 и LCD 2004. Подключим lcd 1602 к Ардуино

. И рассмотрим пару примеров скетчей, которые позволят вывести текстовую информацию на LCD 1602 и 2004.
Описание и классификация LCD 1602 и LCD 2004.
Обновлено: 8 июля , 2021
Подробнее …
#33. Motor shield l293d подключение. Пример кода для Arduino
Робототехника с каждым годом становиться все популярнее. И поэтому количество электроники с помощью которой можно реализовать роботизированную модель достаточно много. А если у вас нет опыта работы с электроникой, вам отлично подойдёт Motor shield на базе драйвера l293d. Шилд устанавливается на плату Arduino UNO.
На shield выведены контакты для подключения двигателей постоянного тока, шаговых двигателей и сервоприводов. Я уже делал проект с использованием данного Motor shield.
У вас, наверное, возник вопрос. Если шилд такой простой, почему у меня мало Arduino проектов с его использование? Это связанно со сложностью расширения функционала проекта при использовании Motor shield l293d. Но обо всём по порядку.
Обновлено: 6 марта , 2023
Подробнее …
Система обучения Adafruit
Arduino Урок 0. Начало работы
По Саймон Монк
В этом уроке вы узнаете, как настроить компьютер для использования Arduino и как приступить к последующим урокам.
Arduino Урок 1. Мигание
По Саймон Монк
Это урок 1 из серии «Изучай Arduino из Adafruit». В этом уроке вы узнаете, как запрограммировать Arduino так, чтобы встроенный светодиод Arduino мигал.
Arduino Урок 2. Светодиоды
По Саймон Монк
Это Урок 2 из серии Изучаем Arduino Adafruit. В этом уроке вы узнаете, как изменить яркость светодиода, используя различные номиналы резисторов.
Arduino Урок 3. Светодиоды RGB
По Саймон Монк
Это третий урок из серии «Изучай Arduino Adafruit». В этом уроке вы узнаете, как использовать светодиод RGB с Arduino.
Arduino Урок 4. Восемь светодиодов и сдвиговый регистр
По Саймон Монк
Это Урок 4 из серии Изучаем Arduino Adafruit. В этом уроке вы узнаете, как использовать восемь светодиодов, используя микросхему регистра сдвига 74HC595.
Arduino Урок 5. Последовательный монитор
По Саймон Монк
Это пятый урок из серии «Изучай Arduino с помощью Adafruit». В этом уроке вы продолжите урок 4, добавив возможность управлять светодиодами с вашего компьютера с помощью последовательного монитора Arduino.
Arduino Урок 6. Цифровые входы
По Саймон Монк
Это пятый урок из серии «Изучаем Arduino Adafruit». На этом уроке вы научитесь использовать кнопки с цифровыми входами для включения и выключения светодиода.
Arduino Урок 7. Делаем RGB-светодиодный фейдер
По Саймон Монк
Это седьмой урок из серии «Изучай Arduino Adafruit». В этом уроке вы объедините некоторые вещи, которые вы узнали в предыдущих уроках, чтобы использовать три нажимных переключателя (из урока 6) для управления цветом светодиода RGB, который вы использовали в уроке 3.
Arduino Урок 8. Аналоговые входы
По Саймон Монк
Это урок 8 из серии «Изучай Arduino Adafruit». В этом уроке вы начнете использовать Serial Monitor для отображения аналоговых показаний, а затем расширите проект, используя восемь светодиодов из урока 4, чтобы вы могли контролировать количество горящих светодиодов, поворачивая ручку на переменном резисторе.
Arduino Урок 9. Восприятие света
По Саймон Монк
Это урок 8 из серии «Изучай Arduino Adafruit». В этом уроке вы научитесь измерять интенсивность света с помощью аналогового входа. Затем вы продолжите урок 8 и будете использовать уровень освещенности для управления количеством горящих светодиодов.
Arduino Урок 10. Создание звуков
По Саймон Монк
Это урок 10 из серии «Изучение Arduino Adafruit». В этом уроке вы узнаете, как издавать звуки с помощью Arduino. Сначала вы заставите Arduino играть «музыкальную» гамму, а затем объедините ее с фотоэлементом, чтобы создать инструмент, подобный Theramin, который меняет высоту звука, когда вы машете рукой над фотоэлементом.
Arduino Урок 11. ЖК-дисплеи — часть 1
По Саймон Монк
Это Урок 11 из серии Изучаем Arduino Adafruit. В этом уроке вы узнаете, как подключить буквенно-цифровой ЖК-дисплей и использовать его.
Arduino Урок 12. ЖК-дисплеи — часть 2
По Саймон Монк
Это урок 11 из серии «Изучение Arduino Adafruit». В этом уроке вы будете опираться на то, что мы узнали в уроке 11, и использовать ЖК-дисплей для отображения температуры и интенсивности света.
Arduino Урок 13. Двигатели постоянного тока
По Саймон Монк
Это Урок 13 из серии Изучаем Arduino Adafruit. В этом уроке вы узнаете, как управлять небольшим двигателем постоянного тока с помощью Arduino и транзистора.
Arduino Урок 14. Серводвигатели
По Саймон Монк
Это урок 14 из серии «Изучай Arduino Adafruit». В этом уроке вы узнаете, как управлять серводвигателем с помощью Arduino. Во-первых, вы заставите сервопривод автоматически перемещаться вперед и назад, а затем добавите потенциометр для управления положением сервопривода.
Arduino Урок 15. Реверс двигателя постоянного тока
По Саймон Монк
Это урок 15 из серии «Изучай Arduino Adafruit». В этом уроке вы узнаете, как управлять направлением и скоростью небольшого двигателя постоянного тока с помощью Arduino и микросхемы драйвера двигателя L293.
Arduino Урок 16. Шаговые двигатели
По Саймон Монк
В этом уроке вы узнаете, как управлять шаговым двигателем с помощью Arduino и той же микросхемы управления двигателем L293D, которую вы использовали с двигателем постоянного тока в уроке 15.
Arduino Урок 17. Детектор движения при отправке электронной почты
По Саймон Монк
В этом уроке вы узнаете, как использовать PIR-детектор движения с Arduino и настроить связь Arduino с программой Python, работающей на вашем компьютере, для отправки электронного письма при обнаружении движения датчиком.
Электроника Arduino — Академия программирования электроники
Цифровая электроника повсюду. Понимание и применение возможностей этой удивительной и постоянно растущей области стало более доступным благодаря таким инструментам, как Arduino.
Следующие уроки посвящены электронике, связанной с использованием плат Arduino. Мы надеемся, что вы найдете их полезными!
В этом уроке мы поговорим о трех способах питания плат Arduino, а именно… Вин-вывод Гнездо постоянного тока USB-порт Каждый метод имеет некоторые особенности и ограничения, о которых вы должны знать, и мы сделаем все возможное…
Читать Подробнее
Вы заказали Arduino Nano Every, а затем поняли, что вам нужно припаять те металлические детали, которые входят в макетную плату (AKA Pin Headers)? В этом уроке мы рассмотрим, как паять Arduino Nano Every From…
Подробнее
Казалось бы, кнопки с Arduino будут простыми. А они в большинстве своем. Но если вы новичок в кнопках мгновенного действия и/или электронике, настройка даже простой схемы кнопок может сбивать с толку, поскольку все выходит. В…
Подробнее
Вы пытаетесь понять, какой Arduino вам следует купить? Ознакомьтесь с этим Руководством по покупке Arduino для начинающих, в котором точно указано, что вы должны получить! Обзор В этом уроке будут рассмотрены: Определение того, какой Arduino вам подходит Какой…
Подробнее
Эпизод этой недели основан на предыдущем эпизоде, выделяя еще пять способов, которыми вы можете повредить/уничтожить Arduino. Мы рассмотрим: Ошибка № 6: подача > 3,3 В на контакт разъема 3,3 В. Ошибка № 7: замыкание Vin на GND (при питании от постоянного тока…
Подробнее
Нет ничего хуже, чем получить новую плату Arduino, а затем уничтожить ее через несколько минут. В этом эпизоде обсуждаются пять способов повредить/уничтожить Arduino, чтобы избежать их! Ошибка №1: Замыкание ввода/вывода…
Подробнее
Если у вас когда-либо будет проект, использующий два или более Arduino, скорее всего, вы захотите, чтобы они работали вместе.