מיקראָקאָנטראָללער פּראָגראַממינג פֿאַר אָנפֿענגער
מיקראָקאָנטראָללער פּראָגראַמירן איז געוואָרן אַ זייער געזוכטע סקיל אין דער מאָדערנער טעכנאָלאָגישער תקופה. א מיקראָקאָנטראָללער איז אַ קליינע קאָמפּיוטער איינהייט וואָס כולל אַ CPU, זכּרון, און אינפוט/אויטפּוט דעוויסעס אינטעגרירט אין איין טשיפּ. מיקראָקאָנטראָללערס ווערן אָפט געניצט אין וואָכעדיקע עלעקטראָנישע דעוויסעס ווי טעלעוויזיעס, וואַשמאַשינען, מייקראַוועוו אָווענס, און פֿאַרשיידענע אינדוסטריעלע עקוויפּמענט. דער אַרטיקל וועט דעקן די באַסיקס פון מיקראָקאָנטראָללער פּראָגראַמירן פֿאַר אָנפֿענגער, אַרייַנגערעכנט געוויינטלעכע פּראָגראַמירן מכשירים און שפּראַכן, און טריט צו אָנהייבן מיט דיין ערשטער פּראָיעקט.
וואָס איז אַ מיקראָקאָנטראָללער?
א מיקראָקאָנטראָללער איז אַ קליינער קאָמפּיוטער אין אַן איינציקן אינטעגרירטן קרייַז (IC) וואָס איז דיזיינד צו קאָנטראָלירן עלעקטראָנישע דעוויסעס. א מיקראָקאָנטראָללער באַשטייט טיפּיש פון:
- הויפט פּראַסעסינג אַפּאַראַט (קפּו)
– ראַנדאָם אַקסעס זכּרון (ראַם)
– לייען-נאר זכּרון (ROM)
– I/O (אינפּוט/אויסגאַנג) פּאָרטן
- טימער
– נאָך דעוויסעס ווי ADC (אַנאַלאָג צו דיגיטאַל קאָנווערטער) און DAC (דיגיטאַל צו אַנאַלאָג קאָנווערטער)
עטלעכע ביישפילן פון מיקראָקאָנטראָולערס וואָס זענען פּאָפּולער צווישן כאָביסטן און פּראָפעסיאָנאַלן זענען די AVR סעריע פון Atmel, PIC פון Microchip Technology, און ARM Cortex-M פון ARM Holdings.
פארלאנגטע עקוויפּמענט און ווייכווארג
צו אָנהייבן פּראָגראַמירן מיקראָקאָנטראָולערס, וועט איר דאַרפֿן עטלעכע גרונטלעכע עקוויפּמענט און ווייכווארג:
1. מיקראָקאָנטראָללער אָדער דעוועלאָפּמענט ברעט: למשל אַרדוינאָ, STM32 נוקלעאָ, אָדער ראַזבערי פּיי פּיקאָ.
2. USB קאַבל: געוויינטלעך געניצט צו פאַרבינדן די אַנטוויקלונג ברעט צו די קאָמפּיוטער.
3. קאָמפּיוטער מיט Windows, macOS, אדער Linux אָפּערייטינג סיסטעם.
4. אינטעגרירטע אנטוויקלונג סביבה (IDE): א פלאטפארמע פאר שרייבן, ארויפלאדן, און טעסטן קאוד. ביישפילן פון געווענליך גענוצטע IDEs זענען Arduino IDE, MPLAB X IDE (פאר PIC), און Keil uVision (פאר ARM).
5. פּראָגראַמיר שפּראַך: C/C++ איז די מערסט אָפט גענוצטע שפּראַך פֿאַר מיקראָקאָנטראָללער פּראָגראַמירן, כאָטש עטלעכע ברעטער ווי אַרדוינאָ דערלויבן די נוצן פון פּשוטערע דיאַלעקטן פון C++.
אָנהייבן מיט אַרדוינאָ
אַרדוינאָ איז אַ זייער פּאָפּולערע מיקראָקאָנטראָללער פּלאַטפאָרמע און ידעאַל פֿאַר אָנפֿענגער. אַרדוינאָ האט אַ צאָל ברעטער, ווי צום ביישפּיל די אַרדוינאָ אונאָ, מעגאַ און נאַנאָ, וואָס נוצן AVR מיקראָקאָנטראָללערס (ווי צום ביישפּיל די ATmega328). דאָ זענען די גרונטלעכע טריט צו אָנהייבן פּראָגראַמירן מיקראָקאָנטראָללערס מיט אַרדוינאָ:
אַרדוינאָ IDE אינסטאַלאַציע און סעטאַפּ
1. דאַונלאָוד אַרדוינאָ IDE: באַזוכט די אפיציעלע אַרדוינאָ וועבזייטל (www.arduino.cc) און דאַונלאָוד די לעצטע ווערסיע פון אַרדוינאָ IDE וואָס פּאַסט צו אייער אָפּערייטינג סיסטעם.
2. אינסטאַלירן אַרדוינאָ IDE: פֿאָלגן די אינסטאַלאַציע אינסטרוקציעס צו אינסטאַלירן אַרדוינאָ IDE אויף אייער קאָמפּיוטער.
3. אַרדוינאָ ברעט פֿאַרבינדונג: ניצט אַ USB קאַבל צו פֿאַרבינדן אייער אַרדוינאָ ברעט צו אייער קאָמפּיוטער. מאַכט זיכער אַז די ברעט דרייווערס זענען ריכטיק אינסטאַלירט.
4. אויסקלייבן ברעט און פּאָרט: עפֿנט די אַרדוינאָ IDE, גייט צו `Tools` -> `Board`, און אויסקלייבן דעם טיפּ ברעט וואָס איר ניצט (למשל, אַרדוינאָ אונאָ). דערנאָך, אויסקלייבן `Tools` -> `Port` און אויסקלייבן דעם פּאַסיקן סעריאַלן פּאָרט.
ערשטע פּראָגראַם – "העלא וועלט" מיט LED
איינע פון די ערשטע פראיעקטן וואָס אָנפֿענגער טוען אָפט איז בלינקען אַן LED, אויך באַקאַנט ווי די "העלא וועלט" פּראָגראַם אין מיקראָקאָנטראָללער פּראָגראַממינג.
1. עפֿנט אַרדוינאָ IDE : עפֿנט אַרדוינאָ IDE און סעלעקטירט `פֿייל` -> `נייַ` צו שאַפֿן אַ נײַעם סקיצע.
2. שרייבט דעם פּראָגראַם קאָד: גיט אריין דעם פאלגנדן קאָד צו בלינקען די איינגעבויטע LED אויף פּין 13.
"ג
פּאָסל סעטאַפּ () {
// שטעלן פּין 13 ווי אַוטפּוט
פּינמאָדע (13, אָוטפּוט);
}
פּאָסל שלייף () {
digitalWrite(13, הויך); // צינדט אן די LED
פאַרהאַלטן (1000); // וואַרטן פֿאַר 1 רגע
דידזשיטאַלרייט(13, נידעריק); // אויסלעשן די על-אי-די
פאַרהאַלטן (1000); // וואַרטן פֿאַר 1 רגע
}
““
3. אַרויפֿלאָדן די פּראָגראַם: דריקט דעם `Upload` קנעפּל אין דער Arduino IDE צו אַרויפֿלאָדן דעם קאָד צום Arduino ברעט. די LED אויף פּין 13 וועט אָנהייבן בלינקען אין 1-סעקונדע אינטערוואַלן.
פֿאַרשטיין די באַסיקס פון מיקראָקאָנטראָללער פּראָגראַממינג
נאכדעם וואס איר האט ערפאלגרייך פארענדיגט אייער ערשטע פראיעקט, איז דער נעקסטער שריט צו פארשטיין עטליכע גרונטלעכע קאנצעפטן אין מיקראקאנטראלער פראגראמירן:
איך/אָ פּינס
I/O פּינס זענען די הויפּט צובינד וואָס אַ מיקראָקאָנטראָללער ניצט צו קאָמוניקירן מיט דער אַרויס וועלט. די פּינס קענען זיין קאָנפיגורירט ווי אינפוטס אָדער אַוטפּוץ. `pinMode()` ווערט געניצט צו שטעלן דעם פּין מאָדע, `digitalWrite()` ווערט געניצט צו שרייבן אַ לאָגיק ווערט צו דעם פּין, און `digitalRead()` ווערט געניצט צו לייענען אַ לאָגיק ווערט פון דעם פּין.
ינטעראַפּץ
אינטעראַפּץ זענען אַ וויכטיקער מעханіזם וואָס דערמעגלעכט מיקראָקאָנטראָולערס צו רעאַגירן שנעל צו עקסטערנע געשעענישן. למשל, אַ קנעפּל וואָס ווערט געדריקט אָדער אַ סענסאָר וואָס דעטעקטירט אַ ענדערונג. אין אַרדוינאָ, ווערט `attachInterrupt()` גענוצט צו פאַרוואַלטן אינטעראַפּץ.
טייַמער
א טיימער איז אן אינערליכער קאמפאנענט פון א מיקראקאנטראלער וואס קען גענוצט ווערן צו מעסטן צייט אדער שאפן סיגנאלן מיט א ספעציפישע פרעקווענץ. טיימערס קענען פראגראמירט ווערן צו שאפן אינטעראפטן אין ספעציפישע צייט אינטערוואלן.
סעריעלע קאָמוניקאַציע
סעריעלע קאָמוניקאַציע איז אַ געוויינטלעכע מעטאָדע פֿאַר קאָמוניקאַציע צווישן מיקראָקאָנטראָולערס און אַנדערע דעוויסעס ווי קאָמפּיוטערס. אַרדוינאָ האט אַ סעריעלע ביבליאָטעק געניצט צו שיקן און באַקומען סעריעלע דאַטן (`Serial.begin()`, `Serial.print()`, `Serial.read()`).
סענסאָרן און אַקטואַטאָרן
א סענסאר איז א מיטל וואס פארוואנדלט פיזישע וועריאַבלען ווי ליכט, טעמפּעראַטור, אדער דרוק אין עלעקטרישע סיגנאַלן וואָס קענען געלייענט ווערן דורך א מיקראָקאָנטראָללער. אן אַקטואַטאָר, פון דער אַנדערער זייט, פארוואנדלט עלעקטרישע סיגנאַלן אין פיזישע באַוועגונג. פארבינדן און קאָנטראָלירן סענסאָרן און אַקטואַטאָרן איז אין צענטער פון פילע מיקראָקאָנטראָללער פּראָיעקטן.
אַוואַנסירטע פּראָיעקטן
אַמאָל איר האָט באַהערשט די באַסיקס פון מיקראָקאָנטראָללער פּראָגראַממינג, קענט איר פּרובירן מער קאָמפּליצירטע פּראָיעקטן ווי:
– טעמפּעראַטור קאָנטראָללער: ניצט אַ טעמפּעראַטור סענסאָר ווי DHT11 און ווייזט די רעזולטאַטן אויף דעם LCD פאַרשטעלן.
– ראָבאָטישע פאָרמיטל: קאָנטראָלירן אַ גלייכשטראָם מאָטאָר מיט אַ מאָטאָר דרייווער און בלועטוט מאָדול צו שאַפֿן אַ ראָבאָטישע פאָרמיטל קאָנטראָלירט דורך אַ סמאַרטפאָון.
– אינטערנעט פון זאכן (IoT): ניצן WiFi מאָדולן ווי ESP8266 אדער ESP32 צו בויען IoT דעוויסעס וואָס קענען זיין צוטריטלעך דורך די אינטערנעט.
צוגעלייגטע ליטעראטור
צו פארטיפן אייער וויסן און סקילז אין מיקראָקאָנטראָללער פּראָגראַממינג, זענען דאָ עטלעכע זייער נוצלעכע רעסורסן:
– ביכער: ביכער ווי "Programming Arduino: Getting Started with Sketches" פֿון Simon Monk און "The AVR Microcontroller and Embedded Systems" פֿון Muhammad Ali Mazidi זענען גרויסע רעסורסן.
– אָנליין טוטאָריאַלס: זייטלעך ווי Arduino.cc, Instructables, און Hackster.io פאָרשלאָגן אַ סך פרייע פּראָיעקטן און טוטאָריאַלס.
– פֿאָרומס און קהילות: פֿאָרומס ווי Stack Overflow, Reddit r/arduino, און די קהילה אויף דער מיקראָקאָנטראָללער'ס אָפֿיציעלער וועבזייטל זענען גוטע ערטער צו פֿרעגן פֿראַגעס און באַקומען הילף.
קעסימפּולאַן
מיקראָקאָנטראָללער פּראָגראַמירן איז אַ זייער באַלוינונגספולע און אינטערעסאַנטע סקיל. כאָטש עס קען אויסזען שווער אין אָנהייב, מיט אַ ביסל געדולד און פּראַקטיק, וועט איר באַלד שאַפֿן אייערע אייגענע פּראָיעקטן. אָנהייבן מיט די ריכטיקע דעוויסעס און מכשירים, ווי אַרדוינאָ פֿאַר אָנהייבער, און גיין ווייטער צו מער קאָמפּליצירטע מיקראָקאָנטראָללערס ווי אייערע סקילז אַנטוויקלען זיך. די וועלט פון מיקראָקאָנטראָללערס איז פול מיט שעפערישע און ינאָוואַטיווע געלעגנהייטן וואָס וואַרטן צו ווערן אויסגעפאָרשט.
