Koppel C10.qxd

Programowanie

Elektronika dla Wszystkich

Kontynuujemy dzi rozwijanie naszej

zaawansowanej obs³ugi wywietlacza alfanu-

merycznego. Stworzymy interfejs umo¿liwia-

j¹cy obs³ugê wielu jêzyków jednoczenie.

Przy tej okazji poznamy tablicê wielowymia-

row¹ oraz typ wyliczeniowy. Poka¿ê, w jaki

sposób umieciæ w pamiêci programu tablicê

wskazuj¹ca na napisy w pamiêci programu

ta konstrukcja wbrew pozorom nie jest tak

bardzo oczywista.

Projekt multilang

Dzisiejszy program bêdzie korzysta³ z wiêk-

szoci plików, które zosta³y utworzone w po-

przedniej czêci. Utwórz nowy katalog i sko-

piuj do niego pliki lcd.h, lcd.c, makra.h oraz

harddef.h z czêci 9. Mo¿esz skopiowaæ tak¿e

dotychczasowy makefile, jednak z plików

ród³owych usuwamy local.c, a polu TAR-

GET przypisujemy multilang (nazwê nowego

projektu).

W katalogu projektu utwórz nowy folder

o nazwie lang. Umiecimy w nim pliki defi-

niuj¹ce wszystkie nasze jêzyki. Proponujê

dodanie utworzonego katalogu do projektu

Programmers Notepada jako Magic Folder.

Folder taki odwzorowuje rzeczywist¹ zawar-

toæ katalogu. Klikamy prawym klawiszem na

ikonie projektu w oknie Projects i z pojawia-

j¹cego siê menu wybieramy Add Magic

Folder. Uruchomiony zostanie kreator, który

óó

êê

czêæ 10

Idea rozwi¹zania.

Obs³uga wielu jêzyków

Myl¹ przewodni¹ tworzonego dzi wielojêzycznego

interfejsu jest oddzielenie wszystkich napisów od

reszty aplikacji. Interfejs powinien byæ napisany

w taki sposób, aby wybór jêzyka nastêpowa³ tylko

w jednym miejscu (na przyk³ad odpowiednia pozycja

menu) i tylko w tym miejscu musimy zainteresowaæ

siê tym, ile jêzyków zosta³o zainstalo-

wanych, jakie to s¹ jêzyki i jakie s¹ ich

nazwy. Ca³a reszta programu powinna

dzia³aæ niezale¿nie od wybranego jêzy-

ka i nie bêdzie nawet wiedzia³a, jaki

jêzyk zosta³ wybrany.

Ideê rozwi¹zania pokazuje rysunek w

ramce. Dla czytelnoci nie umieci³em

tutaj tablicy zawieraj¹cej informacje o

znakach specjalnych. Napisy nadal

umieszczamy w pamiêci programu.

Jednak teraz, w stosunku do prostej

wersji jednojêzycznej, stworzymy tab-

licê dwuwymiarow¹, która bêdzie

zawieraæ wskaniki na wszystkie ³añcu-

chy. Takie rozwi¹zanie zajmuje dodat-

kowo po 2 bajty na ka¿dy napis (szes-

nastobitowy wskanik). Z jednej strony

zwiêksza to zajêtoæ pamiêci, jednak z drugiej umo¿-

liwia szybkie wyszukanie interesuj¹cego nas tekstu.

Nie mo¿emy umieszczaæ tekstów bezporednio w tab-

licy, poniewa¿ ka¿dy napis mo¿e mieæ inn¹ d³ugoæ.

Funkcje korzystaj¹ce z napisów bêd¹ pos³ugiwaæ

siê ich identyfikatorem, czyli indeksem w tablicy.

Naszym zadaniem bêdzie tak¿e takie zdefiniowanie

identyfikatorów, aby ich numeracja by³a tworzona

automatycznie.

ABC... C

Tablice wielowymiarowe

W jêzyku C tablice wielowymiarowe s¹ tworzone

w pewien specyficzny sposób. Od strony logicznej

taka tablica jest tablic¹ sk³adaj¹c¹ siê z tablic. Wi¹¿e

siê z tym okrelony sposób tworzenia oraz obs³ugi.

Przyk³ad utworzenia dwuwymiarowej tablicy:

cchhaarr

tablica[[

]][[

]];;

Do poszczególnych elementów dostajemy siê

nastêpuj¹co:

tablica[[a]][[b]] ==

;;

Nie tak jak ma to miejsce na przyk³ad w Paskalu:

tablica[[a,, b]] ==

;;

//le!

Fizycznie, w pamiêci, elementy roz³o¿one s¹ tak

jak pokazuje rysunek w ramce. Ta wiedza pozwala

nam obliczyæ pozycjê w pamiêci danego elementu.

Jest to wa¿ne, jeli chcemy dostaæ siê do tablicy za

pomoc¹ wskanika. Dla naszej tablicy:

Przesuniêcie = a*3 + b

Tablicê do funkcji mo¿emy przekazaæ na dwa

sposoby. Pierwszy z nich to poprzez wskanik:

vvooiidd

ZerujP((

cchhaarr

** pt,, uint16_t ilosc))

{

ffoorr

((;; ilosc>>

;; ilosc))

**((pt++++)) ==

;;

}}

Przyk³ad wywo³ania takiej funkcji dla naszej tablicy:

ZerujP((((

cchhaarr

**))tablica,,

));;

Drugi sposób wymaga jawnego podania rozmiaru

tablicy:

vvooiidd

Zeruj((

cchhaarr

t[[

]][[

]]))

{

uint16_t a,,b;;

ffoorr

((a==

;; a<<

;; a++++))

ffoorr

((b==

;; b<<

;; b++++))

t[[a]][[b]] ==

;;

}}

Zauwa¿, ¿e aby obliczyæ pozycjê elementu w pa-

miêci, kompilator nie potrzebuje informacji o rozmia-

rze najwy¿szego wymiaru (2). Rzeczywicie okazuje

siê, ¿e mo¿na go pomin¹æ przy podawaniu listy argu-

mentów funkcji:

vvooiidd

Zeruj((

cchhaarr

t[[]][[

]]))......

Wywo³anie naszej funkcji zeruj¹cej przebiega³oby

teraz nastêpuj¹co:

Zeruj((tablica));;

Co bardzo wa¿ne, do funkcji zostanie przes³any

jedynie wskanik nie kopia ca³ej tablicy.

Aby zainicjowaæ wstêpnie tablicê wielowymiaro-

w¹, poszczególne wiersze grupujemy za pomoc¹

nawiasów klamrowych. Powstaje doæ intuicyjny zapis:

cchhaarr

tablica[[

]][[

]] ==

{

},,

{

}

};;

Ponownie naj³atwiej powy¿szy zapis zrozumieæ,

odnosz¹c siê do naszego stwierdzenia, ¿e mamy

do czynienia z tablic¹ tablic. Tablica dwuelementowa

zawiera dane inicjuj¹ce ka¿d¹ z jej sk³adowych, tróje-

lementowych tablic. Rozumuj¹c w identyczny sposób,

mo¿na inicjowaæ tablice o dowolnej liczbie wymiarów.

Na koniec warto wspomnieæ o pewnym drobiazgu.

Korzystalimy ju¿ z tablic, których rozmiar by³ wyli-

czany automatycznie przez kompilator. W przypadku

tablic wielowymiarowych automatycznie obliczony

mo¿e byæ jedynie wymiar najwy¿szy:

cchhaarr

tablica[[]][[]] ==

//le

((......))

cchhaarr

tablica[[]][[

]] ==

//Dobrze

((......))

Przyk³ad: listing 97

zapyta nas o wskazanie folderu, który zosta-

nie odwzorowany. W nastêpnym kroku zosta-

niemy poproszeni o podanie typu plików,

jakie maj¹ byæ brane pod uwagê wpisujemy

*.h. Reszt¹ opcji mo¿emy siê nie przejmowaæ

i zostawiæ ich wartoci domylne.

Stwórzmy od razu pliki jêzyków. Bêd¹ to

doæ nietypowe pliki nag³ówkowe, poniewa¿

bêdziemy tworzyæ w nich zmienne napisowe.

Wa¿ne jest, aby nag³ówki te do³¹czaæ tylko

w jednym miejscu ca³ego programu. Z tego

powodu te¿ mo¿emy pomin¹æ pisanie sek-

wencji #ifndef #endif.

Plik lang/polski.h powsta³ poprzez skopio-

wanie zawartoci pliku local.c z poprzedniej

czêci. Zmienimy jedynie tworzone napisy

a nazwy zmiennych zmodyfikujemy tak, aby

zaczyna³y siê od liter PL_. Pokazuje to listing

94. Plik jêzyka angielskiego bêdzie jeszcze

prostszy, poniewa¿ jêzyk ten nie wymaga

definicji znaków specjalnych zobacz

listing 95.

Zarz¹dzanie jêzykami

Stwórzmy teraz modu³ odpowiedzialny za

zarz¹dzanie jêzykami. Utwórz dwa nowe

pliki: langsys.c oraz langsys.h i do-

daj je do projektu. Przypominam

o wpisaniu pliku langsys.c do pliku

makefile.

Listing 96 pokazuje niezbêdne

nam nag³ówki. Zauwa¿, ¿e nie do³¹-

czamy tutaj pliku <avr/io.h>. Modu³

langsys nie zajmuje siê sprzêtem, dla-

tego te¿ plik ten nie jest potrzebny. Do

pliku langsys.c do³¹czamy pliki

wszystkich jêzyków i co bardzo wa¿ne

robimy to tylko tutaj.

Zaraz po do³¹czeniu nag³ówków

tworzymy wszystkie potrzebne zmien-

ne oraz tablice zawieraj¹ce dane

pokazuje to listing 97. Pojawia siê

w tym miejscu po raz pierwszy tablica

wielowymiarowa, o której mo¿esz

przeczytaæ w odpowiedniej ramce.

Zwracam Twoja uwagê na wybrane

przypisanie wymiarów: wy-

miar najwy¿szy to wymiar

jêzyka, wymiar ni¿szy to

kolejne teksty. Gdybymy

wybrali odwrotn¹ konwen-

cjê, rozmiar tablicy móg³by

dostosowywaæ siê automa-

tycznie do iloci napisów.

Jednak inicjowanie takiej tablicy wymaga³o-

by wiêcej pisania: w naszym przypadku

nawiasy klamrowe obejmuj¹ wszystkie teksty

danego jêzyka; w przypadku odwrócenia

indeksów, obok siebie pisalibymy te same

napisy dla ró¿nych jêzyków i konieczne by³o-

by ka¿dorazowe ich objêcie klamrami. Rze-

czywicie dla tabeli 2x2 nie widaæ ró¿nicy,

jednak zwykle w programie ró¿nych tekstów

Programowanie

Elektronika dla Wszystkich

ABC... C

Tablica wskaników

w pamiêci programu

na napisy w pamiêci programu

Dzi mamy zamiar korzystaæ z tablicy zawieraj¹cej

wskaniki na wszystkie wykorzystywane napisy.

ANSI-C daje nam proste narzêdzie do tworzenia

takich tablic:

cchhaarr

** strTab[[]] ==

{

Napis 1

Napis 2

}};;

Kompilator umieszcza w pamiêci napisy, a w tab-

licy wskaniki na nie. Pytanie jednak: jaka to bêdzie

pamiêæ? Mamy do czynienia z problemem, na który

natknêlimy siê kilkukrotnie ANSI-C zak³ada jed-

nolit¹ przestrzeñ adresow¹. W naszym przypadku

dane zostan¹ umieszczone w pamiêci RAM. Trafi tam

zarówno tablica wskaników, jak i same ³añcuchy.

Niewiele pomo¿e poni¿sza sztuczka:

prog_char** strTab[[]] PROGMEM ==

((......))

Tablica co prawda znajdzie siê w pamiêci progra-

mu, jednak napisy umieszczone zostan¹ w pamiêci

danych. Pomijaj¹c wszystkie mo¿liwoci które nie

dzia³aj¹ (plik z propozycj¹ eksperymentów znajdzie

siê w materia³ach dodatkowych), przedstawiam

rozwi¹zanie przyjmowane przez AVR-GCC:

prog_char napis1[[]]==

Napis 1

;;

prog_char napis2[[]]==

Napis 2

;;

ccoonnsstt

prog_char** strTab[[]]

PROGMEM ==

{

napis1,, napis2

};;

Sztuczka polega na utworzeniu oddzielnie napi-

sów w pamiêci programu, a nastêpnie wprowadzenie

do tablicy wskaników na odpowiednie zmienne.

Dziêki operatorowi const pozbêdziemy siê ostrze-

¿enia podczas kompilacji, mówi¹cego, ¿e inicjujemy

tabelê niekompatybilnymi elementami. Elementy

w pamiêci programu domylnie s¹ typu const. Opis,

co to oznacza, znajduje siê w oddzielnej ramce.

Przyk³ad: listing 97

Listing 95 plik lang/english.h

// Teksty

prog_char EN_strDisplay[[]] ==

English

;;

prog_char EN_strStart[[]] ==

Welcome in

English Version

;;

Listing 98 funkcje manipuluj¹ce jêzykiem w local.c

// Iloæ zainstalowanych jêzyków

iinnlliinnee

uint8_t langsys_GetNumOfLangs((

vvooiidd

))

{{

rreettuurrnn

ELEMS((langsys_strTable));;

}}

// Wybór jêzyka

iinnlliinnee vvooiidd

langsys_Select((uint8_t index))

{{

langsys_sel == index;;

}}

// Pobranie informacji o wybranym jêzyku

iinnlliinnee

uint8_t langsys_GetSelected((

vvooiidd

))

{{

rreettuurrnn

langsys_sel;;

}}

// Pobranie nazwy jêzyka o podanym indeksie

prog_char** langsys_GetLangName((uint8_t index))

{{

iiff

((index >> ELEMS((langsys_strTable))))

rreettuurrnn

NULL;;

rreettuurrnn

((prog_char**))pgm_read_word_near((

&&langsys_strTable[[index]][[IDS_LANGNAME]]));;

}}

Listing 96 nag³ówki pliku langsys.c

#include <inttypes.h>

#include <avr/pgmspace.h>

#include makra.h

#include lcd.h

#include langsys.h

// Tutaj nag³ówki jêzyków

#include lang/english.h

#include lang/polski.h

Listing 99 funkcje podaj¹ce dane dla wybranego jêzyka (langsys.c)

// Pobieranie wskanika na informacjê o znakach specjalnych

LCD_LOCAL_PGM** langsys_GetSpec((

vvooiidd

))

{{

rreettuurrnn

((LCD_LOCAL_PGM**))pgm_read_word_near((&&langsys_lcdspec[[langsys_sel]]));;

}}

// Pobieranie wybranego napisu

prog_char** langsys_GetText((uint8_t index))

{{

rreettuurrnn

((prog_char**))pgm_read_word_near((&&langsys_strTable[[langsys_sel]][[index]]));;

}}

Listing 97 zmienne i tablice w local.c

ssttaattiicc

uint8_t langsys_sel ==

;;

// wybrany jêzyk

// Definicja informacji o znakach specjalnych

ccoonnsstt

LCD_LOCAL_PGM** langsys_lcdspec[[]] ==

{

NULL,,

PL_lcdspec

};;

// Tablica wszystkich posiadanych napisów

// [jêzyk][tekst]

ccoonnsstt

prog_char** langsys_strTable[[

]][[

]] PROGMEM ==

{

EN_strDisplay,,

EN_strStart

},,

{

PL_strDisplay,,

PL_strStart

}

};;

Listing 94 plik lang/polski.h

LCD_LOCAL_PGM PL_lcdspec[[

]] ==

{

((......))

}};;

// Teksty

prog_char PL_strDisplay[[]] ==

Polski

;;

prog_char PL_strStart[[]] ==

Witaj w wersji Polskiej

;;

Programowanie

Elektronika dla Wszystkich

ABC... C

Typ wyliczeniowy enum

Przyk³adowa sk³adnia przy tworzeniu typu wylicze-

niowego jest nastêpuj¹ca:

eennuumm

DniTygodnia

{

PONIEDZIALEK,, WTOREK,,

SRODA,, CZWARTEK,, PIATEK,,

SOBOTA==

0x10

,, NIEDZIELA

}dt;;

W tym przypadku tworzymy nowe wyliczenie

o nazwie DniTygodnia oraz tworzymy now¹ zmienn¹

o nazwie dt. Jeli pominiemy tworzenie zmiennej,

mo¿emy zrobiæ to póniej:

eennuumm

DniTygodnia dt;;

Zmienna typu wyliczeniowego to najmniejsza

zmienna typu ca³kowitego, która jest w stanie pomie-

ciæ wszystkie wyliczone wartoci.

Nazwy wystêpuj¹ce w poszczególnych wylicze-

niach musz¹ byæ identyfikatorami w rozumieniu C,

a wiêc nie mog¹ zawieraæ znaków specjalnych i nie

mog¹ zaczynaæ siê od cyfry.

W ró¿nych wyliczeniach nazwy nie mog¹ siê po-

wtarzaæ. Przypisanie identyfikatora do liczby ma taki

sam zasiêg, jakby by³o tworzone za pomoc¹ #define.

Jeli w wyliczeniu nie podamy jawnie ¿adnych

wartoci, zostan¹ im przypisane kolejne liczby ca³ko-

wite poczynaj¹c od 0. Jeli natomiast w którym

momencie wartoæ zostanie podana, nastêpny, niepo-

dany jawnie identyfikator otrzymuje wartoæ o 1

wiêksz¹.

Wartoci w wyliczeniu mog¹ siê powtarzaæ:

eennuumm

LICZBY

{

JEDEN==

JEDYNKA==

PIERWSZY==

};;

Tworz¹c typ wyliczeniowy, nie musimy ani tworzyæ

zmiennej, ani umo¿liwiaæ jej przysz³ego utworzenia:

eennuumm

{ bn1,, bn2 };;

W powy¿szym przypadku jedynie identyfikato-

rom bn1 oraz bn2 przyporz¹dkowywane s¹ wartoci

0 oraz 1.

Przewag¹ takiego zapisu w stosunku do wyko-

rzystania s³owa #define jest automatyczne generowa-

nie kolejnych wartoci przez kompilator.

Uwaga: AVR-GCC nie sprawdza, czy do zmiennej

wyliczeniowej wpisywana jest odpowiednia wartoæ

(z zakresu wyliczonego w klamrach). Mo¿na powie-

dzieæ, ¿e odpowiednia zmienna oraz identyfikatory

tworzone s¹ oddzielnie.

Dodatkow¹ zalet¹ zmiennych wyliczeniowych

jest to, ¿e AVRStudio pokazuje wartoci takiej zmien-

nej symbolicznie.

Przyk³ad: listing 100

ABC... C

Kwalifikator typu const

Kwalifikator const (sta³y) zastosowany podczas dek-

laracji zmiennej mówi nam, ¿e jej wartoæ nie bêdzie

nigdy zmieniana. Kompilator zg³osi b³¹d, jeli

bêdziemy próbowali zmieniæ jej wartoæ.

Oznaczenie tablicy kwalifikatorem const ozna-

cza, ¿e ¿aden z jej elementów nie bêdzie modyfiko-

wany.

S³owo const u¿yte do wskanika w licie para-

metrów funkcji oznacza, ¿e funkcja nie bêdzie

modyfikowaæ zmiennej przez niego wskazywanej.

Czasami jest to wa¿ne, poniewa¿ chcemy mieæ pew-

noæ, ¿e tak jest w istocie. Pomaga to tak¿e kompila-

torowi w optymalizacji kodu.

Uwaga: jeli zmienna oznaczona jako const

fizycznie znajduje siê w pamiêci RAM, tak napraw-

dê mo¿e byæ zmieniona. Mo¿na to uczyniæ na przy-

k³ad poprzez wskanik oraz jego rzutowanie na typ

bez kwalifikatora const:

ccoonnsstt iinntt

wartosc ==

100

;;

((......))

**((((

iinntt

**))&&wartosc)) ==

;;

O ile w AVR-GCC to dzia³a, jednak rzeczywisty

efekt takiego zagrania nie jest okrelony przez normê

ANSI. Takich sztuczek nie powinno siê stosowaæ

w za³o¿eniu oznaczenie, ¿e zmienna nie powinna

byæ modyfikowana, ma swój sens.

Przyk³ad: listing 97

Ci¹g dalszy ze strony 25.

W sk³ad podstaw wchodz¹ równie¿ zagad-

nienia zwi¹zane z uk³adami analogowymi.

Prezentowane s¹ podstawowe uk³ady elektro-

niczne, takie jak wzmacniacze, generatory,

scalone uk³ady analogowe, zasilacze, stabili-

zatory, przetworniki A/C oraz C/A, modulato-

ry i demodulatory. Wymienione zagadnienia

omawiane s¹ od strony zastosowañ, zasady

dzia³ania oraz zasad projektowania. T³uma-

czone s¹ równie¿ zagadnienia zwi¹zane z tech-

nik¹ cyfrow¹ z uwzglêdnieniem budowy, dzia-

³ania oraz zastosowania uk³adów cyfrowych

(materia³ obejmuje bramki, liczniki, rejestry,

uk³ady GAL, pamiêci pó³przewodnikowe itd.).

Urz¹dzenia elektroniczne to drugi stopieñ

wtajemniczenia, na lekcjach zwi¹zanych

z tym blokiem przedmiotowym przedstawia-

ne s¹ zasady dzia³ania i obs³ugi: urz¹dzeñ

elektroakustycznych, odbiorników radiowych

i telewizyjnych, urz¹dzeñ s³u¿¹cych do

odczytu i zapisu informacji, telewizji kablo-

wej i satelitarnej itd. Ale to nie wszystko.

Uczniowie w ramach zajêæ poznaj¹ równie¿

budowê i zasadê dzia³ania systemów pomia-

rowych oraz nowoczesnych przyrz¹dów

pomiarowych. Uzupe³nienie wiedzy stanowi¹

zagadnienia zwi¹zane z urz¹dzeniami auto-

matyki (uk³ady wykonawcze, sygnalizatory,

regulatory, czujniki itp.)

Pomiary elektroniczne stanowi¹ najwa¿-

niejszy element kszta³cenia elektronika,

na tych zajêciach nastêpuje prze³o¿enie wie-

dzy teoretycznej na praktyczne umiejêtnoci.

W sk³ad pomiarów wchodz¹ cztery laboratoria

(elektryczne, elektroniki analogowej i cyfro-

wej, uk³adów mikroprocesorowych, urz¹dzeñ

elektronicznych) poznawane w kolejnych

latach nauki. Zajêcia obejmuj¹ projektowanie

i badanie elementów, uk³adów i urz¹dzeñ

elektronicznych. Wyposa¿enie obejmuje

m.in. zasilacze napiêcia sta³ego, generatory

funkcyjne, mierniki analogowe i cyfrowe,

mostki RLC, dydaktyczne systemy mikropro-

cesorowe oraz ca³¹ masê modeli, makiet oraz

elementów przeznaczonych do diagnozowa-

nia i badania. Obecnie standardem staje siê

równie¿ komputer pomagaj¹cy w interpretacji

otrzymanych wyników pomiarowych. Do-

k³adny wykaz wszystkich nauczanych zagad-

nieñ, umiejêtnoci oraz wymaganego wyposa-

¿enia dostêpny jest na stronie MENiS

(www.menis.gov.pl/ksztzaw/strategia/strateg-

ia.php

)

. W technikum mamy równie¿ prakty-

kê zawodow¹, ale na ten temat by³a ju¿ mowa.

Przedmiotów zawodowych, jakie obo-

wi¹zuj¹ ucznia technikum, jest sporo, jedne

³atwiejsze, drugie trudniejsze. Czêæ osób

preferuje przedmioty teoretyczne, czêæ prak-

tyczne, wszystko jest kwesti¹ indywidualnych

predyspozycji. Czy mo¿na te wszystkie

zagadnienia i umiejêtnoci mo¿na opanowaæ

samodzielnie w zaciszu domowym w rozs¹d-

nym czasie? Odpowied na to pytanie pozo-

stawiam pod os¹d czytelnika.

Co wybraæ?

Nie by³o moim zamiarem wbrew pozorom

gloryfikowaæ technikum elektronicznego, sta-

ra³em siê jedynie w sposób doæ obiektywny

przedstawiæ jego cele, zadania i umiejêtnoci,

jakie przekazuje swoim absolwentom. Wybór,

jak¹ drogê rozwoju zawodowego wybraæ,

przygotowuj¹c siê do studiowania elektronik

poprzez technikum czy liceum, musi nale¿eæ

do samych zainteresowanych w tym

momencie absolwentów gimnazjum.

Na zakoñczenie ju¿ ca³kiem subiektyw-

nie. Swoj¹ edukacjê techniczn¹ rozpocz¹³em

w technikum elektrycznym, kontynuuj¹c j¹ na

studiach technicznych (kierunek elektronika

i telekomunikacja). Przedmioty zawodowe

z technikum bardzo siê przyda³y i brak³o do

pe³ni szczêcia niestety kilku z zakresu elek-

troniki. Z matematyk¹ by³o trudno, ale mo¿na

siê by³o nauczyæ, natomiast bardzo du¿o

absolwentów liceum odpad³o na przedmio-

tach zawodowych, choæ byli i tacy, którzy

radzili sobie doskonale. Obecnie prowadzê

zajêcia m.in. w technikum elektronicznym

i uwa¿am, ¿e pomimo ca³ej masy problemów

zwi¹zanych z podrêcznikami, wyposa¿eniem

oraz ogromem ciê¿kiej pracy, jak¹ musi siê

w³o¿yæ w naukê, oraz trudnego egzaminu

zawodowego jest to szko³a warta polecenia.

Szko³y techniczne maj¹ w sobie jeszcze to

co, bli¿ej nieokrelone, ale ucz¹ce wspó³-

pracy i zaufania do kolegów, posiadaj¹ swois-

ty klimat niedostêpny w innych szko³ach.

Z perspektywy czasu i pomimo ci¹gle istnie-

j¹cych niedoskona³oci jeszcze raz polecam

technikum jako w³aciwy wybór dla osób

zajmuj¹cych siê elektronik¹.

Piotr Brzózka

pbrzozka@elportal.pl

jest wiêcej ni¿ jêzyków. Problemem automa-

tycznej inicjacji rozmiaru tablicy jeszcze siê

zajmiemy.

Zgodnie z ramk¹ o idei naszego programu,

utworzymy teraz funkcje manipuluj¹ce jêzy-

kiem. Spójrz na listing 98. Zwróæ szczególn¹

uwagê na sposób odczytu danych z naszej tab-

licy w funkcji langsys_GetLangName. Dostêp

wygl¹da doæ skomplikowanie niestety nie

mo¿emy czytaæ bezporednio danych z tabli-

cy umieszczonej w pamiêci programu. Makro

pgm_read_word_near odczytuje szesnastobi-

tow¹ liczbê z pamiêci programu. Poniewa¿

my wiemy, ¿e w tym miejscu znajduje siê

wskanik i wskanika oczekujemy, musimy

wykonaæ rzutowanie, aby odczytana wartoæ

mog³a byæ prawid³owo wykorzystana. Ko-

rzystaj¹c z makra pgm_read_word_near

zak³adamy jednoczenie, ¿e nasze wskaniki

nie maj¹ wiêcej ni¿ 16 bitów zwykle bêdzie

to prawd¹. Nale¿a³oby jedynie zweryfikowaæ

poprawnoæ tego za³o¿enia w przypadku wy-

korzystania procesora o pamiêci programu

wiêkszej ni¿ 64KB przy wykorzystaniu bar-

dzo du¿ej iloci sta³ych.

Ostatnie dwie funkcje modu³u langsys

pokazuje listing 99. Zwracaj¹ one wskanik

na znaki specjalne (jeli w danym jêzyku

znaki specjalne nie wystêpuj¹, zwracana jest

wartoæ NULL) oraz tekst o podanym identy-

fikatorze.

W tym miejscu plik ród³owy mamy

zakoñczony. Pozostaje nam jeszcze stworze-

nie pliku nag³ówkowego widocznego na lis-

tingu 100. Umieszczamy w nim deklaracje

funkcji oraz symboliczne oznaczenia identy-

fikatorów. Identyfikatory moglibymy two-

rzyæ za pomoc¹ poznanych do tej pory

dyrektyw #define. Jednak dla wiêkszej ilo-

ci napisów dzia³anie takie jest doæ uci¹¿li-

we i ³atwo o pomy³kê. Zamiast tego wyko-

rzystamy dzi typ wyliczeniowy (ramka).

Dziêki temu, jeli tylko zachowamy kolej-

noæ identyfikatorów zgodn¹ z kolejnoci¹

zapisania wskaników w tablicy, identyfika-

tory zostan¹ prawid³owo wygenerowane

automatycznie. Przy identyfikatorach napi-

sów przyjmijmy zasadê, aby zaczynaæ je

zawsze du¿ymi literami IDS_ a reszta

nazwy zgodna by³a z nazw¹ zmiennej ³añcu-

chowej bez liter EN/PL_str.

U³atwi to orientacjê w ko-

dzie oraz tworzenie wyli-

czenia wystarczy skopio-

waæ dane inicjuj¹ce jeden

jêzyk w tablicy langsys_str

Table i dokonaæ zmian

komend¹ Edit->Replace.

Wyj¹tkiem od tej regu³y s¹

identyfikatory o specjalnym

znaczeniu, pisane w ca³oci

du¿ymi literami (aktualnie

jedynie IDS_LANGNAME).

Dostosowanie modu³u lcd

Modu³ lcd, z którego chcemy korzystaæ,

zak³ada³ wystêpowanie w programie modu³u

local i korzysta³ z umieszczonej w nim infor-

macji o znakach specjalnych. W stosunku do

tej sytuacji pojawiaj¹ siê aktualnie trzy ró¿nice:

1. Nie ma modu³u local.

2. Nie ma mo¿liwoci bezporedniego dostê-

pu do tablicy z danymi lokalnymi nale¿y

korzystaæ z funkcji langsys_GetSpec.

3. Istnieje mo¿liwoæ, ¿e tablica danych lokal-

nych dla danego jêzyka nie istnieje nale¿y

zabezpieczyæ siê przed prób¹ czytania spod

adresu NULL.

Otwórz poprzednio napisany plik lcd.c

i korzystaj¹c z komendy Edit->Find, znajd

wszystkie wyst¹pienia s³owa local_. Zauwa-

¿ysz, ¿e ze wspomnianego modu³u korzysta-

my jedynie w dwóch miejscach. Nie bêdzie-

my wiêc mieli du¿o pracy.

W pierwszej kolejnoci do³¹czenie #include

local.h zmieniamy na #include langsys.h.

Resztê koniecznych zmian mo¿esz zobaczyæ

na listingach 101 oraz 102. Dodane lub zmo-

dyfikowane fragmenty oznaczam kolorem

Test

Wszystkie modu³y s¹ ju¿ gotowe, pora na ich

po³¹czenie oraz napisanie

funkcji g³ównej programu.

Utwórz plik main.c. Jeli

korzystasz z makefile z po-

przedniej czêci, powinien on

byæ ju¿ tam dodany. Propo-

zycjê prostego testu przedsta-

wia listing 103. Funkcja

obs³ugi przycisków zosta³a

Programowanie

Elektronika dla Wszystkich

ABC... C

Funkcja traktowana jak zmienna

Rozmawialimy ju¿ o tym, jak wygodn¹ w³asnoci¹ C

jest mo¿liwoæ wykonywania z³o¿onych obliczeñ

w jednej linii. Do wygody tej przyczynia siê tak¿e

mo¿liwoæ traktowania jako zmiennej ka¿dej funkcji,

która zwraca jak¹ wartoæ. Co zrozumia³e, bêdzie to

zmienna tylko do odczytu. Kompilator zawsze zadba

o to, aby potrzebne funkcje zosta³y wywo³ane we

w³aciwym momencie, a zwracana przez nie wartoæ

wziêta do obliczeñ.

O ile sprawa wydaje siê oczywista w przypadku

prostych operacji arytmetycznych, zauwa¿, ¿e daje to

znacznie szersze mo¿liwoci. Znakomitym przyk³a-

dem s¹ listingi 101 oraz 102. W tym miejscu funkcja

langsys_GetSpec zwraca wskanik, który natychmiast

jest obs³ugiwany jako tablica. Mo¿na by skorzystaæ

ze zmiennej pomocniczej, do której zosta³aby zapisa-

na wartoæ zwracana przez funkcje, a nastêpnie dosta-

walibymy siê do tablicy, tak jak robilimy to do tej

pory, jednak nie ma potrzeby rozbijania przedstawio-

nego dzia³ania.

Uwa¿aj: Standard nie definiuje w takim przypad-

ku, w jakiej kolejnoci funkcje zostan¹ wywo³ane.

Mo¿e okazaæ siê nawet, ¿e pewne funkcje nie zostan¹

w ogóle wywo³ane, jeli kompilator stwierdzi, ¿e ich

wartoæ nie ma znaczenia dla wyniku obliczeñ. Mog¹

one byæ wywo³ywane zgodnie z kolejnoci¹, w jakiej

wykonywane s¹ dzia³ania, ale mog¹ tak¿e byæ wywo-

³ane przed rozpoczêciem jakichkolwiek obliczeñ. Jeli

zale¿y Ci na kolejnoci wywo³ania funkcji, nie obej-

dzie siê bez zmiennych pomocniczych konieczne

jest wtedy rêczne wywo³anie funkcji oraz zapisanie

ich wyników.

Przyk³ady: listingi 101 oraz 102

Listing 101 modyfikacja funkcji w lcd_GetSpec

ssttaattiicc

uint8_t lcd_GetSpec((uint8_t s_index))

{{

// Zabezpieczenie

iiff

((langsys_GetSpec(()) ==== NULL))

rreettuurrnn

0x20

;;

((......))

// Nic nie znaleziono

rreettuurrnn

pgm_read_byte((&&((langsys_GetSpec(())[[s_index]]..cAlt))));;

}}

Listing 100 plik langsys.h

#ifndef LANGSYS_H_INCLUDED

#define LANGSYS_H_INCLUDED

//_____________________________________________

// Funkcje interfejsu

iinnlliinnee

uint8_t langsys_GetNumOfLangs((

vvooiidd

));;

iinnlliinnee vvooiidd

langsys_Select((uint8_t index));;

iinnlliinnee

uint8_t langsys_GetSelected((

vvooiidd

));;

prog_char** langsys_GetLangName((uint8_t index));;

LCD_LOCAL_PGM** langsys_GetSpec((

vvooiidd

));;

prog_char** langsys_GetText((uint8_t index));;

//_____________________________________________

// Indeksy dla poszczególnych napisów

eennuumm

{

IDS_LANGNAME,,

IDS_Start

};;

#endif

//LANGSYS_H_INCLUDED

Listing 102 modyfikacja funkcji w lcd_UpdateCGRAM

vvooiidd

lcd_UpdateCGRAM((

vvooiidd

))

{{

// Zabezpieczenie

iiff

((langsys_GetSpec(()) ==== NULL))

rreettuurrnn

;;

((......))

ffoorr

((a==

;; a<<ELEMS((lcd_spec));; a++++))

{

// 0xff oznacza koniec danych

iiff

((lcd_spec[[a]] ====

0xff

))

bbrreeaakk

;;

// Wskanik na pocz¹tek danych wygl¹du znaku

uint8_t** pdata == langsys_GetSpec(())[[lcd_spec[[a]]]]..matrix;;

((......))

}

umieszczona bezporednio tutaj plik ten jest

plikiem chwilowym, s³u¿¹cym nam tylko

do testowania. W przysz³oci przyciski bêd¹

obs³ugiwanie inaczej.

Zauwa¿ sposób dostêpu do napisów, gdy

jêzyk zosta³ ju¿ wybrany. Niezale¿nie od

dokonanego wyboru przywitanie wywietlane

jest w taki sam sposób. W tym prostym pro-

gramie nie widaæ jeszcze si³y tkwi¹cej w roz-

wi¹zaniu napisów jest za ma³o, mamy jed-

nak pewnoæ, ¿e nowy modu³ dzia³a.

U³atwienie tworzenia

tablicy wskaników

Przy okazji listingu 97 obieca³em, ¿e zajmie-

my siê problemem ustawiania rozmiaru tabli-

cy wskaników na napisy. O ile przy dwóch

ró¿nych tekstach nie ma problemu z rêcznym

podaniem ich iloci, to przy rozwoju progra-

mu mo¿e to staæ siê doæ uci¹¿liwe. Kompila-

tor nie obliczy dla nas rozmiaru innego ni¿

najwy¿szy wymiar tablicy. Mo¿emy jednak

wykorzystaæ fakt, ¿e wyliczamy indeksy

kolejnych wpisanych wartoci. Niezbêdny

rozmiar tablicy to ostatni indeks + 1. Wpro-

wadmy dodatkowy identyfikator do wylicze-

nia zgodnie z listingiem 104. Umówmy siê

teraz, ¿e wszelkie nowe identyfikatory wpro-

wadzimy przed IDS_END. Identyfikator ten

jest równy wartoci ostatniego identyfikatora

³añcucha + 1. Mo¿emy teraz wykorzystaæ go

do ustawienia rozmiaru naszej tablicy, tak jak

zosta³o to pokazane na listingu 105.

Inne modyfikacje

Aktualnym ograniczeniem iloci napisów jest

wartoæ 256. Wynika to z przyjêtego typu

parametru funkcji langsys_GetTekst. Jest

ma³o prawdopodobne, aby pojawi³a siê

potrzeba wykorzystania wiêkszej iloci tek-

stów. Jeli jednak taka potrzeba zaistnieje,

zawsze mo¿na zmieniæ typ parametru na war-

toæ szesnastobitow¹ zostanie to prawid³o-

wo obs³u¿one. Wiêksze wartoci nie maj¹

sensu przy wykorzystaniu ca³ego dostêpne-

go zakresu mo¿emy ca³kowicie zape³niæ

pamiêæ procesora Atmega128 sam¹ tylko tab-

lic¹ wskaników dla jednego jêzyka.

Podsumowanie

Dzi utworzylimy kolejny element kojarzony

z zaawansowan¹ obs³ug¹ LCD. Wa¿ne jest jed-

nak to, ¿e modu³ ten jest bardzo uniwersalny

podaje nam jedynie ³añcuch

zawieraj¹cy napis w danym

jêzyku. Mo¿e on równie dobrze

wspó³dzia³aæ z wywietlaczem

alfanumerycznym, graficznym

czy nawet s³u¿yæ do wyboru jêzyka komu-

nikacji poprzez port RS232.

Poznajemy jednoczenie coraz bardziej

zaawansowane elementy jêzyka C. Tablice

wielowymiarowe czy mo¿liwoæ wykorzysta-

nia funkcji jak zmiennej jest czym co nie

pojawia³o siê w BASCOM-ie. Jeli teraz spra-

wia Ci to k³opot, pamiêtaj, ¿e C nie zmusza

Ciê do korzystania z tych opcji. Jeli chcesz,

mo¿esz korzystaæ ze zmiennych pomocni-

czych, a w pewnym momencie sam odkryjesz,

jak wygodnie jest zapisaæ algorytm bez nich.

W kolejnej czêci korzystaj¹c z dotychcza-

sowego dzie³a, stworzymy modu³ umo¿liwia-

j¹cy proste tworzenie przewijalnego menu

z zagnie¿d¿aniem opcji. Na systemie menu

skoñczymy zaawansowan¹ obs³ugê LCD

alfanumerycznego.

Rados³aw Koppel

radoslaw.koppel@elportal.pl

Programowanie

Elektronika dla Wszystkich

Listing 104 obliczenie iloci napisów

eennuumm

{

IDS_LANGNAME,,

IDS_Start,,

// KONIEC

IDS_END

};;

Listing 105 Wykorzystanie wyliczenia do obliczania rozmiaru tablicy

ccoonnsstt

prog_char** langsys_strTable[[

]][[IDS_END]] PROGMEM ==

((......))

Listing 103 plik main.c

#include <avr/io.h>

#include <stdio.h>

#include <util/delay.h>

#include harddef.h

#include makra.h

#include lcd.h

#include langsys.h

ssttaattiicc iinnlliinnee

uint8_t sw_wait((

vvooiidd

))

{{

ffoorr

((;;;;))

{

// Oczekiwanie na naciniêcie przycisku

iiff

((!!((PIN((SW_PORT)) &&

<<<<SW1))))

{

_delay_ms((

));;

iiff

((!!((PIN((SW_PORT)) &&

<<<<SW1))))

rreettuurrnn

;;

}

iiff

((!!((PIN((SW_PORT)) &&

<<<<SW2))))

{

_delay_ms((

));;

iiff

((!!((PIN((SW_PORT)) &&

<<<<SW2))))

rreettuurrnn

;;

}

iinntt

main((

vvooiidd

))

{{

// Inicjacja wyprowadzeñ

DDR((LCD_CTRLPORT)) == ((

<<<<LCD_E ||

<<<<LCD_RW ||

<<<<LCD_RS ||

<<<<LCD_LED));;

PORT((LCD_CTRLPORT)) == ~~((

<<<<LCD_E ||

<<<<LCD_LED));;

PORT((SW_PORT)) ==

<<<<SW1 ||

<<<<SW2;;

// Inicjacja wywietlacza

lcd_Init(());;

lcd_SetStatus((LCD_STATUS_DISP));;

// Wywietlenie zapytania o jêzyk

fputs_P((PSTR((

S1 -

)),, lcd_GetFile(())));;

fputs_P((langsys_GetLangName((

)),, lcd_GetFile(())));;

lcd_GoTo((

));;

fputs_P((PSTR((

S2 -

)),, lcd_GetFile(())));;

fputs_P((langsys_GetLangName((

)),, lcd_GetFile(())));;

lcd_Update(());;

// Oczekiwanie na przycisk i wybranie jêzyka

langsys_Select((sw_wait(())--

));;

// Wywietlenie przywitania

lcd_Cls(());;

fputs_P((langsys_GetText((IDS_Start)),, lcd_GetFile(())));;

lcd_Update(());;

rreettuurrnn

;;

}}

Sterownik zegarowy i nie tylko...

- Urz¹dzenie, oprócz wbudowanego

zegara, posiada wiele ciekawych i po¿ytecznych funkcji. Oto niektóre z nich:

4 kana³y sterowane czasowo (godzina w³¹czenia, godzina wy³¹czenia),

3 kana³y sterowane rêcznie przez u¿ytkownika, 1 kana³ sterowany termicznie

(temperatura górna maksymalna, dolna minimalna z zakresu od -55 do +150

C),

cyfrowy czujnik temperatury i in.

Kompukser

- W popularnych kartach dwiêkowych

mamy do dyspozycji jedno gniazdo

wejciowe Line In typu miniJack.

Czasem jednak zachodzi potrzeba,

aby pod³¹czyæ do komputera wiêcej

sygna³ów audio. Opisany w artykule uk³ad rozwi¹zuje ten problem.

Ponadto umo¿liwia ³atw¹ rozbudowê o kolejne kana³y.

w n a s t ê p n y c h n u m e r a c h E d W

R E K L A M A