Arduino में विंडोज़ के लिए प्रोग्राम कैसे बनाएं

एक दिन मेरे मन में लाने का अनोखा विचार आया एक ही स्थान पर 500 लेजर पॉइंटर्स. मैंने बहुत समय बिताया और इसे किया। यह शानदार और बेकार निकला, लेकिन मुझे यह पसंद आया। छह महीने पहले मेरे मन में एक और पागलपन भरा विचार आया। इस बार, बिल्कुल शानदार नहीं, लेकिन बहुत अधिक उपयोगी। मैंने भी इस पर काफी समय बिताया. और इस लेख में, मैं अपने दूसरे पागल विचार का बीटा संस्करण प्रस्तुत करता हूँ।

मैंने प्रोजेक्ट को नानोनियम (नैनोनियम) कहा और यहां तक ​​कि इसके लिए एक लोगो भी बनाया (मैंने 5 मिनट तक इसे चित्रित किया)।

जो लोग Arduino के संदर्भ में सोचते हैं, उनके लिए हम कह सकते हैं कि nanonyam विंडोज़ को नियंत्रित करने के लिए एक आभासी Arduino ढाल है।

दूसरे शब्दों में, नैनोनियम एक वर्चुअल मशीन है जो एवीआर माइक्रोकंट्रोलर (ATMEGA2560 अनुशंसित है) के लिए बायटेकोड के रूप में फर्मवेयर का उपयोग करती है। इस वर्चुअल मशीन के अंदर एक AVR कोर सिम्युलेटर है, लेकिन बाह्य उपकरणों के बजाय, जो 0x0060 से 0x01FF तक SRAM पते पर स्थित हैं, वर्चुअल फ़ंक्शंस (विंडोज़ एपीआई फ़ंक्शंस सहित) के लिए एक विशेष इंटरफ़ेस है। और यहां इसे तुरंत समझना बहुत महत्वपूर्ण है: नैनोनयम के कोड में निर्दिष्ट मेमोरी रेंज तक कोई पहुंच नहीं होनी चाहिए, ताकि गलती से कॉल न हो, उदाहरण के लिए, फ़ाइलों को हटाने या डिस्क को स्वरूपित करने का कार्य। शेष SRAM मेमोरी रेंज 0x0200 से 0xFFFF तक है (यह वास्तविक माइक्रोकंट्रोलर से अधिक है) किसी भी उद्देश्य के लिए उपयोगकर्ता के लिए उपलब्ध है। मैं तुरंत ध्यान देता हूं कि एक वास्तविक माइक्रोकंट्रोलर (या किसी अन्य आर्किटेक्चर से फर्मवेयर) के फर्मवेयर के आकस्मिक लॉन्च के खिलाफ एक विशेष सुरक्षा है: "खतरनाक" कार्यों को सक्रिय करने से पहले, आपको एक विशेष मुश्किल वर्चुअल फ़ंक्शन को कॉल करने की आवश्यकता है। कुछ अन्य सुरक्षा सुविधाएँ भी हैं।

नैनोनियम के लिए प्रोग्राम बनाने के लिए, आपको विशेष पुस्तकालयों का उपयोग करने की आवश्यकता है जो वर्तमान में उपलब्ध सभी आभासी कार्यों को लागू करते हैं। इसके लिए नैनोनियम वर्चुअल मशीन और लाइब्रेरी डाउनलोड करें फिर आप यह कर सकते हैं. लेकिन वर्चुअल फ़ंक्शन विवरण पृष्ठ. और हाँ, मेरी साइट बहुत ही प्राचीन है और मोबाइल उपकरणों के लिए अनुकूलित नहीं है।

नानोन्याम घरेलू और व्यावसायिक उपयोग के लिए निःशुल्क है। नानोन्यम कार्यक्रम "जैसा है" के आधार पर प्रदान किया जाता है। स्रोत कोड प्रदान नहीं किया गया है.

कार्यक्रम अभी परीक्षण चरण में है। लगभग 200 वर्चुअल फ़ंक्शंस लागू किए गए हैं जो आपको विंडोज़ के लिए सरल प्रोग्राम बनाने की अनुमति देते हैं।
जाहिर है, ऐसी वर्चुअल मशीन में कुछ जटिल बनाने से काम नहीं चलेगा, क्योंकि कोड की मेमोरी केवल 256 kB है। डेटा को अलग-अलग फ़ाइलों में संग्रहीत किया जा सकता है, ग्राफिक भाग के लिए बफर बाहरी रूप से लागू किया जाता है। सभी फ़ंक्शंस को सरल बनाया गया है और 8-बिट आर्किटेक्चर के लिए अनुकूलित किया गया है।

आप नानोनियम में क्या कर सकते हैं? मैं कुछ समस्याएं लेकर आया हूं।

प्रोग्राम ब्लॉकों का विकास

एक बार मुझे 128x64 डॉट ग्राफ़िक डिस्प्ले के लिए एक जटिल मेनू डिज़ाइन करने की आवश्यकता पड़ी। मैं वास्तव में यह देखने के लिए कि पिक्सेल कैसे दिखते हैं, फ़र्मवेयर को वास्तविक माइक्रोकंट्रोलर में लगातार लोड नहीं करना चाहता था। और इस तरह नानोन्याम का विचार पैदा हुआ। नीचे दिया गया चित्र उसी मेनू पर मौजूद आइटमों में से एक के वास्तविक OLED डिस्प्ले से एक छवि दिखाता है। अब मैं वास्तविक उपकरण के बिना भी इसके माध्यम से काम कर सकता हूं।

नैनोनियम (अपने अंतिम विचार में) माइक्रोकंट्रोलर्स के लिए प्रोग्राम ब्लॉकों को काम करने के लिए एक अच्छा उपकरण है, क्योंकि इसमें ग्राफिक्स के साथ काम करने के लिए फ़ंक्शन हैं (आप डिस्प्ले और संकेतक अनुकरण कर सकते हैं), फाइलों के साथ (आप लॉग बना सकते हैं, परीक्षण डेटा पढ़ सकते हैं), साथ में एक कीबोर्ड (आप एक ही समय में 10 बटन तक पढ़ सकते हैं), COM पोर्ट के साथ (यहां एक अलग आइटम है)।

त्वरित कार्यक्रम बनाना

उदाहरण के लिए, आपको 100500 टेक्स्ट फ़ाइलों को शीघ्रता से संसाधित करने की आवश्यकता है। प्रत्येक को खोलने, कुछ सरल एल्गोरिदम के अनुसार थोड़ा संशोधित करने, सहेजने और बंद करने की आवश्यकता है। यदि आप पायथन मास्टर हैं, तो मैं आपको बधाई देता हूं, आपके पास सब कुछ है। लेकिन यदि आप एक कठोर आर्डिनो हैं (और उनमें से कई हैं), तो नानोनियम इस समस्या को हल करने में आपकी मदद करेगा। नानोन्याम में यह मेरा दूसरा लक्ष्य है: सिस्टम में टेक्स्ट प्रोसेसिंग, स्क्रीनशॉट लेना या कीस्ट्रोक्स का अनुकरण करने जैसे कई उपयोगी फ़ंक्शन जोड़ना (वैसे, ये सभी पहले से ही मौजूद हैं), साथ ही नियमित कार्यों को हल करने के लिए कई अन्य फ़ंक्शन भी जोड़ना .

COM पोर्ट के माध्यम से हार्डवेयर का परीक्षण

नानोन्याम एक टर्मिनल के रूप में कार्य कर सकता है जो आपके एल्गोरिदम के अनुसार काम करता है। आप डिवाइस को नियंत्रित करने और पोर्ट से प्राप्त डेटा प्रदर्शित करने के लिए एक छोटा मेनू बना सकते हैं। आप विश्लेषण के लिए फ़ाइलों से डेटा सहेज और पढ़ सकते हैं। हार्डवेयर की सरल डिबगिंग और अंशांकन के साथ-साथ सरल वर्चुअल उपकरण नियंत्रण पैनल बनाने के लिए एक उपयोगी उपकरण। छात्रों और युवा वैज्ञानिकों के लिए यह प्रोजेक्ट काफी उपयोगी हो सकता है.

प्रोग्रामिंग प्रशिक्षण

हालाँकि, पूरे Arduino प्रोजेक्ट की तरह, Nanonyam की मुख्य उपयोगिता फ़ंक्शंस, इंटरफ़ेस और बूटलोडर के सरलीकरण में निहित है। इसलिए, यह परियोजना नौसिखिया प्रोग्रामर और उन लोगों के लिए रुचिकर होनी चाहिए जो आर्डिनो के स्तर से संतुष्ट हैं। वैसे, मैंने स्वयं अभी तक Arduino का विस्तार से अध्ययन नहीं किया है, क्योंकि मैंने हमेशा WinAVR या AVR स्टूडियो का उपयोग किया था, लेकिन असेंबलर से शुरुआत की थी। इसलिए, नीचे दिया गया उदाहरण प्रोग्राम थोड़ा गलत होगा, लेकिन काफी काम करेगा।

हेलो हबर!

अब कुछ नैनोनयम विशेषताओं से परिचित होने और एक सरल प्रोग्राम लिखने का समय आ गया है। हम Arduino में लिखेंगे, लेकिन सामान्य तरीके से नहीं, बल्कि जिस तरह से मैं अब कर सकता हूं (मैंने पहले ही कहा था कि मैंने अभी तक इस वातावरण को अच्छी तरह से समझ नहीं पाया है)। सबसे पहले, एक नया स्केच बनाएं और मेगा2560 बोर्ड का चयन करें।

स्केच को एक फ़ाइल में सहेजें और अगली प्रतिलिपि बनाएँ नानोन्यम पुस्तकालय. पुस्तकालयों के शीर्षलेखों को शामिल करना सही होगा, लेकिन मुझे नहीं पता कि Arduino में अलग-अलग फ़ाइलों का संकलन कैसे लिखना है, इसलिए अभी के लिए हम पुस्तकालयों को सीधे (और सभी को एक साथ) शामिल करेंगे:

#include <stdio.h>
#include "NanonyamnN_System_lib.c"
#include "NanonyamnN_Keyboard_lib.c"
#include "NanonyamnN_File_lib.c"
#include "NanonyamnN_Math_lib.c"
#include "NanonyamnN_Text_lib.c"
#include "NanonyamnN_Graphics_lib.c"
#include "NanonyamnN_RS232_lib.c"

एक विशेष मॉड्यूल "नैनोनियम फॉर अरुडिनो" बनाना और भी सही होगा, जिसे सीधे अरुडिनो से स्थापित किया जा सकता है। जैसे ही मुझे इसका पता चल जाएगा, मैं इसे करूंगा, लेकिन अभी मैं केवल वर्चुअल मशीन के साथ काम करने का सार दिखा रहा हूं। हम निम्नलिखित कोड लिखते हैं:

//Сразу после запуска рисуем текст в окне
void setup() {
  sys_Nanonyam();//Подтверждаем код виртуальной машины
  g_SetScreenSize(400,200);//Задаём размер дисплея 400х200 точек
  sys_WindowSetText("Example");//Заголовок окна
  g_ConfigExternalFont(0,60,1,0,0,0,"Arial");//Задаём шрифт Windows в ячейке шрифтов 0
  g_SetExternalFont(0);//Выбираем ячейку шрифтов 0 для рисования текста
  g_SetBackRGB(0,0,255);//Цвет фона синий
  g_SetTextRGB(255,255,0);//Цвет текста жёлтый
  g_ClearAll();//Очищаем экран (заливка цветом фона)
  g_DrawTextCenterX(0,400,70,"Hello, Habr!");//Рисуем надпись
  g_Update();//Выводим графический буфер на экран
}

//Просто ждём закрытия программы
void loop() {
  sys_Delay(100);//Задержка и разгрузка процессора
}

इस कार्यक्रम के साथ स्केच यहां डाउनलोड किया जा सकता है. कार्यों का विस्तृत विवरण साइट पर खोजें. मुझे आशा है कि इस कोड में टिप्पणियाँ इसका सार जानने के लिए पर्याप्त हैं। यहाँ कार्य sys_Nanonyam() वर्चुअल मशीन के लिए "पासवर्ड" की भूमिका निभाता है, जो वर्चुअल फ़ंक्शंस पर प्रतिबंध हटा देता है। इस फ़ंक्शन के बिना, प्रोग्राम 3 सेकंड के ऑपरेशन के बाद बंद हो जाएगा।

हम "चेक" बटन दबाते हैं और कोई त्रुटि नहीं होनी चाहिए।

अब आपको एक बाइनरी फ़ाइल (फर्मवेयर) प्राप्त करने की आवश्यकता है। मेनू का चयन करें "स्केच>>निर्यात बाइनरी फ़ाइल (CTRL+ALT+S)"।

यह दो HEX फ़ाइलों को स्केच फ़ोल्डर में कॉपी कर देगा। हम केवल "with_bootloader.mega" उपसर्ग के बिना फ़ाइल लेते हैं।

नैनोनियम वर्चुअल मशीन में HEX फ़ाइल निर्दिष्ट करने के कई तरीके हैं, उन सभी का वर्णन किया गया है इस पेज पर. मैं फ़ाइल के आगे बनाने का सुझाव देता हूँ Nanonyam.exe फ़ाइल पथ, जिसमें हमारी HEX फ़ाइल का पूरा पथ पंजीकृत करना है। जिसके बाद आप चला सकते हैं Nanonyam.exe. हमें अपने शिलालेख के साथ एक खिड़की मिलती है।

इसी तरह, आप अन्य परिवेशों में प्रोग्राम बना सकते हैं, जैसे AVR स्टूडियो या WinAVR।

यहीं पर हम नानोन्याम के साथ अपना परिचय समाप्त करते हैं। मुख्य विचार स्पष्ट होना चाहिए. अधिक उदाहरण वेबसाइट पर हैं.. यदि पर्याप्त लोग इस परियोजना का उपयोग करने के इच्छुक हैं, तो मैं और उदाहरण बनाऊंगा और वर्चुअल फ़ंक्शन लाइब्रेरीज़ को "भरना" जारी रखूंगा। परियोजना के विकास के लिए ठोस विचार और खराबी, बग और बग की रिपोर्ट स्वीकार की जाती हैं। उन्हें संपर्कों की ओर निर्देशित करने की सलाह दी जाती है, साइट पर दर्शाया गया है. और टिप्पणियों में चर्चा का स्वागत है।

आपके ध्यान और अच्छी प्रोग्रामिंग के लिए आप सभी का धन्यवाद!

स्रोत: www.habr.com