Arduino에서 Windows용 프로그램을 만드는 방법

어느 날 나는 가져올 미친 생각이 있었다 500개의 레이저 포인터를 한 곳에. 나는 많은 시간을 보냈고 해냈습니다. 화려하고 쓸모없는 것으로 판명되었지만 마음에 들었습니다. XNUMX개월 전에 나는 또 다른 미친 생각을 했다. 이번에는 전혀 훌륭하지는 않지만 훨씬 더 유용합니다. 나는 또한 그것에 많은 시간을 보냈습니다. 그리고 이 기사에서는 두 번째 기발한 아이디어의 베타 버전을 제시합니다.

나는 프로젝트를 Nanonyam(나노얌)이라고 불렀고 로고까지 생각해냈습니다(5분 동안 그림을 그렸습니다).

Arduino의 관점에서 생각하는 사람들에게 Nanonyam은 Windows를 제어하기 위한 가상 Arduino 방패라고 말할 수 있습니다.

즉, Nanonyam은 AVR 마이크로컨트롤러용 펌웨어(ATMEGA2560 권장)를 바이트코드로 사용하는 가상 머신입니다. 이 가상 머신 내부에는 AVR 코어 시뮬레이터가 있지만 0x0060에서 0x01FF까지의 SRAM 주소에 있는 주변 장치 대신 가상 기능(Windows API 기능 포함)에 대한 특수 인터페이스가 있습니다. 그리고 여기에서 즉시 이해하는 것이 매우 중요합니다. Nanonyam의 코드는 예를 들어 파일 삭제 또는 디스크 포맷 기능을 실수로 호출하지 않도록 지정된 메모리 범위에 액세스할 수 없어야 합니다. 0x0200에서 0xFFFF까지의 나머지 SRAM 메모리 범위(실제 마이크로컨트롤러보다 더 많음)는 어떤 목적으로든 사용자가 사용할 수 있습니다. 실제 마이크로 컨트롤러의 펌웨어 (또는 다른 아키텍처의 펌웨어)를 실수로 실행하는 것에 대한 특별한 보호 기능이 있음을 바로 알 수 있습니다. "위험한"기능을 활성화하기 전에 특수한 까다로운 가상 기능을 호출해야합니다. 다른 보안 기능도 있습니다.

Nanonyam용 프로그램을 만들려면 현재 사용 가능한 모든 가상 기능을 구현하는 특수 라이브러리를 사용해야 합니다. Nanonyam 가상 머신 및 라이브러리 다운로드 여기있을 수 있습니다.. 하지만, 가상 기능 설명 페이지. 그리고 예, 내 사이트는 매우 원시적이며 모바일 장치에 적합하지 않습니다.

Nanonyam은 가정용 및 상업용으로 무료입니다. Nanonyam 프로그램은 "있는 그대로" 제공됩니다. 소스 코드는 제공되지 않습니다.

이 프로그램은 현재 테스트 단계에 있습니다. Windows용 간단한 프로그램을 만들 수 있는 약 200개의 가상 기능을 구현했습니다.
분명히 코드의 메모리가 256kB에 불과하기 때문에 이러한 가상 머신에서 복잡한 것을 생성하는 것은 작동하지 않습니다. 데이터는 별도의 파일에 저장할 수 있으며 그래픽 부분의 버퍼는 외부에서 구현됩니다. 모든 기능은 단순화되고 8비트 아키텍처에 맞게 조정됩니다.

Nanonyam에서 무엇을 할 수 있나요? 몇 가지 문제가 생겼습니다.

프로그램 블록 개발

한때 128x64 도트 그래픽 디스플레이를 위한 복잡한 메뉴를 디자인해야 했습니다. 픽셀이 어떻게 보이는지 확인하기 위해 펌웨어를 실제 마이크로컨트롤러에 지속적으로 로드하고 싶지 않았습니다. 그래서 나노얌이라는 아이디어가 탄생했습니다. 아래 그림은 동일한 메뉴에 있는 항목 중 하나의 실제 OLED 디스플레이 이미지를 보여줍니다. 이제 실제 장치 없이도 작업할 수 있습니다.

Nanonyam(최종 아이디어에서)은 그래픽(디스플레이 및 표시기 시뮬레이션 가능), 파일(로그 작성, 테스트 데이터 읽기 가능) 작업을 위한 기능이 있으므로 마이크로 컨트롤러용 프로그램 블록을 작업하는 데 유용한 도구입니다. COM 포트가 있는 키보드(동시에 최대 10개의 버튼을 읽을 수 있음)(별도 항목 있음).

빠른 프로그램 만들기

예를 들어 100500개의 텍스트 파일을 빠르게 처리해야 합니다. 각각을 열고 간단한 알고리즘에 따라 약간 수정하고 저장하고 닫아야 합니다. 당신이 파이썬 마스터라면 축하합니다. 당신은 모든 것을 가지고 있습니다. 그러나 당신이 강화된 arduino(그리고 그것들이 많이 있는 경우)라면 Nanonyam이 이 문제를 해결하는 데 도움이 될 것입니다. 이것이 Nanonyam의 두 번째 목표입니다. 텍스트 처리, 스크린샷 찍기 또는 시스템의 키 입력 시뮬레이션(그런데 모두 이미 존재함)과 같은 많은 유용한 기능과 일상적인 작업을 해결하기 위한 다른 많은 기능을 추가하는 것입니다 .

COM 포트를 통한 하드웨어 테스트

Nanonyam은 알고리즘에 따라 작동하는 터미널 역할을 할 수 있습니다. 작은 메뉴를 그려 장치를 제어하고 포트에서 받은 데이터를 표시할 수 있습니다. 분석을 위해 파일에서 데이터를 저장하고 읽을 수 있습니다. 간단한 버추얼 인스트루먼트 컨트롤 패널을 생성할 뿐만 아니라 하드웨어의 간단한 디버깅 및 보정을 위한 편리한 도구입니다. 학생과 젊은 과학자들에게 이 프로젝트는 매우 유용할 수 있습니다.

프로그래밍 교육

그러나 전체 Arduino 프로젝트와 마찬가지로 Nanonyam의 주요 유용성은 기능, 인터페이스 및 부트로더의 단순화에 있습니다. 따라서 이 프로젝트는 초보자 프로그래머와 arduino 수준에 만족하는 사람들에게 흥미로울 것입니다. 그건 그렇고, 나는 항상 WinAVR 또는 AVR Studio를 사용했지만 어셈블러로 시작했기 때문에 아직 arduino를 자세히 연구하지 않았습니다. 따라서 아래의 예제 프로그램은 약간 잘못되었지만 꽤 잘 작동합니다.

안녕 하브르!

일부 Nanonyam 기능에 익숙해지고 간단한 프로그램을 작성할 때입니다. 우리는 Arduino로 작성하지만 일반적인 방법은 아니지만 지금 할 수있는 방법으로 작성합니다 (아직이 환경을 잘 파악하지 못했다고 이미 말했습니다). 먼저 새 스케치를 만들고 Mega2560 보드를 선택합니다.

스케치를 파일에 저장하고 다음 복사 Nanonyam 라이브러리. 라이브러리의 헤더를 포함하는 것이 맞겠지만 Arduino에서 개별 파일의 컴파일을 작성하는 방법을 모르기 때문에 지금은 라이브러리를 직접(그리고 모두 한 번에) 포함할 것입니다.

#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"

Arduino에서 직접 설치할 수 있는 "Arduino용 Nanonyam"이라는 특수 모듈을 만드는 것이 훨씬 더 정확할 것입니다. 알아내는 대로 하겠지만 지금은 가상 머신 작업의 본질을 보여주고 있을 뿐입니다. 다음 코드를 작성합니다.

//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
}

이 프로그램으로 스케치 여기에서 다운로드할 수 있습니다. 기능에 대한 자세한 설명 사이트에서 검색. 이 코드의 주석이 요점을 파악하기에 충분하기를 바랍니다. 여기 기능 sys_나노얌() 가상 기능에 대한 제한을 제거하는 가상 머신의 "암호" 역할을 합니다. 이 기능이 없으면 3초 작동 후 프로그램이 종료됩니다.

"확인" 버튼을 누르면 오류가 없어야 합니다.

이제 바이너리 파일(펌웨어)을 가져와야 합니다. 메뉴 선택"스케치>>바이너리 파일 내보내기(CTRL+ALT+S)".

이렇게 하면 두 개의 HEX 파일이 스케치 폴더에 복사됩니다. 접두사 "with_bootloader.mega"가 없는 파일만 가져옵니다.

Nanonyam 가상 머신에 HEX 파일을 지정하는 방법에는 여러 가지가 있으며 모두 설명되어 있습니다. 이 페이지에서. 파일 옆에 생성하는 것이 좋습니다 Nanonyam.exe файл 길, HEX 파일의 전체 경로를 등록합니다. 그 후에 당신은 실행할 수 있습니다 Nanonyam.exe. 우리는 우리의 비문이 있는 창을 얻습니다.

마찬가지로 AVR Studio 또는 WinAVR과 같은 다른 환경에서 프로그램을 만들 수 있습니다.

여기에서 Nanonyam과의 친분을 마무리합니다. 주요 아이디어는 명확해야 합니다. 더 많은 예제는 웹사이트에 있습니다.. 이 프로젝트를 사용할 의향이 있는 사람이 충분하다면 더 많은 예제를 만들고 계속해서 가상 함수 라이브러리를 "채울" 것입니다. 프로젝트 개발을 위한 구체적인 아이디어와 오작동, 버그 및 버그에 대한 보고가 허용됩니다. 연락처로 안내하는 것이 좋습니다. 사이트에 표시된. 그리고 토론은 댓글로 환영합니다.

여러분의 관심과 좋은 프로그래밍에 감사드립니다!

출처 : habr.com