Како да креирате програми за Windows во Arduino

Еден ден имав луда идеја да донесам 500 ласерски покажувачи на едно место. Потрошив многу време и го направив тоа. Испадна спектакуларно и бескорисно, но ми се допадна. Пред шест месеци имав уште една луда идеја. Овој пат, нималку спектакуларен, но многу покорисен. Потрошив и многу време на тоа. И во оваа статија ви ја претставувам бета верзијата на мојата втора луда идеја.

Го нареков проектот Nanonyam (Nanonyam) и дури смислив лого за него (цртав 5 минути).

За оние кои размислуваат во смисла на Arduino, можеме да кажеме дека Nanonyam е виртуелен Arduino штит за контрола на Windows.

Со други зборови, Nanonyam е виртуелна машина која го користи фирмверот за микроконтролерот AVR (се препорачува ATMEGA2560) како бајтекод. Внатре во оваа виртуелна машина е AVR симулатор на јадрото, но наместо периферните уреди, кои се наоѓаат на адресите на SRAM од 0x0060 до 0x01FF, има посебен интерфејс за виртуелните функции (вклучувајќи ги и функциите на Windows API). И тука е многу важно веднаш да се разбере: кодот за Nanonyam не треба да има никаков пристап до наведениот опсег на меморија, за да не се повика случајно, на пример, функцијата за бришење датотеки или форматирање на диск. Остатокот од опсегот на SRAM меморијата од 0x0200 до 0xFFFF (ова е повеќе отколку во вистински микроконтролер) е достапен на корисникот за која било намена. Веднаш забележувам дека постои посебна заштита од случајно стартување на фирмверот на вистински микроконтролер (или фирмвер од друга архитектура): пред да ги активирате „опасните“ функции, треба да повикате специјална незгодна виртуелна функција. Има и други безбедносни карактеристики.

За да креирате програми за Nanonyam, треба да користите специјални библиотеки кои ги имплементираат сите моментално достапни виртуелни функции. Преземете ја виртуелната машина Nanonyam и библиотеките за неа Можете да потоа. Но страница за опис на виртуелна функција. И да, мојот сајт е многу примитивен и не е прилагоден за мобилни уреди.

Nanonyam е бесплатен за домашна и комерцијална употреба. Програмата Nanonyam е обезбедена на основа „како што е“. Изворниот код не е даден.

Програмата моментално е во фаза на тестирање. Имплементирани околу 200 виртуелни функции кои ви дозволуваат да креирате едноставни програми за Windows.
Очигледно, создавањето нешто комплицирано во таква виртуелна машина нема да работи, бидејќи меморијата за кодот е само 256 kB. Податоците може да се складираат во посебни датотеки, тампонот за графичкиот дел се имплементира надворешно. Сите функции се поедноставени и приспособени за 8-битна архитектура.

Што можете да направите во Нанониам? Дојдов до неколку проблеми.

Развој на програмски блокови

Еднаш ми требаше да дизајнирам сложено мени за графички приказ со 128x64 точки. Навистина не сакав постојано да го вчитувам фирмверот во вистински микроконтролер за да видам како изгледаат пикселите. И така се роди идејата за Нанониам. Сликата подолу покажува слика од вистински OLED дисплеј на една од ставките од истото мени. Сега можам да работам преку него без вистински уред.

Nanonyam (во својата конечна идеја) е добра алатка за изработка на програмски блокови за микроконтролери, бидејќи има функции за работа со графика (можете да симулирате дисплеи и индикатори), со датотеки (можете да правите дневници, да читате податоци од тестот), со тастатура (може да читате до 10 копчиња во исто време), со COM порти (тука има посебна ставка).

Креирање брзи програми

На пример, треба брзо да обработите 100500 текстуални датотеки. Секој треба да се отвори, малку да се измени според некој едноставен алгоритам, да се зачува и затвори. Ако сте мајстор за Python, тогаш ви честитам, имате се. Но, ако сте стврднат ардуино (а ги има многу), тогаш Nanonyam ќе ви помогне во решавањето на овој проблем. Ова е мојата втора цел во Nanonyam: да додадам многу корисни функции како што се обработка на текст, сликање слики од екранот или симулирање на притискање на тастатурата во системот (од кои сите, патем, веќе се таму), како и многу други функции за решавање на рутински задачи .

Тестирање на хардвер преку COM порта

Nanonyam може да дејствува како терминал кој работи според вашиот алгоритам. Можете да нацртате мало мени за да го контролирате уредот и да ги прикажете податоците добиени од портата. Можете да зачувате и читате податоци од датотеки за анализа. Корисна алатка за едноставно дебагирање и калибрација на хардверот, како и за создавање едноставни виртуелни контролни панели со инструменти. За студентите и младите научници, овој проект може да биде многу корисен.

Обука за програмирање

Сепак, како и со целиот проект Arduino, главната корисност на Nanonyam лежи во поедноставувањето на функциите, интерфејсот и подигнувачот. Затоа, овој проект треба да биде од интерес за почетниците програмери и оние кои се задоволни од нивото на arduino. Патем, јас самиот сè уште не сум го проучувал детално ардуино, бидејќи секогаш користев WinAVR или AVR Studio, но почнав со асемблер. Затоа, примерот на програмата подолу ќе биде малку погрешен, но доста работи.

Здраво Хабр!

Време е да се запознаете со некои карактеристики на Nanonyam и да напишете едноставна програма. Ќе пишуваме во Ардуино, но не на вообичаен начин, туку на начин на кој можам сега (веќе реков дека сè уште не сум ја сфатил добро оваа средина). Прво, креирајте нова скица и изберете ја таблата Mega2560.

Зачувајте ја скицата во датотека и копирајте следно Nanonyam библиотека. Би било точно да се вклучат заглавијата на библиотеките, но не знам како да напишам компилација на поединечни датотеки во Arduino, така што засега само ќе ги вклучиме библиотеките директно (и одеднаш):

#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"

Би било уште поправилно да се направи посебен модул „Nanonyam за Arduino“, кој може да се инсталира директно од Arduino. Штом ќе сфатам, ќе го направам тоа, но засега само ја покажувам суштината на работата со виртуелна машина. Го пишуваме следниот код:

//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
}

Скица со оваа програма може да се преземе овде. Детален опис на функциите пребарување на страницата. Се надевам дека коментарите во овој код се доволни за да се разбере суштината на тоа. Тука функционира sys_Nanonyam() ја игра улогата на „лозинка“ за виртуелната машина, која ги отстранува ограничувањата на виртуелните функции. Без оваа функција, програмата ќе се затвори по 3 секунди работа.

Го притискаме копчето „Провери“ и не треба да има никакви грешки.

Сега треба да добиете бинарна датотека (фирмвер). Изберете го менито "Скица>>Извези бинарна датотека (CTRL+ALT+S)".

Ова ќе копира две HEX датотеки во папката со скици. Ја земаме само датотеката без префиксот „with_bootloader.mega“.

Постојат неколку начини да наведете HEX-датотека на виртуелната машина Nanonyam, сите се опишани на оваа страница. Предлагам да креирате веднаш до датотеката Nanonyam.exe датотеката патека, во која ќе ја регистрираме целосната патека до нашата HEX датотека. После тоа можете да трчате Nanonyam.exe. Добиваме прозорец со нашиот натпис.

Слично на тоа, можете да креирате програми во други средини, како што се AVR Studio или WinAVR.

Ова е местото каде што го завршуваме нашето запознавање со Нанониам. Главната идеја треба да биде јасна. Повеќе примери се на веб-страницата.. Ако има доволно луѓе кои сакаат да го користат овој проект, тогаш ќе направам повеќе примери и ќе продолжам да ги „пополнувам“ библиотеките за виртуелни функции. Прифатени се конкретни идеи за развој на проектот и извештаи за дефекти, грешки и грешки. Препорачливо е да ги насочите кон контакти, наведено на страницата. И дискусијата е добредојдена во коментарите.

Ви благодариме на сите за вашето внимание и доброто програмирање!

Извор: www.habr.com