Arduino मध्ये Windows साठी प्रोग्राम कसे तयार करावे

एके दिवशी मला आणायची वेडी कल्पना आली 500 लेसर पॉइंटर एकाच ठिकाणी. मी खूप वेळ घालवला आणि ते केले. हे नेत्रदीपक आणि निरुपयोगी निघाले, परंतु मला ते आवडले. सहा महिन्यांपूर्वी मला आणखी एक विलक्षण कल्पना आली. यावेळी, अजिबात नेत्रदीपक नाही, परंतु बरेच काही उपयुक्त आहे. मीही त्यात बराच वेळ घालवला. आणि या लेखात, मी माझ्या दुसऱ्या वेड्या कल्पनेची बीटा आवृत्ती सादर करतो.

मी या प्रकल्पाला नॅनोयनम (नॅनोनाम) नाव दिले आणि त्यासाठी एक लोगो देखील आणला (मी 5 मिनिटे काढले).

जे लोक Arduino च्या दृष्टीने विचार करतात त्यांच्यासाठी आम्ही असे म्हणू शकतो की Nanonyam हे Windows नियंत्रित करण्यासाठी एक आभासी Arduino शील्ड आहे.

दुसऱ्या शब्दांत, Nanonyam हे व्हर्च्युअल मशीन आहे जे AVR मायक्रोकंट्रोलरसाठी फर्मवेअर वापरते (ATMEGA2560 ची शिफारस केली जाते) बायटेकोड म्हणून. या व्हर्च्युअल मशीनच्या आत एक AVR कोर सिम्युलेटर आहे, परंतु परिधीय उपकरणांऐवजी, जे 0x0060 ते 0x01FF पर्यंतच्या SRAM पत्त्यांवर स्थित आहेत, व्हर्च्युअल फंक्शन्ससाठी (Windows API फंक्शन्ससह) एक विशेष इंटरफेस आहे. आणि येथे लगेच समजून घेणे फार महत्वाचे आहे: नॅनोनामच्या कोडला निर्दिष्ट मेमरी श्रेणीमध्ये प्रवेश नसावा, जेणेकरून चुकून कॉल करू नये, उदाहरणार्थ, फाइल्स हटवणे किंवा डिस्कचे स्वरूपन करणे. उर्वरित SRAM मेमरी श्रेणी 0x0200 ते 0xFFFF (हे वास्तविक मायक्रोकंट्रोलरपेक्षा जास्त आहे) कोणत्याही हेतूसाठी वापरकर्त्यासाठी उपलब्ध आहे. मी ताबडतोब लक्षात घेतो की वास्तविक मायक्रोकंट्रोलर (किंवा दुसर्या आर्किटेक्चरमधील फर्मवेअर) च्या फर्मवेअरच्या अपघाती लाँचपासून विशेष संरक्षण आहे: "धोकादायक" कार्ये सक्रिय करण्यापूर्वी, आपल्याला एक विशेष अवघड व्हर्च्युअल फंक्शन कॉल करणे आवश्यक आहे. काही इतर सुरक्षा वैशिष्ट्ये देखील आहेत.

Nanonyam साठी प्रोग्राम तयार करण्यासाठी, तुम्हाला विशेष लायब्ररी वापरण्याची आवश्यकता आहे जी सध्या उपलब्ध असलेली सर्व व्हर्च्युअल फंक्शन्स लागू करतात. त्यासाठी Nanonyam आभासी मशीन आणि लायब्ररी डाउनलोड करा येथे असू शकते. पण आभासी कार्य वर्णन पृष्ठ. आणि हो, माझी साइट अतिशय प्राचीन आहे आणि मोबाइल डिव्हाइससाठी अनुकूल नाही.

Nanonyam हे घरगुती आणि व्यावसायिक वापरासाठी विनामूल्य आहे. Nanonyam कार्यक्रम "जसे आहे" तत्त्वावर प्रदान केले आहे. स्त्रोत कोड प्रदान केलेला नाही.

कार्यक्रम सध्या चाचणी टप्प्यात आहे. सुमारे 200 व्हर्च्युअल फंक्शन्सची अंमलबजावणी केली जी तुम्हाला विंडोजसाठी साधे प्रोग्राम तयार करण्याची परवानगी देतात.
अर्थात, अशा व्हर्च्युअल मशीनमध्ये काहीतरी क्लिष्ट तयार करणे कार्य करणार नाही, कारण कोडची मेमरी फक्त 256 kB आहे. डेटा स्वतंत्र फायलींमध्ये संग्रहित केला जाऊ शकतो, ग्राफिक भागासाठी बफर बाह्यरित्या अंमलात आणला जातो. सर्व फंक्शन्स सरलीकृत आणि 8-बिट आर्किटेक्चरसाठी अनुकूल आहेत.

आपण नॅनोनाममध्ये काय करू शकता? मी काही समस्या घेऊन आलो.

प्रोग्राम ब्लॉक्सचा विकास

मला एकदा 128x64 डॉट ग्राफिक डिस्प्लेसाठी एक जटिल मेनू डिझाइन करण्याची आवश्यकता होती. पिक्सेल कसे दिसतात हे पाहण्यासाठी मला वास्तविक मायक्रोकंट्रोलरमध्ये फर्मवेअर सतत लोड करायचे नव्हते. आणि म्हणून नानोन्यमची कल्पना जन्माला आली. खालील आकृती त्याच मेनूवरील आयटमपैकी एकाच्या वास्तविक OLED डिस्प्लेमधून प्रतिमा दर्शवते. आता मी प्रत्यक्ष उपकरणाशिवाय त्याद्वारे कार्य करू शकतो.

मायक्रोकंट्रोलर्ससाठी प्रोग्रॅम ब्लॉक्सचे काम करण्यासाठी नॅनोनियम (त्याच्या अंतिम कल्पनेत) एक चांगले साधन आहे, कारण ग्राफिक्ससह कार्य करण्यासाठी कार्ये आहेत (तुम्ही डिस्प्ले आणि इंडिकेटरचे अनुकरण करू शकता), फाइल्ससह (तुम्ही लॉग बनवू शकता, चाचणी डेटा वाचू शकता). एक कीबोर्ड (आपण एकाच वेळी 10 बटणे वाचू शकता), COM पोर्टसह (येथे एक स्वतंत्र आयटम आहे).

जलद कार्यक्रम तयार करणे

उदाहरणार्थ, तुम्हाला 100500 मजकूर फाइल्सवर द्रुतपणे प्रक्रिया करण्याची आवश्यकता आहे. प्रत्येकाला उघडणे आवश्यक आहे, काही साध्या अल्गोरिदमनुसार थोडेसे सुधारित करणे, जतन करणे आणि बंद करणे आवश्यक आहे. जर तुम्ही पायथन मास्टर असाल तर मी तुमचे अभिनंदन करतो, तुमच्याकडे सर्व काही आहे. परंतु जर तुम्ही कठोर आर्डुइनो असाल (आणि त्यापैकी बरेच आहेत), तर नॅनोनाम तुम्हाला या समस्येचे निराकरण करण्यात मदत करेल. नॅनोयनममधील हे माझे दुसरे ध्येय आहे: सिस्टममध्ये मजकूर प्रक्रिया करणे, स्क्रीनशॉट घेणे किंवा सिम्युलेटिंग कीस्ट्रोक यांसारखी अनेक उपयुक्त कार्ये जोडणे (हे सर्व, तसे, आधीच आहेत), तसेच नियमित कार्ये सोडवण्यासाठी इतर अनेक कार्ये. .

COM पोर्टद्वारे हार्डवेअरची चाचणी करत आहे

Nanonyam एक टर्मिनल म्हणून काम करू शकते जे तुमच्या अल्गोरिदमनुसार कार्य करते. आपण डिव्हाइस नियंत्रित करण्यासाठी आणि पोर्टवरून प्राप्त केलेला डेटा प्रदर्शित करण्यासाठी एक छोटा मेनू काढू शकता. तुम्ही विश्लेषणासाठी फाइल्समधील डेटा वाचवू आणि वाचू शकता. साधे डीबगिंग आणि हार्डवेअरचे कॅलिब्रेशन तसेच साधे व्हर्च्युअल इन्स्ट्रुमेंट कंट्रोल पॅनेल तयार करण्यासाठी एक सुलभ साधन. विद्यार्थी आणि तरुण शास्त्रज्ञांसाठी हा प्रकल्प अतिशय उपयुक्त ठरू शकतो.

प्रोग्रामिंग प्रशिक्षण

तथापि, संपूर्ण Arduino प्रकल्पाप्रमाणे, Nanonyam ची मुख्य उपयुक्तता फंक्शन्स, इंटरफेस आणि बूटलोडरच्या सरलीकरणामध्ये आहे. म्हणून, हा प्रकल्प नवशिक्या प्रोग्रामर आणि arduino च्या स्तरावर समाधानी असलेल्यांसाठी स्वारस्यपूर्ण असावा. तसे, मी स्वतः अद्याप arduino चा तपशीलवार अभ्यास केलेला नाही, कारण मी नेहमी WinAVR किंवा AVR स्टुडिओ वापरत असे, परंतु असेंबलरने सुरुवात केली. त्यामुळे, खालील उदाहरण कार्यक्रम थोडे चुकीचे असेल, पण जोरदार काम.

हॅलो हॅब्र!

काही Nanonyam वैशिष्ट्यांशी परिचित होण्याची आणि एक साधा प्रोग्राम लिहिण्याची वेळ आली आहे. आम्ही Arduino मध्ये लिहू, परंतु नेहमीच्या मार्गाने नाही, परंतु मी आता करू शकतो त्या मार्गाने (मी आधीच सांगितले आहे की मला हे वातावरण अद्याप चांगले समजले नाही). प्रथम, नवीन स्केच तयार करा आणि Mega2560 बोर्ड निवडा.

स्केच फाइलमध्ये सेव्ह करा आणि पुढील कॉपी करा नानोनाम लायब्ररी. लायब्ररीचे शीर्षलेख समाविष्ट करणे योग्य आहे, परंतु मला Arduino मध्ये वैयक्तिक फाइल्सचे संकलन कसे लिहायचे हे माहित नाही, म्हणून आत्ता आम्ही फक्त लायब्ररी थेट समाविष्ट करू (आणि सर्व एकाच वेळी):

#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"

"अर्डिनोसाठी नॅनोनियम" एक विशेष मॉड्यूल बनवणे अधिक योग्य आहे, जे थेट Arduino वरून स्थापित केले जाऊ शकते. मला हे समजताच, मी ते करेन, परंतु सध्या मी व्हर्च्युअल मशीनसह कार्य करण्याचे सार दर्शवित आहे. आम्ही खालील कोड लिहितो:

//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
}

या कार्यक्रमासह स्केच येथे डाउनलोड केले जाऊ शकते. फंक्शन्सचे तपशीलवार वर्णन साइटवर शोधा. मला आशा आहे की या कोडमधील टिप्पण्या त्याचा सारांश मिळविण्यासाठी पुरेशा आहेत. येथे कार्य sys_Nanoonyam() व्हर्च्युअल मशीनसाठी "पासवर्ड" ची भूमिका बजावते, जे व्हर्च्युअल फंक्शन्सवरील निर्बंध काढून टाकते. या कार्याशिवाय, ऑपरेशनच्या 3 सेकंदांनंतर प्रोग्राम बंद होईल.

आम्ही "चेक" बटण दाबतो आणि कोणतीही त्रुटी असू नये.

आता तुम्हाला बायनरी फाइल (फर्मवेअर) मिळवायची आहे. मेनू निवडा "स्केच>>बायनरी फाइल निर्यात करा (CTRL+ALT+S)".

हे दोन HEX फाइल्स स्केच फोल्डरमध्ये कॉपी करेल. आम्ही "with_bootloader.mega" उपसर्ग शिवाय फक्त फाइल घेतो.

नॅनोनाम व्हर्च्युअल मशीनवर HEX फाइल निर्दिष्ट करण्याचे अनेक मार्ग आहेत, त्या सर्वांचे वर्णन केले आहे या पृष्ठावर. मी फाइलच्या पुढे तयार करण्याचा सल्ला देतो Nanonyam.exe файл मार्ग, ज्यामध्ये आमच्या HEX फाईलचा संपूर्ण मार्ग नोंदणी करण्यासाठी. ज्यानंतर तुम्ही धावू शकता Nanonyam.exe. आम्हाला आमच्या शिलालेखासह एक विंडो मिळते.

त्याचप्रमाणे, तुम्ही इतर वातावरणात प्रोग्राम तयार करू शकता, जसे की AVR स्टुडिओ किंवा WinAVR.

इथेच आमची नानोनामशी ओळख संपते. मुख्य कल्पना स्पष्ट असावी. अधिक उदाहरणे वेबसाइटवर आहेत.. हा प्रकल्प वापरण्यास इच्छुक पुरेसे लोक असल्यास, मी आणखी उदाहरणे देईन आणि आभासी फंक्शन लायब्ररी "भरणे" सुरू ठेवेन. प्रकल्पाच्या विकासासाठी ठोस कल्पना आणि गैरप्रकार, बग आणि चुका यांचे अहवाल स्वीकारले जातात. त्यांना संपर्कांकडे निर्देशित करण्याचा सल्ला दिला जातो, वेबसाइटवर सूचित केले आहे. आणि टिप्पण्यांमध्ये चर्चेचे स्वागत आहे.

तुमचे लक्ष आणि चांगल्या प्रोग्रामिंगबद्दल सर्वांचे आभार!

स्त्रोत: www.habr.com