Arduino, MK-90 и другие: ArduinoIDE 0019

Пока лучшие итальянские умы работают над версией 1.0, нас посетила очередная ArduinoIDE 0019. По традиции, я устраиваю разбор ReleaseNotes, тем более, что изменения весьма существенные. Начнем, как всегда, с ядра arduino и прочих важных моментов, оказывающих влияние на совместимость.

Класс String

Наверное, многие знатоки C/C++ с недоумением взирали на скетчи с пачками строк типа:

Serial.print("Current values: s1 =");
Serial.print(s1);
Serial.print(", s2 =");
Serial.print(s2);
Serial.print(", s3 =");
Serial.println(s3);

и тому подобное, которые тут же хотелось заменить на

sprintf("Current values: s1=%d, s2=%d, s3=%d\n",s1,s2,s3)

Да собственно, так и делали, добавляя #include<stdio.h> и расходуя на такую роскошь определенное количество progmem.

С точки зрения C++ и его класса String все выглядело еще хуже - надо было подключать библиотеку стандартных шаблонов C++, а уж виртуальные темплейты точно выходят за пределы здравого смысла. Поэтому, обычно использовали string.h.

Только одно плохо - все эти #include со стандартными библиотеками отдаляли Wiring от его первооснов (простоты, интуитивности и доступности для НЕпрограммистов) и приближали к банальному C/С++.

Зато теперь - другое дело, в ядро arduino официально добавлен класс String. Благодаря ему вы можете запросто писать так:

String S1 = "millis() value: " + millis();
Serial.println(S1);

или

String stringOne = "Content-Type: text/html";
if (stringOne.substring(19) == "html") {
Serial.println("It's an html file");
}

Память под строку распределяется при помощи C-шного API malloc() и free(), чего в arduino отродясь не практиковалось (готовьте ~1000 байт памяти программ). Это также стоит учитывать при планировании расхода памяти данных, с ней-то вообще в ATmega напряженно (1K в ATmega8/168 и 2K в ATmega328P). Класс устроен таким образом, что при увеличении строки пытается перераспределить больший фрагмент памяти.

И советую поизучать на досуге примеры в каталоге examples - там аж 12 разных скетчей на тему String.

Новый оператор shiftIn

То, чего мне так не хватало в статье Размножение входов или shiftIn. Функция полностью комплементарна оператору shiftOut, только не выводит, а считывает восемь бит и возвращает их в виде байта.

Абстрактный класс Stream

Небольшое изменение иерархии классов - теперь Serial не порожден от Print напрямую, а (о, ужас!) через "прослойку" под названием Stream. Дэвид утверждает, что теперь писателям и пользователям библиотек взаимодействия по последовательному протоколу будет легче - можно воспользоваться полиморфизмом: писателю достаточно включить наследование от Stream, а пользователю - использовать методы Stream. Тогда, при определенной организации кода, можно обойтись минимумом изменений, поскольку для работы с любым порожденным от Stream классом всего и нужно-то available(), read() и flush() (многообразные функции вывода организует базовый класс Print).

Serial.peek()

Специальная функция в HardwareSerial, возвращает символ в хвосте приемного буфера или -1, если буфер пуст. Так сказать "try before buy" - можно "подглядеть" первый символ, который вернет read(), не забирая его из буфера.

Поддержка Mega

Тут сплошные улучшения. В ядре реализована возможность выбрать внутренний источник напряжения - в ATmega1280 он может быть 1.1 или 2.56 В. Побочный эффект - константа INTERNAL при компиляции для Arduino Mega перестает существовать и заменяется на INTERNAL1V1 и INTERNAL2V56, так что в итоге придется просматривать и править существующий код. Улучшена Firmata - вроде бы она и раньше поддерживала ATmega1280, но теперь код явно "причесали" - появился Boards.h с широкой секцией поясняющих комментариев. Видимо, как всегда - в процессе причесывания заметили ошибки ;)

Новая библиотека SPI

Полностью базируется на аппаратной реализации ATmega. Неоспоримое преимущество - возможность работы по прерываниям. С одной стороны, кода там совсем немного, с другой - приходится каждый раз повторно писать его в библиотеку работы с очередным устройством по SPI. И вот теперь - вынесли отдельно, ура!

Библиотека Ethernet

Не прошло и года с момента моей публикации Arduino по UDP, как возможность работать с UDP появилась и в стандартной библиотеке. Из минусов - работу с Wiznet5100 перевели на вышеупомянутую библиотеку SPI, но строчку #include <SPI.h> почему-то требуется писать именно в скетче. Поэтому - быстренько поправьте все ваши скетчи, работающие с Ethernet - иначе они не будут компилироваться.

Общие улучшения ядра

Добавлены алиасы для аналоговых пинов - A0, A1, A2... Стало понятнее - вместо pinMode(14,OUTPUT) можно писать pinMode(A0,OUTPUT);
Повышена точность delay(). Теперь она использует не millis(), а micros();
При обращении к регистрам портав в pinMode() и digitalWrite() запрещаются прерывания. Там внутри стоят операторы типа *out |= bit и *out &= ~bit, которые на самом деле есть сокращенная запись трех операций - считывания, логики и записи. Сами понимаете, что могло бы быть, если в этот момент происходило прерывание (советую обновиться всем, кто использовал attachInterrupt в скетчах);
После завершения tone повторно разрешается PWM (если он был активен).

Менее значительные, но не менее важные изменения коснулись и самой IDE. Традиционно, обновлен список плат - туда добавили Arduino FIO.

Наконец-то пофиксили застарелую проблему с неработой автосброса под Linux. Проявлялось это только под Linux и только со специфическими FTDI-кабелями, в которых вместо DTR-а для автосброса был наивно выведен RTS. Видимо под Windows это работало исключительно из-за того, что при открытии порта драйвер "шаловливыми ручками" дергал RTS. Ну что же... бывают неожиданные неприятности и от слишком хорошо написанного кода - теперь ArduinoIDE будет дергать и RTS тоже.

Подтянулись до последней версии Processing, немного улучшили Serial Monitor - добавили отключение автоскроллинга и управление интерпретацией перевода строки:

Но самое интересное, на мой взгляд, коснулось файла boards.txt для разработчиков стороннего оборудования. Как известно, в каталоге sketchbook можно создавать подкаталоги для совместимых с Arduino платформ, где можно описать любую новую плату, у которой будут свои специфичные настройки и даже свое собственное ядро. При старте ArduinoIDE описания стандартных и дополнительных платформ соединяются и все вместе дружно появляются в меню.

Так вот - теперь можно указывать в boards.txt строку вида:

newboard.upload.using=otherplatform:programmer

Такая опция указывает, как загружать результат компиляции - в данном случае, будет использовано описание программатора из otherplatform, например arduino:parallel. По большому счету, эта опция позволяет не создавать собственный programmers.txt и в конечном итоге работать вообще без бутлоадера, если под рукой есть любой поддерживаемый avrdude программатор.

Вот и все, что мне удалось накопать. Ну а пока мир застыл в ожидании, глядя на невозможное - изменился бессменный баннер на заглавной странице arduino.cc: