В этом уроке мы продолжим работу со светодиодами, но количество светодиодов увеличим до 5. И сделаем эффект бегущего огня. Для управления светодиодами будем использовать манипуляции с портами Arduino. Мы будем напрямую записывать данные в порты Arduino. Это лучше, чем работать с конкретными входами/выходами контроллера. Это позволит установить значения для светодиодов при помощи одной лишь операции.
У Arduino UNO имеется 3 порта:
B (цифровые входа/выхода с 8 по 13)
C (аналоговые входа)
D (цифровые входа/выхода с 0 по 7)
Каждый порт управляется 3 регистрами. Регистр DDR определяет чем будет являться нога (pin) входом или выходом. При помощи регистра PORT можно установить pin в состояние HIGH или LOW. При помощи регистра PIN можно считать состояние ножек Arduino, когда они работают на вход.
Мы будем использовать порт B. Сначала, мы должны установить все ножки порта B как цифровые выхода. У порта B имеется лишь 6 ножек. Биты регистра для В-порта DDRB должны быть установлены в 1, если нога будет использоваться как выход (OUTPUT), и в 0, если нога будет использовать как вход (INPUT). Биты портов нумеруются с 0 по 7, но не всегда содержат все 8 ног. Пример:
DDRB = B00111110; // установить ножки порта В с 1 по 5 как выхода, а 0 как вход.
Обратите внимание, что в микроконтроллерах фирмы Microchip все наоборот. 0 бит — нога работает как выход, а 1 — как вход.
В нашем проекте бегущего огня мы будем использовать 5 выходов:
DDRB = B00011111; // установить ноги порта В с 0 по 4 как выхода
Для записи значений в порт В необходимо использовать регистр PORTB. Зажечь первый светодиод можно командой:
PORTB = B00000001;
первый и четвертый:
PORTB = B00001001;
Теперь вы видите, как легко мы можем включать и выключать светодиоды. Теперь расскажем вам об операторах сдвига
Есть 2 оператора двоичного сдвига: оператор сдвига влево << и оператор сдвига вправо >>. Оператор сдвига влево << заставляет все биты сдвигаться влево, соответственно оператор сдвига вправо >> сдвигает биты вправо.
Пример:
varA = 1; // 00000001
varA = 1 << 0; // 00000001
varA = 1 << 1; // 00000010
varA = 1 << 2; // 00000100
Теперь вернемся к нашей программе, которая показана ниже. Нам нужно ввести 2 переменные: первая upDown будет содержать значение куда двигаться — вверх или вниз, а вторая cylon какие светодиоды зажигать.
В функции setup() мы определяем какие ножки должны работать как выхода.
В главном цикле программы loop(), светодиоды по очереди загораются вверх путем увеличения переменной cylon, а когда доходит до самого верхнего, то переменной upDown присваивается 0 и светодиоды загораются вниз по очереди.
/*
Бегущий огонь. 5 светодиодов
*/
unsigned char upDown=1; // начинаем с движения вверх
unsigned char cylon=0; // определяет очередность LED
void setup() {
DDRB = B00011111; // устанавливаем порт B с 0 по 4 как выхода
}
void loop() {
if(upDown==1){ // если идем вверх, то
cylon++;
if(cylon>=4) upDown=0; // когда достигнут наибольший номер LED, то в след. цикле идем вниз
}
else {
cylon—;
if(cylon==0) upDown=1; // когда достигнут наименьший номер LED, то в след. цикле идем вверх
}
PORTB = 1 << cylon; //сдвиг
delay(200); // пауза 200 мс
}