Programovanie v Arduino IDE môže byt fajn, tak možno na začiatok, kým sa začiatočník oťuká, zistí o čom to je. Ak mu Arduino zavonia, je v takomto prípade lepšie sa poobzerať po profesionálnejšom nástroji. Existuje mnoho vývojových nástrojov pre Arduino, niektoré z nich som vyskúšal. Hľadal som taký, ktorý mi uľahčí prácu čo najviac a budem môcť v ňom programovať aj avr mikrokontroléri štandardným spôsobom. Mojim nástrojom sa stalo nakoniec Atmel Studio. Za pomoci rozšírenia Arduino IDE For Atmel Studio je možné jednoducho programovať Arduino, tak ako ste zvyknutý (a ešte lepšie). V časoch keď som začínal s avr mikrokontroléri neexistovala takáto možnosť, až neskôr bol vyvinutý tento nástroj o ktorom si povieme v tomto článku.

5 dôvodov prečo prejsť na Atmel Studio

1. Code intellisense – automatické dopĺňanie kódu, nápoveda

2. Templaty - generovanie tried

 

3. Micro/Platform Explorer - prehľad knižníc a príkladov

4. Referencie - jednoduchý prístup k referenciám jazyka/knižníc

5. Debuger – nemusíte vypisovať hodnoty premenných cez Serial.println(..) – ukážeme si ako to funguje

 

Mňa tieto dôvody presvedčili o tom, aby som prešiel so štandardného vývojového prostredia na toto. V nasledujúcich riadkoch si ukážeme ako nainštalovať toto vývojové prostredie a ako v ňom vyvíjať aplikácie pre Arduino.

 

Inštalácia

Inštalácia Atmel Studia nie je zložitá, prejdeme si len pár dôležitých krokov. Takže ako prvé je nutné si stiahnuť inštalačný súbor na stránkach firmy Atmel. Atmel Studio nájdete na podstránke http://www.atmel.com/tools/ATMELSTUDIO.aspx.

 

Pravdepodobne sa budete musieť najprv zaregistrovať na stránke, až potom vám dovolí si stiahnuť Atmel Studio.

 

Ak máme Atmel Studio stiahnuté, môžeme pokračovať v inštalácii. Inštaláciu spustíme (štandardne dvojklikom).

 

Wizard inštalačky má 6 jednoduchých krokov. Ešte je nutne spomenúť že ak na počítači nemáte nainštalovaný .NET framework 4.0 a MS Visual Studio Shell budú tieto závislosti stiahnuté inštalátorom a nainštalované ako prvé. Po skončení inštalácie závislostí sa nainštaluje Atmel Studio viď wizard ďalej.

 

V prvom kroku stačí kliknúť na tlačítko Next:

V druhom kroku, treba súhlasiť s licenčnými podmienkami a potom pokračovať ďalej kliknutím na Next.

V tretom kroku si môžete zmeniť miesto kam sa vám Atmel Studio nainštaluje.

 

V 4. Kroku sa zobrazí zoznam toho čo sa nainštaluje a taktiež miesto kam sa to nainštaluje:

V 5. Kroku vidíme len priebeh inštalácie.

V 6. Poslednom kroku máme možnosť asociovať typy súborov k aplikácii Atmel Studio.

Inštalácia rozšírenia „Arduino For Atmel Studio“

Na to aby sme dokázali jednoducho vytvárať aplikácie pre Arduino potrebujeme doinštalovať takzvané extension – rozšírenie. Toto rozšírenie nainštalujeme tiež veľmi jednoducho. Klikneme na menu Tools -> Extension Manager, viď obrázok.

 

Po kliknutí sa nám zobrazí okno (viď obrázok). Extension Manager slúži na nainštalovanie rôznych rozšírení, medzi ktoré patrí aj Arduino Ide For Atmel Studio. V zoznamoch ho vidíme ako prvé.

Vyberieme si teda toto rozšírenie a klikneme na tlačítko „Download“. Po kliknutí sa nám stiahne do počítača inštalačný súbor ArduinoForAtmelStudio.msi.

Spustíme teda tento súbor a nainštalujeme rozšírenie. Ešte predtým je nutné zavrieť Atmel Studio. Priebeh inštalácie je jednoduchý a podobný ako inštalácia samotného Atmel Studia. Ak máme rozšírenie úspešne nainštalované, môžeme si vyskúšať vytvoriť nejaký skúšobný projekt :).

Nastavenia

Skôr ako sa vrhneme na vytváranie projektu ukážeme si, kde sa nachádzajú potrebné nástroje a tiež nastavenia. Dole vidíte nastavenia rozšírenia, ktoré sme pred chvíľou nainštalovali. Najdôležitejšie je nastaviť cesty k štandardnému Arduino IDE a k vašim projektom, tzv. sketchbook.

Malá exkurzia

Ukážeme si čo vlastne toto rozšírenie v sebe obsahuje. V menu Tools -> Arduino nájdete všetko čo budete potrebovať viď obrázok.

 

V tomto menu máme položky ako Boards - na výber Arduino dosiek, Serial Port - výber seriového portu, Serial Monitor - monitorovanie komunikácie po seriovej linke.

Ďalej tu nájdete Programmers menu - výber programátora, Burn Bootloader - napálenie bootloadera do Arduina, atď.

 

V Arduino toolbari môžeme tiež zmeniť tip Arduino dosky.

Tiež je možné jednoducho zmeniť sériový port na ktorý máme pripojené Arduino.

Platform Explorer

 

Platform explorer nájdeme v menu Tools -> Arduino -> Platform Explorer. Ak spustíme tento explorer, zobrazí sa okno, v ktorom sú záložky Reference - odkazy na html súbory referencie jazyka a knižníc Arduino. V záložke Examples sa nachádzajú príklady knižníc Arduino a tiež externých. Search www - záložka na vyhľadávanie na webe. Posledná záložka What's new slúži na zobrazenie noviniek v rozšírení Arduino For Atmel Studio.

Testovací projekt

Arduino projekt vytvoríme tak, že zvolíme v menu File -> New -> Arduino Project. Zobrazí sa okno (viď obrázok) v ktorom zadáme názov nového sketchu.

Solution explorer

Solution explorer je okno alebo časť Atmel Studia, v ktorom vidíme všetky súbory, ktoré sú súčasťou projektu. Na obrázku vidíme Solution Explorer v ktorom je otvorený projekt s názvom Test. Ak budú súčasťou projektu aj súbory s koncovkou *.c, *.cpp alebo  *.h budete ich vidieť solution exploreri.

 

Otvorený, novovytvorený súbor Test.ino v editoru Atmel Studia. Ako je vidieť na obrázku do súboru boli už vložené metódy setup a loop.

Ako pridať "include" knižnice do sketchu?

Veľmi jednoducho, stačí v menu kliknúť na Project -> Add Arduino Library, ďalej si zvolíme tip knižnice User alebo Core a vyberieme už konkrétnu knižnicu.

Debugging

Debuger je veľmi užitočný nástroj pre programátora (ak programujete aj v inom jazyku, tak určite viete o čom hovorím). Avšak v programovaní Arduina spočíva debugovanie vo výpise premenných do sériového portu. Sledujeme teda Serial Monitor a vidíme v ňom hodnoty premenných. Takto sa vlastne debuguje, alebo teda ladí program v Arduinu. Mnohokrát to môže byť na nervy. ak ste prešli od avr c k Arduinu tak vám to určite prišlo veľmi komplikované a neprofesionálne.

V rozšírení Arduino For Atmel Studio je zabudovaný debuger pre Arduino. Tento debuger je síce založený na výpise premenných cez seriový port, ale aspoň to nemusíme vpisovať sami do kódu, čo ušetrí čas.

Ako aktivovať debuger ?

Debuger aktivujeme v okne Properties otvoreného projektu. Takže kliknite na názov projektu v Solution Exploreri (Projekt "Test"). V okne Properties teraz vidíme nastavenia nášho projektu Test. Zmeníme vlastnosť "(Enable Debugging)" z None na Full podľa obrázka. Ak nevidíte okno Properties otvorené stlačte klávesy ALT + ENTER.

 

Ak máme nastavený debuger, môžeme prejsť k breakpointom.

Vloženie breakpointu

Breakpoint je vlastne miesto kde chceme aby sa program pri ladení pozastavil. V arduino debugeri to tak nemusí byť, záleží na nastavení debugera viď vyššie. Podľa defaultných nastavení debugera nám program nezastaví na pozícií breakpointu. Ak chceme aby sa program zastavil na breakpointe je treba nastaviť "Enable Break/Pause" v Properties okne na True. Ukážeme si na príklade ako použiť debuger. Nastavenie zastavenia na breakpointe - "Enable Break/Pause" nastavíme na False. Breakpoint vložíme veľmi jednoducho, stačí kliknúť na požadovný riadok v mieste, kde ukazuje obrázok.

Vložením breakpointu to však nekončí. Kliknite pravým tlačíkom myši na breakpoint a v menu vyberte "When Hit".

 

Otvorí sa nám okno "When Breakpoint Is Hit", v ktorom nastavíme nasledovné: zaškrtneme checkbox Print a message a vložíme tento text "{delayValue=?}".

Ak sme nastavili výpis premennej, uploadneme sketch do Arduina stlačeným klávesy F5. Následne sa otvoria okná ako je vidieť na obrázku. V okne "Test | Expressions on COM3" sa nám vypíše hodnota premennej, ktorú sme nastavili v breakpointe.

Hodnotu premennej vieme aj meniť za chodu programu. Hodnotu upravíme v stĺpci Data.


Tým, že sme do správy v breakpointe zadali výraz {delayValue=?} môžeme vidieť a upravovať premennú delayValue,  ktorú máme použitú v zdrojovom kóde (a v riadku kde sme vložili breakpoint). Reťazec "=?" nám určuje, že môžeme hodnotu premennej meniť. Ak nechceme premennú upravovať, chceme vidieť len jej hodnotu, stačí vynechať reťazec "=?". Zadali by sme teda len {delayValue}.

Monitor analógových a digitálnych vývodov

Arduino debuger obsahuje ďalšie užitočné nástroje, medzi ktoré patrí aj monitor analógových a digitálnych vývodov. Tento monitor aktivujeme jednoducho v Properties okne projektu, viď obrázok.

Zmeníme "Report Analogs" a "Report Digitals" na True. Ak teraz uploadneme sketch do Arduina zobrazia sa okná, kde uvidíme stav jednotlivých vývodov.

Debuger ukončíme v menu podľa obrázka.

Použiť debuger je určite lepšie ako ručne vypisovať premenné. Ale netešte sa priveľmi :). Debuger nie je tak celkom free, je ho možné používať 30 dní a potom je nutné si zakúpiť licenciu. Ak chcete teda debuger používať ďalej. Viac informácií nájdete na stránkach projektu www.visualmicro.com.

Záver

Cieľom tohto článku bolo vám ukázať jedno z vývojových prostredí v ktorom je možné vyvíjať aplikácie pre Arduino. Ja osobne toto prostredie používam a som s ním veľmi spokojný. Máte tu možnosť vyvíjať projekty aj na báze iných mikrokontrolérov, s inou architektúrou (napr. AVR32, ARM). Je teda na vás ako sa rozhodnete a či vám bude toto prostredie vyhovovať so svojimi funkciami. Ak by ste mali nejaké otázky ohľadne funkcií Atmel Studia môžete mi napísať do komentára alebo do emailu. Ak používate iné vývojové prostredie, môžete tiež napísať svoje skúsenosti s týmto prostredím do komentára.