1.02. Лабораторная работа №1.2.md

Мигание светодиодов

Тема работы

Давайте напишем вашу первую настоящую программу для платы Рудирон! В этой лабораторной работе мы научимся управлять светодиодами, которые уже встроены в саму плату. Вы напишете простой код, который заставит два светодиода мигать попеременно, как сигнальные огни.

Цель

Научиться управлять встроенными светодиодами L1 и L2 на плате Рудирон, написав программу для их попеременного мигания. Освоить базовую структуру кода в Arduino IDE и процесс его загрузки на микроконтроллер.

Оборудование и материалы

Отладочная плата Рудирон.
USB-кабель (тип USB-A на USB-B) для подключения Рудирона к компьютеру.
Компьютер с установленной средой разработки Arduino IDE.

Ход работы

Знакомство с встроенными светодиодами

Прежде чем писать код, давайте найдём наши «подопытные» объекты. Внимательно посмотрите на плату Рудирон. На ней вы увидите два небольших светодиода с маркировкой L1 и L2. Это программируемые индикаторы, которыми мы можем управлять. Микроконтроллер «видит» их как цифровые выводы (пины):
- Светодиод L1 подключён к пину 5.
- Светодиод L2 подключён к пину 7.
Именно по этим номерам мы будем обращаться к ним в нашей программе.
Настройка перемычек на плате

На плате Рудирон есть две перемычки, которые важно правильно установить. Перемычки — это своего рода физические переключатели, которые меняют режим работы платы.
- Найдите перемычку PRG | RUN. Она отвечает за режим работы микроконтроллера:
  - Положение PRG (Program). В этом режиме плата готова к приёму нового кода.
  - Положение RUN (Run). В этом режиме программа, уже записанная в память, будет запускаться автоматически каждый раз при подаче питания. В режиме RUN загрузить новый код нельзя.
- Найдите перемычку COM | USB и убедитесь, что она установлена в положение COM.
Для загрузки нашего первого кода установите перемычку PRG | RUN в положение PRG.
Подключение и настройка в Arduino IDE

Теперь, когда перемычки настроены, пора подключить плату к компьютеру.
- Подключите плату Рудирон к компьютеру с помощью USB-кабеля. Убедитесь, что индикатор питания на плате загорелся.
- Откройте Arduino IDE.
- В меню Tools → Board выберите Rudiron_Buterbrod_R10_20MHz.
- В меню Tools → Port выберите порт, который появился после подключения платы (например, COM3 на Windows или /dev/ttyUSB0 на Linux).

Написание и загрузка кода

Напишем нашу первую программу! Этот код заставит светодиоды L1 и L2 мигать по очереди - сначала горит один, потом другой.

В Arduino IDE создайте новый скетч (File → New).

Скопируйте и вставьте следующий код:

// Объявляем константы для пинов, к которым подключены светодиоды
const int L1Pin = 5; // Светодиод L1
const int L2Pin = 7; // Светодиод L2

// Функция setup() выполняется один раз при включении платы
void setup() {
  // Сообщаем микроконтроллеру, что оба пина будут работать на выход
  pinMode(L1Pin, OUTPUT);
  pinMode(L2Pin, OUTPUT);
}

// Функция loop() выполняется в бесконечном цикле
void loop() {
  // Шаг 1: Включаем L1, выключаем L2
  digitalWrite(L1Pin, 1);   // Подаём напряжение на пин 5
  digitalWrite(L2Pin, 0);   // Снимаем напряжение с пина 7
  delay(500);               // Ждём полсекунды

  // Шаг 2: Выключаем L1, включаем L2
  digitalWrite(L1Pin, 0);   // Снимаем напряжение с пина 5
  digitalWrite(L2Pin, 1);   // Подаём напряжение на пин 7
  delay(500);               // Ждём ещё полсекунды
}

Убедитесь, что перемычка PRG | RUN стоит в положении PRG. Нажмите кнопку «Upload» (стрелка вправо) в Arduino IDE, чтобы загрузить код на плату.
Сразу после завершения загрузки наблюдайте за платой - светодиоды L1 и L2 должны начать мигать по очереди!

Важно! Режимы работы и повторная загрузка кода.

Перемычка PRG | RUN определяет, что сделает микроконтроллер после включения или перезагрузки:

RUN - Рудирон немедленно запустит последнюю загруженную в него программу.

PRG - Рудирон перейдёт в режим ожидания и будет ждать загрузки нового кода с компьютера.

После того как вы в первый раз загрузили код (с перемычкой в PRG), программа начинает выполняться. Микроконтроллер больше не ждёт новых команд от Arduino IDE.

Чтобы загрузить новый или изменённый код, вам нужно перезапустить микроконтроллер, чтобы он снова перешёл в режим ожидания. Для этого:

Просто коротко нажмите кнопку NRES (Reset) на плате.

После этого Рудирон будет готов к приёму новой программы.

Задание для самостоятельной работы

Попробуйте изменить код. Что произойдёт, если вы измените значение в delay(500) на delay(100)? А если на delay(1000)? Поэкспериментируйте со скоростью мигания, чтобы лучше понять, как работает ваша программа.

Результаты

После выполнения работы вы должны увидеть, как встроенные светодиоды L1 и L2 на плате Рудирон попеременно мигают: когда один загорается, другой гаснет, и наоборот. Каждый светодиод горит по 0,5 секунды. Если всё работает, поздравляем — вы только что написали и запустили свой первый осмысленный проект!

Анализ результатов

Давайте разберём, как работает магия вашего кода. В функции loop() мы последовательно даём команды - сначала включаем первый светодиод (digitalWrite(L1Pin, 1)) и одновременно выключаем второй (digitalWrite(L2Pin, 0)), ждём, а затем делаем наоборот. Этот цикл повторяется бесконечно, создавая эффект попеременного мигания. Команда delay() контролирует, как долго горит каждый светодиод, управляя ритмом.

Выводы

В этой лабораторной работе вы научились управлять встроенными светодиодами платы Рудирон, писать код в Arduino IDE и понимать, как перемычки влияют на загрузку и выполнение программы. Вы создали свой первый работающий проект, который не требовал сборки электронных схем. Теперь вы знаете, как оживить микроконтроллер силой кода!

Вопросы для самопроверки

К каким пинам подключены встроенные светодиоды L1 и L2?
За что отвечает команда pinMode(pin, OUTPUT) в коде?
Как изменить код, чтобы оба светодиода мигали одновременно (включались и выключались вместе)?
Что произойдёт, если удалить обе строки с командой delay(500)?
В каком положении должна быть перемычка PRG | RUN для загрузки кода? А для автоматического запуска программы при включении?
Что произойдёт, если попытаться загрузить код, когда перемычка PRG | RUN стоит в положении RUN?

Поздравляем, вы заставили светодиоды на плате Рудирон танцевать по вашей команде! Переходите к следующей лабораторной работе, чтобы научиться управлять яркостью светодиодов.

imgs