Const unsigned char arduino

Arduino — Data Types

Arduino Long Distance Communication

14 Lectures 1 hours

Arduino Wireless Power Transmission

13 Lectures 50 mins

Arduino Car Parking Assistant

9 Lectures 42 mins

Data types in C refers to an extensive system used for declaring variables or functions of different types. The type of a variable determines how much space it occupies in the storage and how the bit pattern stored is interpreted.

The following table provides all the data types that you will use during Arduino programming.

void Boolean char Unsigned char byte int Unsigned int word
long Unsigned long short float double array String-char array String-object

The void keyword is used only in function declarations. It indicates that the function is expected to return no information to the function from which it was called.

Example

Boolean

A Boolean holds one of two values, true or false. Each Boolean variable occupies one byte of memory.

Example

A data type that takes up one byte of memory that stores a character value. Character literals are written in single quotes like this: ‘A’ and for multiple characters, strings use double quotes: «ABC».

However, characters are stored as numbers. You can see the specific encoding in the ASCII chart. This means that it is possible to do arithmetic operations on characters, in which the ASCII value of the character is used. For example, ‘A’ + 1 has the value 66, since the ASCII value of the capital letter A is 65.

Example

unsigned char

Unsigned char is an unsigned data type that occupies one byte of memory. The unsigned char data type encodes numbers from 0 to 255.

Example

A byte stores an 8-bit unsigned number, from 0 to 255.

Example

Integers are the primary data-type for number storage. int stores a 16-bit (2-byte) value. This yields a range of -32,768 to 32,767 (minimum value of -2^15 and a maximum value of (2^15) — 1).

The int size varies from board to board. On the Arduino Due, for example, an int stores a 32-bit (4-byte) value. This yields a range of -2,147,483,648 to 2,147,483,647 (minimum value of -2^31 and a maximum value of (2^31) — 1).

Example

Unsigned int

Unsigned ints (unsigned integers) are the same as int in the way that they store a 2 byte value. Instead of storing negative numbers, however, they only store positive values, yielding a useful range of 0 to 65,535 (2^16) — 1). The Due stores a 4 byte (32-bit) value, ranging from 0 to 4,294,967,295 (2^32 — 1).

Example

On the Uno and other ATMEGA based boards, a word stores a 16-bit unsigned number. On the Due and Zero, it stores a 32-bit unsigned number.

Example

Long variables are extended size variables for number storage, and store 32 bits (4 bytes), from -2,147,483,648 to 2,147,483,647.

Example

unsigned long

Unsigned long variables are extended size variables for number storage and store 32 bits (4 bytes). Unlike standard longs, unsigned longs will not store negative numbers, making their range from 0 to 4,294,967,295 (2^32 — 1).

Example

short

A short is a 16-bit data-type. On all Arduinos (ATMega and ARM based), a short stores a 16-bit (2-byte) value. This yields a range of -32,768 to 32,767 (minimum value of -2^15 and a maximum value of (2^15) — 1).

Example

float

Data type for floating-point number is a number that has a decimal point. Floating-point numbers are often used to approximate the analog and continuous values because they have greater resolution than integers.

Floating-point numbers can be as large as 3.4028235E+38 and as low as -3.4028235E+38. They are stored as 32 bits (4 bytes) of information.

Example

double

On the Uno and other ATMEGA based boards, Double precision floating-point number occupies four bytes. That is, the double implementation is exactly the same as the float, with no gain in precision. On the Arduino Due, doubles have 8-byte (64 bit) precision.

Источник

Типы данных, переменные

Переменная – это ячейка в оперативной памяти микроконтроллера, которая имеет своё уникальное название (а также адрес в памяти) и хранит значение соответственно своему размеру. К переменной мы можем обратиться по её имени или адресу и получить это значение, либо изменить его. Зачем это нужно? В переменной могут храниться п ромежуточные результаты вычислений, полученные “снаружи” данные (с датчиков, Интернета, интерфейсов связи) и так далее.

Измерение информации

Прежде чем перейти к переменным и их типам, нужно вспомнить школьный курс информатики, а именно – как хранятся данные в “цифровом” мире. Любая память состоит из элементарных ячеек, которые имеют всего два состояния: 0 и 1. Эта единица информации называется бит (bit). Минимальным блоком памяти, к которому можно обратиться из программы по имени или адресу, является байт (byte), который в Arduino (и в большинстве других платформ и процессоров) состоит из 8 бит, таким образом любой тип данных будет кратен 1 байту.

Максимальное количество значений, которое можно записать в один байт, составляет 2^8 = 256. В программировании счёт всегда начинается с нуля, поэтому один байт может хранить число от 0 до 255. Более подробно о двоичном представлении информации и битовых операциях мы поговорим в отдельном уроке.

Стандартные типы переменных в Arduino по своему размеру кратны степени двойки, давайте их распишем:

  • 1 байт = 8 бит = 256
  • 2 байта = 16 бит = 65 536
  • 4 байта = 32 бита = 4 294 967 296

Типы данных

Переменные разных типов имеют разные особенности и позволяют хранить числа в разных диапазонах.

Название Альт. название Вес Диапазон Особенность
boolean bool 1 байт * 0 или 1, true или false Логический тип
char 1 байт -128… 127 Символ (точнее его код) из таблицы ASCII
int8_t 1 байт -128… 127 Целые числа
byte uint8_t 1 байт 0… 255 Целые числа
int ** int16_t , short 2 байта -32 768… 32 767 Целые числа. На ESP8266/ESP32 – 4 байта! См. ниже
unsigned int ** uint16_t , word 2 байта 0… 65 535 Целые числа. На ESP8266/ESP32 – 4 байта! См. ниже
long int32_t 4 байта -2 147 483 648… 2 147 483 647 Целые числа
unsigned long uint32_t 4 байта 0… 4 294 967 295 Целые числа
float 4 байта 1.175E-38.. 3.402E+38 Числа с плавающей точкой, точность: 6-7 знаков
double 4/8 байт 2.225E-308.. 1.797E+308 Для AVR то же самое, что float .

На ESP и прочих 32-бит МК – 8 байт, точность – 15-16 знаков

int64_t 8 байт *** -(2^64)/2… (2^64)/2-1 Целые числа
uint64_t 8 байт *** 2^64-1 Целые числа
  • (*) – да, bool занимает 1 байт (8 бит), так как это минимальная адресуемая ячейка памяти. Есть способы запаковать логические переменные в 1 бит, о них поговорим в другом уроке.
  • (**) – на ESP8266/ESP32 int и unsigned int занимает 4 байта, то есть является аналогами типов long и unsigned long !
  • (***) – Компилятор также поддерживает 64 битные числа. Стандартные Arduino-библиотеки с переменными этого типа не работают, поэтому можно использовать только в своём коде.

Целочисленные типы

Переменные целочисленных типов нужны для хранения целых чисел. В своей программе рекомендуется использовать альтернативное название типов (второй столбец в таблице выше), потому что:

  • Проще ориентироваться в максимальных значениях
  • Легче запомнить
  • Название более короткое
  • Проще изменить один тип на другой
  • Размер переменной задан жёстко и не зависит от платформы (например int на AVR это 2 байта, а на esp8266 – 4 байта)

Максимальные значения хранятся в константах, которые можно использовать в коде. Иногда это помогает избавиться от лишних вычислений:

  • UINT8_MAX – 255
  • INT8_MAX – 127
  • UINT16_MAX – 65 535
  • INT16_MAX – 32 767
  • UINT32_MAX – 4 294 967 295
  • INT32_MAX – 2 147 483 647
  • UINT64_MAX – 18 446 744 073 709 551 615
  • INT64_MAX – ‭9 223 372 036 854 775 807

Логический тип

bool – логический, он же булевый (придуман Джорджем Булем) тип данных, принимает значения 0 и 1 или false и true – ложь и правда. Используется для хранения состояний, например включено/выключено, а также для работы в условных конструкциях.

Также переменная типа bool принимает значение true , если присвоить ей любое отличное от нуля число.

Символьный тип

char – тип данных для хранения символов, символ указывается в одинарных кавычках: char var = ‘a’; . По факту это целочисленный тип данных, а переменная хранит номер (код) символа в таблице ASCII:

Отдельный символьный тип данных нужен для удобства работы, чтобы программа могла понять разницу между числом и символом, например для вывода на дисплей (чтобы вывести именно букву A, а не число 65). Из символов можно составлять строки, об этом более подробно поговорим в уроках про символьные строки и String-строки.

Дробные числа

float (англ. float – плавающий) – тип данных для чисел с плавающей точкой, т.е. десятичных дробей. Arduino поддерживает три типа ввода чисел с плавающей точкой:

Тип записи Пример Чему равно
Десятичная дробь 20.5 20.5
Научный 2.34E5 2.34*10^5 или 234000
Инженерный 67e-12 67*10^-12 или 0.000000000067

Выше в таблице есть пометка “точность: 6-7 знаков” – это означает, что в этом типе можно хранить числа, размер которых не больше 6-7 цифр, остальные цифры будут утеряны! Причём целой части отдаётся приоритет. Вот так это выглядит в числах (в комментарии – реальное число, которое записалось в переменную):

Другие особенности float чисел и работу с ними мы рассмотрим в уроках про математические операции и условия.

Объявление и инициализация

  • Объявление переменной – резервирование ячейки памяти указанного типа на имя: тип_данных имя;
  • Присваивание – задание переменной значения при помощи оператора = (равно): имя = значение;
  • Инициализация переменной – объявление и присваивание начального значения: тип_данных имя = значение;

Можно объявить и инициализировать несколько переменных через запятую:

  • Переменная должна быть объявлена до использования, буквально выше по коду. Иначе вы получите ошибку Not declared in this scope – переменная не объявлена.
  • Нельзя объявить две и более переменных с одинаковым именем в одной области определения.

Константы

Что такое константа понятно из её названия – что-то, значение чего мы можем только прочитать и не можем изменить: при попытке изменить получим ошибку компиляции. Задать константу можно двумя способами:

Как переменную, указав перед типом данных слово const: const тип_данных имя = значение; . Пример: const byte myConst = 10; . Фактически это будет обычная переменная, но её значение нельзя поменять. Особенности:

  • Занимает место в оперативной памяти МК.
  • Имеет адрес в памяти, по которому к ней можно обратиться.
  • Вычисления с ней не оптимизируются и чаще всего выполняются точно так же, как с обычными переменными.
  • Компилятор выдаст ошибку, если имя константы совпадает с именем другой переменной в программе.

При помощи директивы #define, без знака равенства и точки с запятой в конце: #define имя значение . Пример: #define BTN_PIN 10 . Работает так: указанное имя буквально заменяется в тексте программы на указанное значение. Такая дефайн-константа:

  • Не занимает места в оперативной памяти, а хранится во Flash памяти как часть кода программы.
  • Не имеет адреса в оперативной памяти.
  • Вычисления с такими константами оптимизируются и выполняются быстрее, так как это просто цифры.
  • Если имя дефайн-константы совпадёт с именем другого “объекта” в программе или даже в библиотеке – работа может быть непредсказуемой: можно получить невнятную ошибку компиляции, либо программа может просто работать некорректно! Дефайн буквально заменяет текст в коде программы, это довольно опасная штука.

Область видимости

Переменные, константы const и другие создаваемые пользователем данные имеют такое важное понятие, как область видимости. Она бывает глобальной и локальной.

Глобальная

  • Объявляется вне функций, например просто в начале программы.
  • Доступна для чтения и записи в любом месте программы.
  • Находится в оперативной памяти на всём протяжении работы программы, то есть не теряет своё значение.
  • При объявлении имеет нулевое значение.

Локальная

  • Объявляется внутри любого блока кода, заключённого в < фигурные скобки >.
  • Доступна для чтения и записи только внутри своего блока кода (и во всех вложенных в него).
  • Находится в оперативной памяти с момента объявления и до закрывающей фигурной скобки, то есть удаляется из памяти и её значение стирается.
  • При объявлении имеет случайное значение.

Важный момент: если имя локальной переменной совпадает с одной из глобальных, то приоритет обращения отдаётся локальной переменной (в её области определения).

Статические переменные

Вспомним, как работает обычная локальная переменная: при входе в свой блок кода локальная переменная создаётся заново, а при выходе – удаляется из памяти и теряет своё значение. Если локальная переменная объявлена как static – она будет сохранять своё значение на всём протяжении работы программы, но область видимости останется локальной: взаимодействовать с переменной можно будет только внутри блока кода, где она создана (и во всех вложенных в него).

Статические переменные позволяют более красиво организовывать свой код, избавляясь от лишних глобальных переменных.

Преобразование типов

Иногда требуется преобразовать один тип данных в другой: например, функция принимает int , а вы хотите передать ей byte . В большинстве случаев компилятор сам разберётся и преобразует byte в int , но иногда вылетает ошибка в стиле “попытка передать byte туда, где ждут int“. В таком случае можно преобразовать тип данных, для этого достаточно указать нужный тип данных в скобках перед преобразуемой переменной (тип_данных)переменная , иногда можно встретить запись тип_данных(переменная) . Результат вернёт переменную с новым типом данных, сам же тип данной у переменной не изменится. Например:

И всё! val будет обрабатываться как int , а не как byte .

Видео


Источник

Adblock
detector