Выполнять пока ардуино

Arduino — управляющие операторы. Циклы FOR и WHILE в Arduino Синтаксис цикла FOR

Каждый язык программирования имеет набор команд управления, обеспечивающих многократное выполнение одного и того же кода (цикл), выбор подходящего фрагмента кода (условия) и инструкции для выхода из текущего фрагмента кода.

Arduino IDE позаимствовал с C/C++ большинство необходимых элементов управления. Их синтаксис идентичен с C. Ниже мы в двух словах опишем их синтаксис.

Оператор if

Оператор if позволяет выполнить определенный фрагмент программы в зависимости от результата проверки определенного условия. Если условие выполняется, то код программы будет выполнен, если же условие не выполняется, то код программы будет пропущен. Синтаксис команды if выглядит следующим образом:

Условием может быть любое сравнение переменной или значения, возвращаемое функцией. Основным критерием условия if является то, что ответ всегда должен быть или истина (true) или ложь (false). Примеры условий для оператора if:

Оператор while

Цикл for идеально подходит там, где мы хотим выполнить подсчет. В ситуации, когда необходимо выполнить определенные действия в результате какого-то события, которое не обязательно является предсказуемым (например, мы ждем нажатия кнопки), то мы можем использовать оператор while, который выполняет блок оператора до тех пор, пока выполняется условие. Синтаксис оператора while выглядит следующим образом:

Важно, чтобы проверка состояния происходила в начале цикла. Может случиться так, что инструкции внутри цикла while не исполняться никогда. Кроме того, возможно создание бесконечного цикла. Давайте посмотрим два примера:

Первый блок операторов, расположенный внутри while не выполнится никогда. Переменная x имеет значение два и она не станет больше 5. Во втором примере мы имеем дело с бесконечным циклом. Переменная «y» имеет занчение 5, т. е. больше нуля. Внутри цикла не происходит никакого изменения переменной «y», поэтому цикл никогда не будет завершен.

Это распространенная ошибка, когда мы забываем об изменении параметра, вызывающего прекращение цикла. Ниже приведено два правильных примера применения цикла while:

Оператор break

Оператор break позволяет выйти из цикла (do…while, for, while) и выйти из опции switch. В следующем примере рассмотрим выполнение команды break:

Как вы можете видеть, в одной функции можно использовать несколько операторов return, но сработает всегда только один из них. Допустимо использование оператора return без параметров. Это позволяет досрочно прекратить работу функции, которая не возвращает никакого значения.

В приведенном выше примере инструкция1 будет выполнять всегда, когда вызывается функция. Выполнение же инструкция2 и инструкция3 зависит от результата команды if. Если условие будет выполнено (true), то будет выполнена команда return и функция завершит работу.

В случае, когда условие не выполнено команда return так же не выполняется, а выполняются инструкции инструкция2 и инструкция3, и после этого функция завершает свою работу.

Оператор goto

Из идеологических соображений необходимо пропустить это описание… Оператор goto является командой, которую не следует использовать в обычном программировании. Он вызывает усложнения кода и является плохой привычкой в программировании. Настоятельно рекомендуем не использовать эту команду в своих программах. Из-за того, что goto есть в официальной документации на сайте arduino.cc приведем его краткое описание. Синтаксис команды goto:

…. goto metka; // перейдите на строку с надписью ‘metka’ ….. …. …. metka: // метка, с которой программа продолжит работу …

Команда позволяет переход к обозначенной метке, т. е. к месту в программе.

Циклы с использованием операторов for и while являются одной из важнейших конструкций языка C++, лежащего в основе Ардуино. Они встречаются абсолютно в каждом скечте, даже если вы не подозреваете об этом. В этой статье мы познакомимся поближе с циклами, узнаем, в чем отличие for от while, как можно упростить написание программы с их помощью и каких ошибок следует избегать.

Если вы пока еще начинающий программист и хотите понять, что вообще такое цикл и зачем он нужен – посмотрите следующий раздел этой статьи с подробным описанием.

Оператор WHILE используется в C++ и Ардуино для организации повтора одних и тех команд произвольное количества раз. По сравнению с FOR цикл WHILE выглядит проще, он обычно используется там, где нам не нужен подсчет числа итераций в переменной, а просто требуется повторять код, пока что-то не изменится, не наступит какие-то событие.

Синтаксис WHILE

В качестве условий может использоваться любая конструкция языка, возвращающая логическое значение. Условиями могут быть операции сравнения, функции, константы, переменные. Как и при любых других логических операциях в Ардуино любое значение, кроме нуля будет восприниматься как истина (true), ноль – ложь (false).

// Бесконечный цикл while(true) < Serial.println("Waiting…"); >// Цикл, выполняющийся до изменения значения функции checkSignal() while(!checkSignal())

Обратите внимание, что оператор while может использоваться без выделения блока фигурными скобками, в этом случае повторяться будет первая команда, встреченная после цикла. Крайне не рекомендуется использовать while без фигурных скобок, т.к. в этом случае можно очень легко допустить ошибку. Пример:

While(true) Serial.print(«Waiting for interruption»); delay(1000);

В данном случае надпись будет выводиться в бесконечном цикле без пауз, потому что команда delay(1000) повторяться не будет. Вы можете потратить много времени, выявляя такие ошибки – гораздо проще использовать фигурную скобку.

Пример использования цикла while

Чаще всего while используется для ожидания какого-либо события. Например, готовности объекта Serial к работе.

Пример ожидания прихода символа от внешних устройств по UART:

В данном случае мы будем считывать значения до тех пор, пока Serial.available() будет возвращать не нулевое значение. Как только все данные в буфере закончатся, цикл остановится.

Цикл FOR в Ардуино

В цикле FOR у нас есть возможность не только задать граничный условия, но и сразу определить переменную для счетчика, указать, как будет изменяться его значения на каждой итерации.

Синтаксис цикла FOR

Самый простой пример:

For(int i=5;i 0; i–) // Идем обратно – от 10 до 1

Цикл do while

В некоторых случаях нам нужно организовать цикл таким образом, чтобы инструкции блока выполнялись хотя бы один раз, а затем уже осуществлялась проверка. Для таких алгоритмов можно использовать конструкцию do while. Пример:

Никаких сложностей этот вариант цикла не представляет – мы просто перенесли блок с условиями вниз, поэтому все содержимое внутри фигурных скобок после оператора do выполнится до первой проверки.

Операторы continue и break

Бывают ситуации, когда вам нужно экстренно прервать выполнение цикла внутри блока цикла, не дожидаясь до перехода к блоку проверки условий. Для этого можно использовать оператор break :

Если мы просто хотим остановить ход выполнения текущей итерации, но не выйти из цикла, а перейти к блоку проверки условий, то должны использовать оператор continue :

Операторы continue и break могут использоваться со всеми вариантами циклов FOR и WHILE.

Вложенные циклы в Ардуино

Любые варианты циклов можно спокойно совмещать друг с другом, делая вложенные конструкции. Переменные, определенные в блоке «вышележащего» цикла будут доступны во внутреннем. Самый часто встречаемый пример такого рода циклов – обход двумерных массивов. В следующем примере мы используем двойной цикл: первый будет перебирать строчки (переменная i), второй, вложенный – столбцы (переменная j) массива, который мы определили в переменно arr.

Если вы никогда не работали с циклами, давайте слегка погрузимся в мир теории и разберемся, что такое циклы и зачем нам нужны эти загадочные конструкции языка.

Зачем нужен цикл

На самом деле, главная задача цикла – повторить одни и те же конструкции языка несколько раз. Такая потребность возникает практически в каждой программе и уж точно без цикла не обходится ни один скетч Ардуино – функция loop() тоже вызывается в бесконечном цикле.

Давайте рассмотрим следующий пример. Вам нужно подать питание одновременно на 5 светодиодов, подключенных к плате Arduino с 5 по 9 пины. Самым очевидным вариантом для этого будет размещение пяти инструкций подряд:

Опустим пока вопрос рискованности такого действия, ведь одновременное включение такого числа светодиодов создает повышенную нагрузку на схему питания платы. Главное для нас сейчас то, что мы создали пять строк кода, каждая из которых отличается от других всего лишь на одну цифру. Такой подход имеет следующие недостатки:

• При любом изменении придется вносить правки одновременно во множество строк. Например, если нам понадобится переключить светодиоды на пины со 2 по 6 или не включить, а выключить напряжение, то придется сделать 5 изменений в коде. А если инструкций и изменений будет больше?
• Объемный код с большим количеством однотипных инструкций неудобно и неприятно читать. Пять одинаковых строчек – не сильно страшно. Но привычка к грязному коду со временем приведет к десяткам и сотням лишних страниц в листинге, что повергнет в уныние и вас, и ваших коллег.
• В процессе «копипастинга» почти одинаковых инструкций можно легко совершить ошибку, например, забыв поменять номер пинов: digitalWrite(5, HIGH); digitalWrite(5, HIGH);
• Вы с легкостью провалите собеседование в любую нормальную софтверную компанию, показав интервьюеру такой код.

Исходя из всего этого, можно сделать вывод, что повторное многократное использование одних и тех же строк почти всегда нужно избегать и заменять циклами. Более того, во многих ситуациях без циклов не обойтись в принципе, их ничем заменить не получится. Вы не сможете изменить количество повторений кода в момент выполнения программы. Например, вам нужно обработать каждый элемент массива данных , поступившего от внешних устройств. Вы никогда не предугадаете, сколько будет данных, сколько раз повторить обработку и поэтому не сможете вставить нужное количество инструкций в момент написания статьи.

И тут нам на помощь приходят циклы.

Правила синтаксиса

Цикл в Ардуино – это специальный программный блок, который в момент выполнения программы будет вызываться определенное количество раз. В рамках этого блока мы описываем и сами команды, которые будут вызываться и правила, по которым контроллер будет определять, сколько раз их нужно вызвать.

В нашем описанном выше примере мы могли бы сказать контроллеру следующее:

Повтори команду digitalWrite 5 раз

В идеальном мире с роботами-программистами этого бы, наверное, хватило, но так как мы разговариваем с компьютером на языке C++, нам нужно перевести эту фразу на этот язык:

Повтори команду – нужно использовать специальные инструкции, говорящие контроллеру, что сейчас начинается что-то интересное с циклами while или for

digitalWrite – оставляем как есть, но пишем один раз и заключаем в фигурные скобки. Как быть с номерами пинов – чуть ниже.

5 раз – использовать для этого счетчик, который будет увеличиваться при каждом повторении. В начале (или конце) блока можно сравнивать значение этого счетчика с предельным значением (в данном случае 5) с помощью операции сравнения.

Давайте посмотрим на пример такой «переведенной» команды цикла с инструкцией while:

Int counter = 0; // Переменная, в которой будет храниться значение счетчика // Мы просим процессор повторять конструкцию в фигурных скобках до тех пор, пока условие в круглых скобках будет возвращать истину. // В нашем случае counter – наш счетчик, 5 – предельное значение, условие значение счетчика меньше 5. // Но мы можем указывать совершенно разные логические операторы while (counter // команды, которые будут повторяться >

Цикл while будет выполняться непрерывно и бесконечно, пока условие в круглых скобках является истиной. Выход из цикла будет достигнут, когда изменится переменная в условии while, поэтому что-то должно изменять ее значение. Изменение переменной может происходить в программном коде внутри цикла или при считывания значений с любого датчика, например, с ультразвукового дальномера HC-SR04 .

byte i=0; // необходимо создать переменную до цикла while (i // цикл выполняется, пока i меньше 5 digitalWrite (13, HIGH ); delay (500); digitalWrite (13, LOW ); delay (500); i++; // изменение переменной >

При использовании функции while, переменную необходимо создавать до начала цикла. В примере скетча светодиод моргнет пять раз, прежде чем закончится цикл. Если не изменять переменную внутри фигурных скобок i++ , то цикл будет повторяться бесконечно. Второй способ сделать выход из цикла while Arduino Uno , это считывать данные с датчика и использовать условный оператор if для изменения переменной.

Еще один цикл, который можно использовать в Arduino IDE — это цикл с постусловием do … while . При использовании данной конструкции команды в цикле выполнятся минимум один раз, вне зависимости от условия, так как условие проверяется уже после выполнения тела цикла. В следующем примере кода, светодиод включится независимо от показаний датчика и только потом выполнится проверка постусловия.

int water; // создаем переменную до цикла do < digitalWrite (13, HIGH ); water = analogRead (AO); >while (water // выполняем проверку датчика digitalWrite (13, LOW );

Как выйти из цикла while или for

В том случае, если необходимо выйти из тела цикла, независимо от обозначенных условий, используется оператор break или goto . Оператор break позволяет выйти из цикла и программа продолжит выполнение следующих команд. Оператор goto позволяет не только выйти из цикла, но и продолжить выполнение программы с нужного места по метке, например, можно перейти в другой цикл в Arduino.

Источник

Выполнять пока ардуино

Цикл while аналогичен циклу for, про который мы новорили в предыдущей статье. Основное различие заключается в том, что цикл while разделяет элементы цикла for, как будет показано ниже.

Также разберем еще один цикл, называемый циклом do while. Цикл do while всегда выполняется по крайней мере один раз, прежде чем будут выполнены какие-либо тесты, которые могут вывести выполнение программы из основного цикла.

Цикл while

Следующий скетч в точности повторяет скетч цикла for из статьи « For цикл в программировании Ардуино «, за исключением того, что в нем используется цикл while, чтобы мы могли видеть сходство между этими двумя циклами.

Структура цикла While

Цикл while имеет следующую структуру:

Цикл while начинается с ключевого слова while, за которым следует тестовое выражение между открывающейся и закрывающейся скобками. Открывающиеся и закрывающиеся фигурные скобки обозначают тело цикла.

Тестовое выражение

Как и в цикле for, в цикле while есть тестовое выражение, которое определяет, будут ли выполняться операторы в цикле или нет. Если тестовое выражение принимает значение истина, то выполняются операторы цикла дальше. Если тестовое выражение принимает значение ложь, операторы цикла не будут выполняться, но будут выполняться операторы, следующие за закрывающейся скобкой цикла, т.е. выполнение продолжается снаружи и ниже цикла.

Инициализация выражения

В цикле for было выражение инициализации как часть цикла. Цикл while может использовать любую переменную из скетча, содержащую допустимое значение. В примере скетча переменная, используемая в цикле (i), должна быть инициализирована при ее определении, иначе она будет содержать любое случайное значение.

Выражение приращения

Выражение приращения использовалось в примерах цикла for, приведенных в предыдущей статье. В примере цикла while выражение приращения помещается в тело цикла.

Как работает цикл while

В примере скетча происходит следующее:

1. Переменная iинициализируется значением при запуске эскиза.
2. Цикл while вычисляет тестовое выражение (i
3. Тестовое выражение принимает значение истина, т.к.i меньше 10.
4. Поскольку тестовое выражение истинно, операторы в цикле продолжают выполняться.
5. Текущее значение i отображается, а затем увеличивается.
6. Когда достигнута нижняя часть цикла, выполнение снова начинается в верхней части цикла.
7. Тестовое выражение вычисляется снова, и оно снова истинно, поэтому цикл опять выполняется.

Только когда переменная i будет увеличена до 10, выражение цикла примет значение ложь, и цикл будет завершен.

Пример while цикла 2

В приведенном ниже примере скетча, цикл while используется для подсчета чисел до 25, добавляя пять к переменной каждый раз в цикле.

Источник