In plaats van alle periodieke tabelgegevens handmatig in een
programma in de juiste vorm te plaatsen (wat nogal vervelend zou
zijn), zou u een programma op uw softwareontwikkelingscomputer
kunnen gebruiken om periodiek-tabelgegevensbestanden te lezen en de
bijbehorende C- te maken. programmagegevensstructuren.
Het hieronder getoonde pythonprogramma geeft een voorbeeld van
die aanpak. (Het bevat een gegevenstabel in een lijst met tupels,
dwz leest geen gegevens, maar gegevens zoals die in de tuples
kunnen worden gelezen uit een bestand, of met een beetje
programmeren, vanuit een < a href =
"http://www.meta-synthesis.com/webbook/35_pt/pt_database.php?PT_id=194"
rel = "nofollow"> spreadsheet van periodiek-tabelgegevens .)
Het python-programma opent bestand
datatables.data.c voor uitvoer, dan schrijft het
C-instructies in dat bestand, die vervolgens kunnen worden
toegevoegd aan een schets, datatables.ino , als later
getoond.
Python-programma, densconmelt.py :
#!/usr/bin/python
# From data as shown in slide 19 of 39 at
# http://www.slideshare.net/bravetiger1964/lecture-11-metals-and-its-alloys-their-crystalline-structure-and-properties
# Physical Properties of several Metals and Alloys.
# Metal or Alloy
# Density (kg/m3)
# Thermal conductivity W/(m*K) (t=20 C)
# Melting point (Tm) (C)
adtm = [
('Aluminum', '2712', '204', '659'),
('Aluminum alloys', '7700-8700', '120-180', '462-671'),
('Brass-casting', '8400-8700', '', '990-1025'),
('Red Brass', '8746', '159', '1027'),
('Yellow Brass', '8470', '115', '930'),
('Bronze - lead', '7700-8700', '', '850-1000'),
('Copper', '8930', '385', '1083'),
('Gold', '19320', '318', '1063'),
('Pure iron', '6800-7800', '72', '1530'),
('Cast Iron', '7850', '', 'Gray 1370, Malleable 1360, White 1370'),
('Wrought Iron', '7750', '58', '1450'),
('Lead', '11340', '35.3', '327'),
('Nickel', '8800', '89', '1453'),
('Silver', '10490', '406', '961'),
('Solder 50/50 Pb/Sn', '8885', '', ''),
('Non-alloyed and low-alloy steel', '7850', '53.6', '1480'),
('Stainless Steel', '7480-8000', '12.11-45.0', '1430-1500'),
('Tin', '7280', '63', '232'),
('Zinc', '7135', '115', '419')
]
locs = []
# To track current offset into datatext, and longest single string part
used = longy = 0
with open('datatables.data.c', 'w') as fo:
fo.write('#ifdef ADDTABLE //Disallows separate compile\n')
fo.write('const char datatext[] PROGMEM = \n ')
for i in adtm:
#a, d, t, m = i
#print '{:20} {:12} {:12} {:12}'.format(a, d, t, m)
for x in i:
locs.append(used)
used += len(x)+1
longy = max(longy, len(x)+1)
fo.write('"{}\\0" '.format(x))
fo.write('\n ')
fo.write(';\nconst int offsets[] = {')
for o in locs:
fo.write(' {},'.format(o))
fo.write(' {}{};\n'.format(used, '}'))
fo.write('enum {} LONGSTR={}, ITEMS={}{};\n'.format('{', longy, len(adtm), '}'))
fo.write('char buffy[LONGSTR];\n')
fo.write('#endif\n')
Let op de lijnen met de opmerkingen die niet zijn opgenomen
#a, d, t, m = i
#print '{:20} {:12} {:12} {:12}'.format(a, d, t, m)
zou een geschikte plaats zijn om het python-programma aan te
passen, zodat het uitprint hoe de lijnen eruit zien op het 4x20
LCD-scherm. In plaats van het herhaaldelijk downloaden van
bestanden naar uw Uno of Mega om alleen lijnen te corrigeren die
een beetje te lang zijn, of niet goed zijn uitgelijnd, enz., Kunt u
het Python-programma het uiterlijk van het display laten weergeven
in dezelfde lus waarin het gegevensstructuren genereert die moeten
worden opgenomen in de Arduino-schets.
Opmerking: als u niet bekend bent met het construct
with , raadpleegt u het gedeelte Met
verklaring van pythonforbeginners.com Lezen en schrijven van bestanden op Python
pagina.
Wat het Python-programma genereert:
Sommige regels uit het bestand gegenereerd door
densconmelt.py worden hieronder weergegeven,
afgewisseld met opmerkingen over wat die regels doen. Later wordt
het hele bestand datatables.data.c weergegeven.
#ifdef ADDTABLE //Disallows separate compile
Die regel is een preprocessor-instructie om te voorkomen dat
datatables.data.c alleen wordt gecompileerd. Tijdens
compilaties kopieert de Arduino IDE datatables.ino en
datatables.data.c naar een tijdelijke werkdirectory en
compileert ze allemaal. De body van datatables.data.c
zal echter niet alleen correct compileren (buiten de schets), dus
wordt bewaakt voor het veroorzaken van compileerfouten door het te
omringen met # ifdef ... #endif regels.
const char datatext[] PROGMEM =
Die regel vertelt de C-compiler om de waarde van datatext
[] op te slaan in het programmageheugen. Het zegt ook dat de
waarde en inhoud van datatext constant zijn, en
datatext een reeks tekens is.
"Aluminum\0" "2712\0" "204\0" "659\0"
"Aluminum alloys\0" "7700-8700\0" "120-180\0" "462-671\0"
"Brass-casting\0" "8400-8700\0" "\0" "990-1025\0"
...
"Tin\0" "7280\0" "63\0" "232\0"
"Zinc\0" "7135\0" "115\0" "419\0"
;
Die lijnen geven elk de naam van een metaal of een legering, de
dichtheid, de thermische geleidbaarheid en het smeltpunt. Waarden
zijn tekenreeksen in plaats van getallen, dus bereiken en
ontbrekende waarden kunnen worden verwerkt. Merk op dat bij regels
van C, strings zonder operatoren daartussen aaneenschakelen.
Bijvoorbeeld, de regel "Tin \ 0" "7280 \ 0" "63 \ 0" "232 \
0" is gelijk aan de regel "Tin \ 07280 \ 063 \ 0232 \
0 ". Let op, elke \ 0 is een nul karakter aan
het einde van een subtekenreeks. Als de ruimte kort was, kon men
alle \ 0 s weglaten en stringlengtes berekenen als
verschillen van aangrenzende items in offsets [] .
const int offsets[] = { 0, 9, 14, ... 524, 528, 533, 538, 542, 546};
Die regel vertelt waar elke substring begint, in de grote string
datatext . Deze methode voor het opslaan van offsets
en substrings kost 12 bytes per item, dwz 4 · 2 bytes voor 4
int waarden plus 4 bytes voor null-tekens. Er zijn een
vijftal manieren om de overhead te verminderen tot 5 tot 10 bytes
per item, maar de meest effectieve eenvoudige wijziging zou zijn om
offsets [] in PROGMEM te plaatsen. Bovendien kan een
aantal velden van tekenreeksen in gehele getallen of drijvers
worden gewijzigd, waarvoor geen nulscheidingstekens of
verschuivingswaarden nodig zijn als deze worden geplaatst bij vaste
verschuivingen aan de voorzijde van de record van een item.
enum { LONGSTR=38, ITEMS=19};
char buffy[LONGSTR];
#endif
Die lijnen maken twee constanten, LONGSTR en ITEMS, die de
lengte van de langste subtekenreeks en het aantal items aangeven;
toewijzen van een buffer, zolang de langste subtekenreeks; en sluit
de bewaking # ifdef ... # endif .
datatables.data.c, shown whole:
#ifdef ADDTABLE //Disallows separate compile
const char datatext[] PROGMEM =
"Aluminum\0" "2712\0" "204\0" "659\0"
"Aluminum alloys\0" "7700-8700\0" "120-180\0" "462-671\0"
"Brass-casting\0" "8400-8700\0" "\0" "990-1025\0"
"Red Brass\0" "8746\0" "159\0" "1027\0"
"Yellow Brass\0" "8470\0" "115\0" "930\0"
"Bronze - lead\0" "7700-8700\0" "\0" "850-1000\0"
"Copper\0" "8930\0" "385\0" "1083\0"
"Gold\0" "19320\0" "318\0" "1063\0"
"Pure iron\0" "6800-7800\0" "72\0" "1530\0"
"Cast Iron\0" "7850\0" "\0" "Gray 1370, Malleable 1360, White 1370\0"
"Wrought Iron\0" "7750\0" "58\0" "1450\0"
"Lead\0" "11340\0" "35.3\0" "327\0"
"Nickel\0" "8800\0" "89\0" "1453\0"
"Silver\0" "10490\0" "406\0" "961\0"
"Solder 50/50 Pb/Sn\0" "8885\0" "\0" "\0"
"Non-alloyed and low-alloy steel\0" "7850\0" "53.6\0" "1480\0"
"Stainless Steel\0" "7480-8000\0" "12.11-45.0\0" "1430-1500\0"
"Tin\0" "7280\0" "63\0" "232\0"
"Zinc\0" "7135\0" "115\0" "419\0"
;
const int offsets[] = { 0, 9, 14, 18, 22, 38, 48, 56, 64, 78, 88, 89, 98, 108, 113, 117, 122, 135, 140, 144, 148, 162, 172, 173, 182, 189, 194, 198, 203, 208, 214, 218, 223, 233, 243, 246, 251, 261, 266, 267, 305, 318, 323, 326, 331, 336, 342, 347, 351, 358, 363, 366, 371, 378, 384, 388, 392, 411, 416, 417, 418, 450, 455, 460, 465, 481, 491, 502, 512, 516, 521, 524, 528, 533, 538, 542, 546};
enum { LONGSTR=38, ITEMS=19};
char buffy[LONGSTR];
#endif
Schets om itemgegevens uit het programmageheugen te halen en
weer te geven:
We hebben densconmelt.py gebruikt om
datatables.data.c te genereren zoals hierboven, en zal
nu een schets laten zien die de gegevens van een item uit het
programmageheugen haalt en deze toont, wanneer de schets een
artikelnummer ontvangt via seriële invoer.
// Sketch that accepts a number via serial input, and responds with
// two lines of data via serial output. The reply-data consists of an
// Alloy name on the first line, and Density, Thermal conductivity,
// and Melting point on the next line.
// See http://arduiniana.org/libraries/streaming/ for Streaming library
#include
// This sets up datatext in PROGMEM; offsets[]; buffy; LONGSTR; ITEMS
#define ADDTABLE
#include "./datatables.data.c"
void setup() {
Serial.begin(115200); //init serial port
}
void loop() {
Serial << "Please enter item number from 1 to " << _DEC(ITEMS) << ": ";
int item = 0;
while (1) {
while (!Serial.available()) {};//Wait for a character
int c = Serial.read();
if (c == '\n') break;
item = 10*item + c - '0';
}
if (item < 1 || item > ITEMS) {
Serial << item << endl << item << " is out of range -- try again.\n";
return;
}
//Display specified item's title on first line
strcpy_P(buffy, datatext + offsets[item*4-4]);
Serial << item << endl << "Item #" << item << ", " << buffy << endl;
//Show other data items on next line
strcpy_P(buffy, datatext + offsets[item*4-3]);
Serial << "Density " << buffy;
strcpy_P(buffy, datatext + offsets[item*4-2]);
Serial << " Thermal cond. " << buffy;
strcpy_P(buffy, datatext + offsets[item*4-1]);
Serial << " [email protected] " << buffy << " C" << endl << endl;
}
Opmerking: voor een beschrijving van strcpy_P()
argumenten, zie nortnu.org's avr/pgmspace.h: Programma Space
Utilities pagina.
Zie arduino.cc's PROGMEM -pagina voor een vluchtig overzicht van
PROGMEM.
Zie avrfreaks.net's GCC en het PROGMEM-kenmerk pagina voor een
gedetailleerde beschrijving van PROGMEM, en zie Nick Gammon's
Constante
gegevens in programmageheugen plaatsen (PROGMEM) pagina
ook.
Voorbeeld van programma-uitvoer, zoals in het vak Seriële
Monitor:
Hieronder ziet u een voorbeeld van de uitvoer van het programma
zoals weergegeven in het vak Seriële monitor nadat ik verschillende
nummers in de invoerregel heb getypt en na elk ingevoerd heb
gedrukt. (Opmerking: onder in het vak Seriële monitor stelt u
Regeluitgang in op Newline en gegevenssnelheid op
115200 bps.)
Please enter item number from 1 to 19: 18
Item #18, Tin
Density 7280 Thermal cond. 63 [email protected] 232 C
Please enter item number from 1 to 19: 19
Item #19, Zinc
Density 7135 Thermal cond. 115 [email protected] 419 C
Please enter item number from 1 to 19: 20
20 is out of range -- try again.
Please enter item number from 1 to 19: -2220
-2220 is out of range -- try again.
Please enter item number from 1 to 19: 2
Item #2, Aluminum alloys
Density 7700-8700 Thermal cond. 120-180 [email protected] 462-671 C
Please enter item number from 1 to 19: 0
0 is out of range -- try again.
Please enter item number from 1 to 19: 5
Item #5, Yellow Brass
Density 8470 Thermal cond. 115 [email protected] 930 C
Please enter item number from 1 to 19:
De schets weergalmt het gebruikersinvoeritemnummer twee keer,
dus het verschijnt aan het einde van elke invoeraanvraag en op
regellabels zoals "Item # 5, Geel Koper".