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Arduino – Concatenare la stampa di stringhe e variabili

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In un recente post ho approfondito l’uso di Serial.write() e Serial.print(), proseguo riprendendo gli appunti che di volta in volta aggiungo a quanto sviluppato durante i corsi. Come sapete per inviare sulla seriale un testo molto lungo è necessario scrivere molte linee di codice, una sequenza di Serial.print() che hanno come argomento il testo che si vuole visualizzare, questo un esempio:

Serial.print("Nel mezzo ");
Serial.print("del cammin ");
Serial.print("di nostra vita ");
Serial.print("mi ritrovai ");
Serial.print("per una selva oscura ");
Serial.print("ché la diritta via ");
Serial.print("era smarrita. ");

Tutte queste righe potrebbero essere scritte in una forma più compatta, accodando tutte le Serial.print() :

Serial.print("Nel mezzo ");Serial.print("del cammin ");
Serial.print("di nostra vita ");Serial.print("mi ritrovai ");
Serial.print("per una selva oscura ");
Serial.print("ché la diritta via ");Serial.print("era smarrita. ");

Sarebbe interessante poter avere la possibilità di concatenare il testo da stampare così come è possibile fare con altri linguaggi di programmazione: Java / VB / C # / C ++, ecc…

Questa funzionalità è stata implementata qualche tempo fa da Mikal Hart che ha realizzato la libreria Streaming (file zip). I vantaggi di utilizzo risiedono nella compattezza del codice prodotto e nella velocità di scrittura.

Con l’uso della libreria Streaming il codice precedente che stampa una serie di stringhe utilizzando la Serial.print(), diventa:

Serial << "Nel mezzo " << "del cammin " << "di nostra vita " << "mi ritrovai " << "per una selva oscura " << "ché la diritta via " << "era smarrita."<< endl;

Nel caso si volesse suddividere l’invio sulla seriale su più linee::

Serial << "Nel mezzo " << "del cammin " << "di nostra vita " << endl;
Serial << "mi ritrovai " << "per una selva oscura " << endl;
Serial << "ché la diritta via " << "era smarrita. " << endl;

Prendendo spunto dall’esempio che trovate nella libreria:

#include <Streaming.h>

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  int lettera = 'M';
  int mese = 7, giorno = 6, anno = 1967;
  
  Serial << "Questo è un esempio dell'uso della libreria Streaming," << endl;
  Serial << "che ti permette di stampare variabili" << endl;
  Serial << "senza dover digitare ad ogni riga" << endl;
  Serial << "Serial.print().  Esempio: " << endl;
  
  Serial << "M è " << lettera << "." << endl;
  Serial << "La mia data di nascita è " << giorno << "-" << mese << "-" << anno << "." << endl;
  
  Serial << "Puoi anche usare i modificatori, per esempio:" << endl;
  Serial << _BYTE(lettera) << " e " << _HEX(lettera) << " in esadecimale. " << endl;
}

void loop()
{}

Realizzimo uno sketch che conta il numero di pressioni del pulsante e visualizziamo sulla Serial Monitor una stringa che ne da indicazione, il circuito è costituito da:

  • Arduino UNO R3
  • Resitore da 1KOhm
  • 1 pulsante

Lo sketch di esempio è il seguente:

#include <Streaming.h>

#define PULSANTE 11 // pin di input a cui è collegato il pulsante

// Variabili
int ContatorePulsantePremuto = 1; // conta il numero di volte che il pulsante è premuto buttonPushCounter 
int StatoPulsante = 0;            // stato corrente del pulsante
int StatoPulsantePrecedente = 0;  // stato precedente del pulsante

void setup() {
  pinMode(PULSANTE, INPUT); // imposta il pin digitale come output
  Serial.begin(9600);       // inizzializza la seriale a a 9600 bps
}

void loop() {
  StatoPulsante = digitalRead(PULSANTE);
  // legge il valore dell'input e lo conserva

  if (StatoPulsante != StatoPulsantePrecedente) {   // compara lo stato del pulsante attuale con il precedente
    if (StatoPulsante == HIGH) {                    // se lo stato è cambiato incrementa il contatore
      // se lo stato corrente è alto, il pulsante è passato da off a on
      
      // Stampa sulla seriale il numero di pressioni del pulsante
        Serial << "Il pulsante è stato premuto " << ContatorePulsantePremuto << " volte" << endl;
      
      ContatorePulsantePremuto++;
    }
  }

  // salva lo stato corrente nella variabile che indica lo stato precedente per il loop successivo 
  StatoPulsantePrecedente = StatoPulsante;
}

Ad ogni pressione del pulsante sulla seriale compariranno le stringhe:

Esercizio

L’invio dello dello stream del testo può avvenire non solo sulla seriale ma anche su qualsiasi classe derivata da Print, ad esempio su display.

Sapreste ottenere la stessa cosa con un display a 16 colonne e 2 righe?

Suggerimento:

lcd << "Il pulsante è stato premuto " << contatore << " volte" << endl;

Buon Coding a tutti 🙂

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Arduino: Qual è la differenza tra Serial.write() e Serial.print() e quando vengono usati?

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Ho già trattato l’argomento sull’uso di Serial.write() e Serial.print(), però durante le lezioni svolte agli studenti negli scorsi mesi ho aggiunto alle lezioni alcuni contenuti che vi condivido.

Differenza tra Serial.write() e Serial.print()

Serial.write()

La funzione scrive dati binari sulla porta seriale. I dati vengono inviati come byte o serie di byte. Nel caso si abbia la necessità di inviare i caratteri che rappresentano le cifre di un numero bisogna utilizzare la funzione Serial.print().

Serial.print()

Stampa i dati sulla porta seriale come testo ASCII leggibile dagli esseri umani.

Quindi se scriviamo:

Serial.write(0x45); // invia sulla seriale 0100 0101

Serial.print() è più versatile, farà per noi la conversione da ASCII a binario e può anche convertire in binario (BIN), esadecimale (HEX), ottale (OCT), decimale (DEC) ma bisogna specificare come secondo argomento la codifica:

Serial.print(67, BIN) resituisce "1000 0011"
Serial.print(67, OCT) resituisce "103"
Serial.print('M', DEC) resituisce "77"
Serial.print(67, HEX) resituisce "43"

Questo il codice di test:

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  Serial.println(67, BIN);   // resituisce "1000 0011"
  Serial.println(67, OCT);   // resituisce "103"
  Serial.println('M', DEC);  // resituisce "77"
  Serial.println(67, HEX);   // resituisce "43"
}

void loop() {

  // per ora nulla :-)

}

Altro esempio:

Serial.write(0x41);   // A
Serial.write(0x52);   // R
Serial.write(0x44);   // D
Serial.write(0x55);   // U
Serial.write(0x49);   // I
Serial.write(0x4E);   // N
Serial.write(0x4F);   // O

Questo il codice di test:

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  Serial.write(0x41);   // A
  Serial.write(0x52);   // R
  Serial.write(0x44);   // D
  Serial.write(0x55);   // U
  Serial.write(0x49);   // I
  Serial.write(0x4E);   // N
  Serial.write(0x4F);   // O
}

void loop() {
  
  // per ora nulla :-)

}

In modo più rapido con la Serial.print() si ottiene il medesimo risultato:

Serial.print("ARDUINO");

Questo il codice di test:

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  Serial.print("ARDUINO");
}

void loop() {

  // per ora nulla :-)

}

Serial.println() aggiungerà 2 byte di fine riga 0x0D e 0x0A:

Serial.println("ARDUINO");

che permette la stampa del contenuto tra virgolette con l’aggiunta di una nuova linea. Per mostrare l’inserimento di una nuova linea, aggiungiamo la stampa del carattere “-“:

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  Serial.println("ARDUINO");
  Serial.print("-");
}

void loop() {

  // per ora nulla :-)

}

Stesso risultate si ottiene se aggiungiamo manualmente con una Serial.write() i caratteri di fine riga: 0x0D e 0x0A:

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  Serial.print("ARDUINO");
  Serial.write(0x0D);
  Serial.write(0x0A);
  Serial.print("-");
}

void loop() {

  // per ora nulla :-)

}

Provo a chiarire l’utilizzo della Serial.write con la trasmissione di numeri sulla seriale.

Supponiamo di dover inviare sulla seriale il numero 243. La rappresentazione binaria (in 1 e 0) di questo numero è 1111 0011. L’uso del comando Serial.write(243) invierà letteralmente solo 1111 0011. La rappresentazione esadecimale dello stesso numero è 0xF3 e il comando Serial.write(0xF3) invierà la stessa cosa: 1111 0011.

Se dovessimo usare il comando Serial.write(“243”) si avrebbe:

00110010 00110100 00110011

Cosa che può apparire molto strana.

Quando una stringa viene passata come argomento viene suddivisa in singoli caratteri, convertita in ASCII e quindi inviata come byte per ogni carattere.

Si otterrebbe lo stesso risultato se si dovesse usare quanto segue:

Serial.write(50);
Serial.write(52);
Serial.write(51);

In binario: 00110010 00110100 00110011

Vediamo ora cosa succede con la Serial.print().

I comandi Serial.print(243) o Serial.print (“243”) stamperanno entrambi la stessa cosa: 00110010 00110100 00110011. Questo perché il comando print prima converte qualsiasi numero in una rappresentazione di stringa e poi usa il comando Serial.write() per inviare ogni carattere come singoli bit ASCII.

Buon coding a tutti 🙂

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