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Appunti di programmazione su Arduino: esercizi di approfondimento su istruzione switch..case, display a 7 segmenti, Serial.read

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Durante le scorse settimane ho svolto una serie di esercitazioni di laboratorio che avevano l’obiettivo di insegnare l’uso dell’istruzione switch…case e la modalità di ricezione dati seriali in Arduino.

La prima lezione è introdotta nel post:

Appunti di programmazione su Arduino: controllo di flusso – istruzione switch..case

Nell’articolo trovate due link che fanno riferimento a due guide sul sito Arduino in cui viene mostrato come utilizzando l’istruzione switch…case:

  • per inviare un output specifico sulla Serial monitor in funzione del valore letto dal sensore;
  • usare la Serial input per accendere uno specifico LED.

La seconda lezione è basata sul tutorial:

Arduino – lezione 08: display a 7 segmenti e creazione di librerie

In cui viene mostrato come pilotare un display a 7 segmenti realizzando un contatore da 0 a 9, e cicli di visualizzazione di numeri pari e numeri dispari. Nella parte finale del tutorial viene mostrato come realizzare una libreria dedicata alla gestione del display a 7 segmenti.

La terza lezione mostra come ricevere dati dalla seriale in Arduino.

Per questa parte è indispensabile svolgere le esercitazioni che trovate nelle slide:

Alfabeto di Arduino – Lezione 3 da pagina 53 a pagina 62

Successivamente aggiungo gli esercizi che di seguito condivido, in cui riprendendo la gestione del display a 7 segmenti, però questa volta inviamo dati dal computer mediante la tastiera al display comandato da Arduino.

Per lo svolgimento di questa parte è necessario effettuare una piccola variazione rispetto al circuito mostrato in: Arduino – lezione 08: display a 7 segmenti e creazione di librerie in questa lezione volutamente utilizzo tra tutti i pin il piedino 1 di Arduino che viene utilizzato normalmente come pin TX e ciò provoca un comportamento anomalo di accensione del LED e del display, ciò mi permette di spiegare l’utilizzo dei pin 0 e 1 di Arduino.

Il circuito da realizzare per la terza lezione è il seguente (i pin di controllo di Arduino sono presi in maniera sequenziale dal pin 6 al pin 12)

Esercitazione 1

  • Realizzare un contasecondi da 0 a 9 utilizzando un display 7 segmenti a catodo comune

Soluzione

// Prof. Michele Maffucci
// 14.04.2019

// Conteggio 9 secondi con display 7 segmenti a catodo comune

// definizione delle variabili a cui collegare ogni segmento del display
// la lettera rappresenta il segmento del display il numero il pin
// digitale di Arduino a cui è collegato il corrispondente pin del display

const int a=12;
const int b=11;
const int c=10;
const int d=9;
const int e=8;                           
const int f=7;
const int g=6;

// variabile che definisce la velocità con cui appaiono i numeri
const int pausa = 1000;

void setup()
{
  // inizializzazione dei pin ad OUTPUT
  for (int i=6; i<13; i++) {
    pinMode(i, OUTPUT); 
  }
}

void loop ()
{
  for (int i=0;i<10;i++) 
  {
    LedAcceso(i);
    delay (pausa);
  }
}

void LedAcceso(int n)
{
  switch(n)
  {
  case 0:
    digitalWrite(a, HIGH);
    digitalWrite(b, HIGH);
    digitalWrite(c, HIGH); 
    digitalWrite(d, HIGH); 
    digitalWrite(e, HIGH);
    digitalWrite(f, HIGH);
    digitalWrite(g, LOW);
    break;

  case 1:
    digitalWrite(a, LOW);
    digitalWrite(b, HIGH);
    digitalWrite(c, HIGH); 
    digitalWrite(d, LOW); 
    digitalWrite(e, LOW);
    digitalWrite(f, LOW);
    digitalWrite(g, LOW);
    break;

  case 2:
    digitalWrite(a, HIGH);
    digitalWrite(b, HIGH);
    digitalWrite(c, LOW); 
    digitalWrite(d, HIGH); 
    digitalWrite(e, HIGH);
    digitalWrite(f, LOW);
    digitalWrite(g, HIGH);
    break;
  case 3:
    digitalWrite(a, HIGH);
    digitalWrite(b, HIGH);
    digitalWrite(c, HIGH); 
    digitalWrite(d, HIGH); 
    digitalWrite(e, LOW);
    digitalWrite(f, LOW);
    digitalWrite(g, HIGH);
    break;

  case 4:
    digitalWrite(a, LOW);
    digitalWrite(b, HIGH);
    digitalWrite(c, HIGH); 
    digitalWrite(d, LOW); 
    digitalWrite(e, LOW);
    digitalWrite(f, HIGH);
    digitalWrite(g, HIGH);
    break;

  case 5:
    digitalWrite(a, HIGH);
    digitalWrite(b, LOW);
    digitalWrite(c, HIGH); 
    digitalWrite(d, HIGH); 
    digitalWrite(e, LOW);
    digitalWrite(f, HIGH);
    digitalWrite(g, HIGH);
    break;

  case 6:
    digitalWrite(a, HIGH);
    digitalWrite(b, LOW);
    digitalWrite(c, HIGH); 
    digitalWrite(d, HIGH); 
    digitalWrite(e, HIGH);
    digitalWrite(f, HIGH);
    digitalWrite(g, HIGH);
    break;

  case 7:
    digitalWrite(a, HIGH);
    digitalWrite(b, HIGH);
    digitalWrite(c, HIGH); 
    digitalWrite(d, LOW); 
    digitalWrite(e, LOW);
    digitalWrite(f, LOW);
    digitalWrite(g, LOW);
    break;

  case 8:
    digitalWrite(a, HIGH);
    digitalWrite(b, HIGH);
    digitalWrite(c, HIGH); 
    digitalWrite(d, HIGH); 
    digitalWrite(e, HIGH);
    digitalWrite(f, HIGH);
    digitalWrite(g, HIGH);
    break;

  case 9:
    digitalWrite(a, HIGH);
    digitalWrite(b, HIGH);
    digitalWrite(c, HIGH); 
    digitalWrite(d, HIGH); 
    digitalWrite(e, LOW);
    digitalWrite(f, HIGH);
    digitalWrite(g, HIGH);
    break;
  }
}

Esercitazione 2

  • Scrittura mediante tastiera (su serial monitor) di un numero da 0 a 9.
  • La scrittura avviene quando viene premuto l’invio della tastiera.

Soluzione

// Prof. Michele Maffucci
// 14.04.2019
// Scrittura mediante tastiera (su serial monitor) di un numero da 0 a 9
// La scrittura avviene quando si preme invio.

// definizione delle variabili a cui collegare ogni segmento del display
// la lettera rappresenta il segmento del display il numero il pin
// digitale di Arduino a cui è collegato il corrispondente pin del display

const int a = 12;
const int b = 11;
const int c = 10;
const int d = 9;
const int e = 8;
const int f = 7;
const int g = 6;

void setup()
{
  // inizializzazione della seriale
  Serial.begin(9600);

  // inizializzazione dei pin ad OUTPUT
  for (int i = 6; i < 13; i++) {
    pinMode(i, OUTPUT);
  }
}

void loop()
{
  if (Serial.available()) {
    int selettore = Serial.read();
    LedAcceso(selettore);
  }
}

void LedAcceso(int n)
{
  switch (n)
  {
    case '0':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '1':
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '2':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, LOW);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;
      
    case '3':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '4':
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '5':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '6':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '7':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '8':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '9':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;
  }
}

Esercitazione 3

  • Scrittura mediante tastiera (su serial monitor) di un numero da 0 a 9.
  • La scrittura avviene quando viene premuto l’invio della tastiera.
  • All’avvio del programma deve essere mostrato un gioco di luci con accensione e spegnimento veloce in sequenza dei led: a, b, c, d, e, f del display

Soluzione

// Prof. Michele Maffucci
// 14.04.2019
// Scrittura mediante tastiera (su serial monitor) di un numero da 0 a 9
// La scrittura avviena quando si preme invio.
// All'avvio del programma gioco di luci con accensione veloce dei led: a, b, c, d, e, f 

// definizione delle variabili a cui collegare ogni segmento del display
// la lettera rappresenta il segmento del display il numero il pin
// digitale di Arduino a cui è collegato il corrispondente pin del display

const int a = 12;
const int b = 11;
const int c = 10;
const int d = 9;
const int e = 8;
const int f = 7;
const int g = 6;

const int intervallo = 10;

void setup()
{
  // inizializzazione della seriale
  Serial.begin(9600);

  // inizializzazione dei pin ad OUTPUT
  for (int i = 6; i < 13; i++) {
    pinMode(i, OUTPUT);
  }
  roll();
}

void loop()
{
  if (Serial.available()) {
    int selettore = Serial.read();
    LedAcceso(selettore);
  }
}

void roll() {
  for (int i = 0; i < 6; i++) {
      digitalWrite(a, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(a, LOW);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(b, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(b, LOW);
      delay(intervallo);      
      digitalWrite(c, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(c, LOW);
      delay(intervallo);      
      digitalWrite(d, HIGH);
      delay(intervallo); 
      digitalWrite(d, LOW);
      delay(intervallo);      
      digitalWrite(e, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(e, LOW);
      delay(intervallo);      
      digitalWrite(f, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(f, LOW);
      delay(intervallo);
  }
}

void LedAcceso(int n)
{
  switch (n)
  {
    case '0':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '1':
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '2':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, LOW);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '3':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '4':
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '5':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '6':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '7':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '8':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '9':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;
  }
}

Esercitazione 4

  • Scrittura mediante tastiera (su serial monitor) di un numero da 0 a 9.
  • La scrittura avviene quando viene premuto l’invio della tastiera.
  • All’avvio del programma deve essere mostrato un gioco di luci con accensione e spegnimento veloce in sequenza dei led: a, b, c, d, e, f del display
  • Alla pressione di un tasto diverso dai numeri da 0 a 9, gioco di luci e spegnimento del display.

Soluzione

// Prof. Michele Maffucci
// 14.04.2019
// Scrittura mediante tastiera (su serial monitor) di un numero da 0 a 9
// La scrittura avviena quando si preme invio.
// All'avvio del programma gioco di luci con accensione veloce dei led: a, b, c, d, e, f
// Alla pressione di un tasto diverso dai numeri da 0 a 9, gioco di luci e spegnimento del display.

// definizione delle variabili a cui collegare ogni segmento del display
// la lettera rappresenta il segmento del display il numero il pin
// digitale di Arduino a cui è collegato il corrispondente pin del display

const int a = 12;
const int b = 11;
const int c = 10;
const int d = 9;
const int e = 8;
const int f = 7;
const int g = 6;

const int intervallo = 10;

void setup()
{
  // inizializzazione della seriale
  Serial.begin(9600);

  // inizializzazione dei pin ad OUTPUT
  for (int i = 6; i < 13; i++) {
    pinMode(i, OUTPUT);
  }
  roll();
}

void loop()
{
  if (Serial.available()) {
    int selettore = Serial.read();
    LedAcceso(selettore);
  }
}

void roll() {
  for (int i = 0; i < 6; i++) {
      digitalWrite(a, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(a, LOW);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(b, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(b, LOW);
      delay(intervallo);      
      digitalWrite(c, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(c, LOW);
      delay(intervallo);      
      digitalWrite(d, HIGH);
      delay(intervallo); 
      digitalWrite(d, LOW);
      delay(intervallo);      
      digitalWrite(e, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(e, LOW);
      delay(intervallo);      
      digitalWrite(f, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(f, LOW);
      delay(intervallo);
  }
}

void LedAcceso(int n)
{
  switch (n)
  {
    case '0':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '1':
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '2':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, LOW);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '3':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '4':
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '5':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '6':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '7':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '8':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '9':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    default:
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, LOW);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      roll();
  }
}

Esercitazione 5

  • Scrittura mediante tastiera (su serial monitor) di un numero da 0 a 9.
  • La scrittura avviene quando viene premuto l’invio della tastiera.
  • All’avvio del programma deve essere mostrato un gioco di luci con accensione e spegnimento veloce in sequenza dei led: a, b, c, d, e, f del display.
  • Alla pressione di un tasto diverso dai numeri da 0 a 9, gioco di luci e spegnimento del display.
  • Alla pressione di un numero da 0 a 9 prima della comparsa del numero mostrare gioco di luci.

Soluzione

// Prof. Michele Maffucci
// 14.04.2019
// Scrittura mediante tastiera (su serial monitor) di un numero da 0 a 9
// La scrittura avviena quando si preme invio.
// All'avvio del programma gioco di luci con accensione veloce dei led: a, b, c, d, e, f
// Alla pressione di un tasto diverso dai numeri da 0 a 9, gioco di luci e spegnimento del display.
// Alla pressione di un numero da 0 a 9 prima della comparsa del numero mostrare gioco di luci.

// definizione delle variabili a cui collegare ogni segmento del display
// la lettera rappresenta il segmento del display il numero il pin
// digitale di Arduino a cui è collegato il corrispondente pin del display

const int a = 12;
const int b = 11;
const int c = 10;
const int d = 9;
const int e = 8;
const int f = 7;
const int g = 6;

const int intervallo = 10;

void setup()
{
  // inizializzazione della seriale
  Serial.begin(9600);

  // inizializzazione dei pin ad OUTPUT
  for (int i = 6; i < 13; i++) {
    pinMode(i, OUTPUT);
  }
  roll();
}


void loop()
{
  if (Serial.available()) {
    int selettore = Serial.read();
    LedAcceso(selettore);
  }
}

void roll() {
  // spegnimento di tutti i led del display
  digitalWrite(a, LOW);
  digitalWrite(b, LOW);
  digitalWrite(c, LOW);
  digitalWrite(d, LOW);
  digitalWrite(e, LOW);
  digitalWrite(f, LOW);
  digitalWrite(g, LOW);

  // ciclo di sei accensioni e spegnimenti dei led a, b, c, d, e, f
  for (int i = 0; i < 6; i++) {
    digitalWrite(a, HIGH);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(a, LOW);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(b, HIGH);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(b, LOW);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(c, HIGH);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(c, LOW);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(d, HIGH);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(d, LOW);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(e, HIGH);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(e, LOW);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(f, HIGH);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(f, LOW);
    delay(intervallo);
  }
}

void LedAcceso(int n)
{
  switch (n)
  {
    case '0':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '1':
      roll();
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '2':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, LOW);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '3':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '4':
      roll();
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '5':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '6':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '7':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '8':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '9':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    default:
      roll();
  }
}

Esercitazione 6

Realizzare le stesse funzionalità dell’esercizio 5 ma ottimizzare la funzione roll() in modo che lo spegnimento iniziale dei LED sia costituito da un ciclo for e l’accensione e lo spegnimento sequenziale sia realizzato da due cicli for annidati.

Soluzione

// Prof. Michele Maffucci
// 14.04.2019
// Scrittura mediante tastiera (su serial monitor) di un numero da 0 a 9
// La scrittura avviena quando si preme invio.
// All'avvio del programma gioco di luci con accensione veloce dei led: a, b, c, d, e, f
// Alla pressione di un tasto diverso dai numeri da 0 a 9, gioco di luci e spegnimento del display.
// Alla pressione di un numero da 0 a 9 prima della comparsa del numero mostrare gioco di luci

// Versione in cui la funzione roll() è stata ottimizzata
// Lo spegnimento iniziale dei LED è costituito da un ciclo for e l'accensione e lo spegnimento sequenziale
// è realizzato da due cicli for annidati.

// definizione delle variabili a cui collegare ogni segmento del display
// la lettera rappresenta il segmento del display il numero il pin
// digitale di Arduino a cui è collegato il corrispondente pin del display

const int a = 12;
const int b = 11;
const int c = 10;
const int d = 9;
const int e = 8;
const int f = 7;
const int g = 6;

const int intervallo = 10;

void setup()
{
  // inizializzazione della seriale
  Serial.begin(9600);

  // inizializzazione dei pin ad OUTPUT
  for (int i = 6; i < 13; i++) {
    pinMode(i, OUTPUT);
  }
  roll();
}


void loop()
{
  if (Serial.available()) {
    int selettore = Serial.read();
    LedAcceso(selettore);
  }
}

// funzione per gioco di luci
void roll() {

  // spegnimento di tutti i led del display
  for (int i = 6; i < 13; i++) {
    digitalWrite(i, LOW);
  }

  // ciclo di sei accensioni e spegnimenti dei led a, b, c, d, e, f
  for (int m = 0; m < 6; m++) {
    for (int p = 12; p > 6; p--) {
      digitalWrite(p, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(p, LOW);
      delay(intervallo);
    }
  }
}

// la funzione LedAcceso prende come input il carattere numerico che deve essere mostrato su display
// prima che venga stampato il numero viene eseguita la funzione roll()
void LedAcceso(int n)
{
  switch (n)
  {
    case '0':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '1':
      roll();
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '2':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, LOW);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '3':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '4':
      roll();
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '5':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '6':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '7':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '8':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '9':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    default:
      roll();
  }
}

Esercitazione 7

Realizzare le stesse funzionalità dell’esercizio 6 realizzando una libreria di gestione “LedAcceso.h” richiamata dallo sketch principale. Per l’esecuzione di questo esercizio seguire le indicazioni fornite al fondo del tutorial: Arduino – lezione 08: display a 7 segmenti e creazione di librerie

Soluzione

LedAcceso.cpp

/* display_sette_segmenti.cpp
libreria che consente il controllo di un display a 7 segmenti a catodo comune
del tipo HDSP 5503
*/

#include "Arduino.h"

const int a = 12;
const int b = 11;
const int c = 10;
const int d = 9;
const int e = 8;
const int f = 7;
const int g = 6;

const int intervallo = 10;

// funzione per gioco di luci
void roll() {

  // spegnimento di tutti i led del display
  for (int i = 6; i < 13; i++) {
    digitalWrite(i, LOW);
  }

  // ciclo di sei accensioni e spegnimenti dei led a, b, c, d, e, f
  for (int i = 0; i < 6; i++) {
    for (int j = 12; j > 6; j--) {
      digitalWrite(j, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(j, LOW);
      delay(intervallo);
    }
  }
}

// la funzione LedAcceso prende come input il carattere numerico che deve essere mostrato su display
// prima che venga stampato il numero viene eseguita la funzione roll()
void LedAcceso(int n)
{
  switch (n)
  {
    case '0':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '1':
      roll();
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '2':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, LOW);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '3':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '4':
      roll();
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '5':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '6':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '7':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '8':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '9':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    default:
      roll();
  }
}

LedAcceso.h

/* LedAcceso.h
   header file della libreria LedAcceso
*/
 
#include "Arduino.h"
 
void LedAcceso(int n);  // prototipo della funzione
void roll();            // prototipo della funzione

sketch

// Prof. Michele Maffucci
// 14.04.2019
// Scrittura mediante tastiera (su serial monitor) di un numero da 0 a 9
// La scrittura avviena quando si preme invio.
// All'avvio del programma gioco di luci con accensione veloce dei led: a, b, c, d, e, f
// Alla pressione di un tasto diverso dai numeri da 0 a 9, gioco di luci e spegnimento del display.
// Alla pressione di un numero da 0 a 9 prima della comparsa del numero mostrare gioco di luci

// Versione con inclusione della libreria di gestione dell'accensione del display

// definizione delle variabili a cui collegare ogni segmento del display
// la lettera rappresenta il segmento del display il numero il pin
// digitale di Arduino a cui è collegato il corrispondente pin del display

#include "LedAcceso.h"

const int a = 12;
const int b = 11;
const int c = 10;
const int d = 9;
const int e = 8;
const int f = 7;
const int g = 6;

const int intervallo = 10;

void setup()
{
  // inizializzazione della seriale
  Serial.begin(9600);

  // inizializzazione dei pin ad OUTPUT
  for (int i = 6; i < 13; i++) {
    pinMode(i, OUTPUT);
  }
  roll();
}

void loop()
{
  // verifica se sulla serial monitor è presente un carattere,
  // se la condizione è vera viene letto il carattere presente sulla serial monitor
  if (Serial.available()) {
    int selettore = Serial.read();
    LedAcceso(selettore);
  }
}

Buon Coding a tutti 🙂

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Appunti di programmazione su Arduino: controllo di flusso – istruzione switch..case

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Nella scorsa settimana e in quella che verrà, con gli allievi di 3A e 3B Automazione ho svolto e svolgerò alcune esercitazioni sul controllo di flusso per gestire valori provenienti da sensori e controllare l’attivazione di motori elettrici mediante tastiera del computer e tastierino numerico esterno. Al fine di approfondire l’uso in C del controllo di flusso aggiungo alcune informazioni aggiuntive sull’uso dell’istruzione switch..case, per le altre istruzioni sul controllo di flusso si consulti su questo sito la sezione: Usare Arduino -> Appunti di Programmazione -> controllo di flusso

Come accade per l’istruzione if, l’istruzione switch…case, che viene chiamata anche istruzione di selezione multipla, permette il controllo di flusso dei vostri programmi permettendo di specificare porzioni diverse di codice da eseguire in funzione di una serie di condizioni impostate.

In particolare, l’istruzione switch (interruttore) confronta il valore intero costante con i valori specificati nelle etichetta case (caso). Quando viene trovata un’istruzione case il cui valore corrisponde a quello passato dallo switch, viene eseguito il codice contenuto nel case.

Nel caso in cui non venga riscontrata nessuna occorrenza del valore passato dalla switch, sarà eseguita la sezione default.

L’istruzione break consente l’uscita dall’istruzione switch e viene in genere utilizzata alla fine di ogni case, portando il controllo del programma a continuare con la prima istruzione dopo l’istruzione switch.

Nel caso in cui il break non venga inserita all’interno del case, l’istruzione switch continuerà ad eseguire le istruzioni che seguono, comportamento che viene chiamato “falling-through”, fino all’interruzione o alla fine dell’istruzione switch.

Nel caso in cui il break non fosse inserito in ognuno dei case, ogni volta che fosse incontrata una corrispondenza con uno dei case, verrebbero eseguite anche tutte le istruzioni dei case rimanenti, nel caso in cui non venga riscontrata nessuna occorrenza del valore passato dalla switch, sarà eseguita la sezione default e successivamente visualizzato un messaggio di errore.

Si faccia attenzione che quando si utilizza il comando switch, ogni singolo case può essere utilizzato solamente per controllare una espressione intera costante, cioè ogni combinazione di costanti di carattere e interi che possono essere valutati come valori interi, le costanti intere sono semplicemente dei valori interi ed una variabile di tipo carattere è rappresentata con il carattere specifico posto tra apici singoli, come ‘M’. Si ricordi che i caratteri sono in realtà dei valori interi memorizzati in un byte.

Sintassi

switch (variabile) { 
   case label:
   // istruzioni
   break;
case label:
   // istruzioni
   break;
default: 
   // istruzioni
   break;
}

Vi rimando al reference on-line sul sito di Arduino per analizzare alcuni esempi che svilupperemo con ulteriori esercitazioni tratte dalle mie slide e che svolgeremo a lezioni:

Buon lavoro 🙂

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5 Repliche

In questa lezione:

  • soluzione ai problemi assegnati
  • operatori di uguaglianza e confronto
  • operatori logici
  • uso del costrutto condizionale if
  • uso del costrutto condizionale if…then
  • uso del costrutto condizionale switch
  • esercizi

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