الفرق بين المراجعتين ل"Arduino/Topics"

مراجعة 14:43، 27 أكتوبر 2018

بنية لغة Arduino C

مجالات استخدام لغة Arduino C

البنية الأولية للشيفرة في أردوينو

لابد لكل شيفرة من شيفرات أردوينو أن تحوي الدالتين التاليتين:

`setup()‎`

تستدعى الدالة setup()‎ أولًا عند البدء بتنفيذ الشيفرة (المخطط [sketch] كما تُطلِق عليه أردوينو)، إذ تُستَعمل لتهيئة المتغيرات، وأوضاع الأرجل، وواجهات التخاطب، والبدء باستعمال المكتبات ...إلخ. انتبه إلى أنَّ الدالة setup()‎ ستُنفَّذ مرةً واحدةً فقط بعد تشغيل لوحة أردوينو أو تصفيرها (reset).

`loop()‎`

بعد إنشاء الدالة setup()‎ التي تهيئ وتضبط القيم الأولية المراد استعمالها، تعمل الدالة loop()‎ على «تكرار» الشيفرة المكتوبة بداخلها -كما يشير اسمها بالضبط- على التوالي متيحةً بذلك لبرنامجك بالتحكم بلوحة أردوينو والتغيُّر والاستجابة للبيئة والعناصر المرتبطة بها.

بنى التحكم

`break`

تُستعمَل الكلمة break المفتاحية للخروج من الحلقات for، أو while، أو do...while التكرارية، إذ تتخطى الشيفرة التي بعدها وشروط الحلقة المحددِّة وتخرج منها. تُستعمَل أيضًا للخروج من التعبير switch...case البرمجي.

`continue`

تتخطى الكلمة continue المفتاحية الشيفرة التي تليها في حلقة التكرار (مثل الحلقات for، أو while، أو do...while التكرارية) إلى عملية التحقق من التعبير الشرطي لتلك الحلقة ثم يُستأنَف عمل حلقة التكرار بشكل طبيعي.

`dowhile`

تعمل الحلقة do...while التكرارية بنفس الطريقة التي تعمل بها الحلقة while باستثناء أنه يُتحقق من الشرط في نهاية الحلقة وليس في بدايتها. هذا يعني أنَّ الحلقة ستُنفَّذ مرة واحدة على الأقل.

`else`

يسمح التعبير if...else الشرطي بالتحكم بشكل أوسع بتسلسل عملية التحقق من عدة شروط معينة عند تنفيذ الشيفرة عوضًا عن التحقق من شرط وحيد عند استعمال التعبير if. ستُنفَّذ العبارة else (إن وجدت) إن لم يتحقق الشرط المعطى في العبارة if ( أي أعطى القيمة false). يمكن أيضًا استعمال العبارة else مع العبارة if بالشكل else if لإضافة شرط آخر للتحقق منه وبذلك يمكن إجراء عدة عمليات تحقق متتابعة في الوقت نفسه.

`for`

تُستعمَل الحلقة for لتكرار كتلة برمجية معينة من الشيفرة عددًا محدَّدًا من المرات. يُستعمَل في هذه الحلقة عادةً عدادٌ لتتبع عدد مرات تكرار الشيفرة ومقاطعتها عند الوصول إلى عدد محدَّد. يمكن استعمال الحلقة for مع أية عملية تكرارٍ، وتُستعمَل بكثرة مع المصفوفات لتنفيذ عملية معينة على عناصرها التي قد تكون بيانات عادية أو أرجل معينة.

`goto`

تنقل الكلمة goto المفتاحية البرنامج إلى موضع معين ضمن الشيفرة.

`if`

يتحقَّق التعبير if الشرطي من شرط معيَّن وينفِّذ الكتلة البرمجية المكتوبة ضمنه إن كان محقَّقًا (أي كانت قيمته true).

`return`

تقاطع الكلمة return المفتاحية تنفيذ أيَّ دالةٍ وتعيد قيمةً من الدالة إلى من استدعاها إن حدُّدت.

`switchcase`

يتحقَّق التعبير switch...case -كما في if- من قيمة محدَّدة بطريقة تسمح للمبرمج بتحديد عدة شيفرات تُنفَّذ إحداها بناءً على تلك القيمة المفحوصة.

`while`

تكرِّر الحلقة while تنفيذ الكتلة البرمجية التي ضمنها بشكل مستمر ولا نهائي ما دامت قيمة الشرط المنطقي الموجود بين القوسين هي true (اطلع على البينة العامة في توثيق الحلقة)؛ متى ما أصبحت قيمة الشرط المنطقي false، تتوقف الحلقة وتخرج.

صيغ إضافية

`‎#define`

التعبير ‎#define هو أحد العناصر المفيدة في C، إذ يسمح بإعطاء اسمٍ لقيمةٍ ثابتةٍ قبل أن يُفسَّر البرنامج. الثوابت المعرَّفة باستعمال هذا التعبير في أردوينو لا تحتل أيَّة مساحةٍ من ذاكرة البرنامج على الشريحة (chip). سيبدِّل المفسِّر (compiler) القيمة المعرَّفة مكان المراجع التي تشير إلى هذه الثوابت أثناء عملية تصريف الشيفرة.

`‎#include`

يُستعمَل التعبير ‎#include لتضمين مكتبات خارجية في شيفرتك. هذا يساعد المبرمج على الوصول إلى مجموعة أكبر من مكتبات C القياسية (التي هي مجموعة من الدوال المُنشَأ مسبقًا) والمكتبات التي كُتبَت خصِّيصًا لأردوينو.

`;`

تُستعمَل الفاصلة المنقوطة ; لإنهاء كل تعبير برمجي في لغة أردوينو C.

`{}`

القوسان المعقوصان {} (curly braces، أو braces فقط أو curly brackets) هما جزءٌ لا يتجزأ من لغة C. يستعملان في بُنى عديدة مثل بنى التحكم وغيرها وهذا يربك أحيانًا المبتدئين أثناء تعلمهم اللغة.

`//`

تبدأ التعليقات السطرية بخطين مائلين متجاورين // وتنتهي بنهاية السطر بشكل تلقائي. سيُتجاهل أي شيء يلي الرمزين // حتى نهاية السطر أثناء تفسير الشيفرة.

`/* */`

تبدأ التعليقات الكتلية (block comment) أو التعليقات متعددة الأسطر (multi-line comment) بالرمز */ وتنتهي بالرمز /*. يمكن أن يمتد هذا التعليق على عدَّة أسطر بحسب الحاجة؛ ومتى ما قرأ المفسِّر الرمز */، سيتجاهل كل ما كُتِب بعده حتى يصل إلى الرمز /*.

المعاملات في لغة أردوينو C

المعاملات الحسابية

تجري المعاملات الحسابية (Arithmetic Operators) العمليات الحسابية الأساسية الأربعة (الجمع والطرح والضرب والقسمة) بالإضافة إلى عمليات أخرى مثل حساب باقي القسمة وإسناد قيمٍ إلى متغيراتٍ.

معاملات الموازنة

تجري معاملات الموازنة (Comparison Operators) عمليةَ موازنةٍ -كما هو اسمها- بين قيمتين أو متغيِّرين أو متغير وقيمة معينة ثم تعيد قيمة منطقية تمثِّل حالة أحد المعاملين (أكبر أو أصغر أو يساوي ...إلخ) نسبةً للآخر.

المعاملات المنطقية

تجري المعاملات المنطقية (Boolean Operators) العمليات المنطقية (العملية AND أو العملية OR أو العملية NOT) على القيم أو التعابير المنطقية ثم تعيد القيمة المنطقية الناتجة.

معاملات وصول المؤشر

معاملات وصول المؤشر هي (Pointer Access Operators) هي المعاملات التي تُستعمَل مع المؤشرات لتوفير وصول المؤشر إلى عناوين المتغيرات في الذاكرة والإشارة إليها، وإمكانية وصول المتغيرات إلى القيم المحتواة في عناوين الذاكرة التي تشير إليها المؤشرات.

معاملات الأعداد الثنائية

تجري معاملات الأعداد الثنائية (Bitwise Operators) جميع العمليات المنطقية وعمليات الإزاحة على بتات الأعداد والقيم الثنائية ثم تعيد القيمة الناتجة.

معاملات مركَّبة

تستعمل المعاملات المركبة (Compound Operators) في كتابة الشيفرات في أردوينو بكثرة لتصفير وضبط وقلب بتات معينة في القيم الثنائية وغيرها من العمليات المهمة التي تسهِّل وتبسِّط عملية كتابة الشيفرة كثيرًا.

أنواع البيانات

الكائن `string`

تنشئ الدالة String()‎ نسخةً من الصنف String الذي يوفِّر الكثير من الأدوات للتعامل مع السلاسل النصية وإجراء عمليات عليها.

`array`

المصفوفة هي مجموعة من المتغيرات والثوابت الموضوعة في وعاء واحد والتي يمكن الوصول إليها والتعامل معها عبر رقم فهرس كلٍّ منها.

`bool`

يخزِّن المتغير الذي يصرَّح عنه بأنَّه من النوع bool إحدى القيمتين المنطقيَّتين التاليتين: true، أو false عبر حجز بايتٍ واحدٍ من الذاكرة فقط.

`boolean`

النوع boolean هو نوع غير قياسي، وهو اسمٌ بديل للنوع bool المُعرَّف في أردوينو.

`byte`

يُخزِّن النوع byte عددًا عديم الإشارة بحجم 8 بت.

`char`

يحجز النوع char بايتًا واحدًا من الذاكرة ويخزِّن فيه قيمة محرف محدَّد.

`double`

يحجز النوع double أربعة بايتات من الذاكرة فقط في لوحات أردوينو Uno (والتي تعتمد على متحكمات ATMega) أو ثمانية بايتات في اللوحات Due لتخزين عدد عشري فيها.

`float`

يحجز النوع float أربعة بايتات من الذاكرة لتخزين عدد عشري فيها.

`int`

يحجز النوع int حجمًا مقداره 2 بايت من الذاكرة في لوحات أردوينو Uno (وتلك التي تعتمد على متحكمات ATMega) أو 4 بايت في لوحات أردوينو Due (وتلك التي تعتمد على متحكمات SAMD) لتخزين عدد صحيح فيه.

`long`

تحجز النوع long حجمًا كبيرًا من الذاكرة مقداره 4 بايت يُستعمَل لتخزين الأعداد التي تتسم بأنَّها طويلة.

`short`

يحجز النوع short في جميع لوحات أردوينو (التي تعتمد على المتحكمات ATMega و ARM) حجمًا من الذاكرة مقداره 2 بايت لتخزين عدد قصير فيه.

`string`

يمثِّل النوع string سلسلةً نصيةً مؤلفةً من عدة محارف مرتبطة مع بعضها بعضًا. تُستعمَل مصفوفة من المحارف لتخزين هذا النوع من البيانات واستدعائها والتعامل معها لاحقًا.

`unsigned char`

يحجز النوع unsigned char حجمًا من الذاكرة مقداره 1 بايت فقط.

`unsigned int`

يحجز النوع unsigned int حجمًا من الذاكرة مقداره 2 بايت في لوحات أردونيو Uno واللوحات التي تعتمد على متحكمات ATMega أو 4 بايت في لوحات أردوينو Due لتخزين عدد صحيح عديم الإشارة فيها.

`unsigned long`

يحجز النوع unsigned long حجمًا كبيرًا من الذاكرة مقداره 4 بايت يُستعمَل لتخزين الأعداد عديمة الإشارة التي تتسم بأنَّها طويلة.

`void`

تُستعمَل الكلمة المفتاحية void مع الدوال التي يُعرِّفها المبرمج في الشيفرة لتُشير إلى أنَّه لا يُتوقَّع أن تعيد هذه الدالة بعد انتهاء تنفيذها أيَّة بيانات إلى من استدعاها.

`word`

تُخزِّن المتغيرات التي من النوع word عددًا عديم الإشارة بحجم 2 بايت.

الدوال

دوال التحكم بأرجل الدخل والخرج الرقمية

دوال التحكم بأرجل الدخل والخرج التشابهية

دوال متقدمة للتحكم بأرجل الدخل والخرج

دوال التوقيت

الدوال الرياضية

دوال التعامل مع المحارف

دوال التحويل

دوال توليد الأعداد العشوائية

دوال التحكم بالبتات والبايتات

دوال التحكم بالمقاطعات

دوال التحكم بالاتصالات

دوال التحكم بالمنفذ USB

الثوابت والمتغيرات

الثوابت

`floatingpointconstants`

`integerconstants`

`constants`

مجال وقيود المتغير (Variable Scope & Qualifiers)

`const`

الكلمة const المفتاحية هي اختصار للكلمة «ثابت» (constant)، وهي مقيِّدةٌ للمتغيرات التي تٌستعمَل معها، إذ تعدِّل سلوك المتغير لتجعله في وضع «القراءة فقط» (read-only).

`scope`

تملك المتغيرات في لغة C، التي اشتقَّت لغة أردونيو منها، خاصيةً تدعى «مجال» (scope) تحدِّد مجال استعمال هذه المتغيرات ومن يمكنه الوصول إليها. هذا يختلف عن الإصدارات الحديثة للغاتٍ مثل BASIC التي يكون فيها المتغير عامًّا (global) دومًا.

`static`

تُستعمَل الكلمة المفتاحية static عند إنشاء متغيرات مرئيَّة لدالةٍ واحدة فقط من أجل الحفاظ على محتواها بعد انتهاء تنفيذ تلك الدالة المستدعاة وحتى الاستدعاء التالي لها خلافًا للمتغيرات المحلية التي تُنشَأ وتدمَّر في كل مرة تُستدعَى فيها الدالة.

`volatile`

تصنَّف الكلمة volatile المفتاحية ضمن «مقيدات المتغيرات» (variable qualifier)، وتُستعمَل عادةً قبل نوع المتغير عند تعريفه لتوجيه المصرِّف إلى تحميل المتغير من الذاكرة RAM وليس من سجلات التخزين للذاكرة المؤقتة (الذاكرة flash) حيث تُخزَّن جميع متغيرات البرنامج.

أدوات إضافية

`PROGMEM`

تخبر الكلمة PROGMEM المفتاحية المصرَّف بأنَّ يضع بيانات المتغير التي استعملت معه في الذاكرة flash بدلًا من وضعها في الذاكرة SRAM حيث يجب أن تخزَّن بالحالة الطبيعية.

`sizeof()‎`

تعيد الدالة sizeof()‎ الحجم المحجوز من الذاكرة بالبايت لمتغير أو مصفوفة معيَّنة.

@@ سطر 55: / سطر 55: @@
 تستعمل المعاملات المركبة (Compound Operators) في كتابة الشيفرات في أردوينو بكثرة لتصفير وضبط وقلب بتات معينة في القيم الثنائية وغيرها من العمليات المهمة التي تسهِّل وتبسِّط عملية كتابة الشيفرة كثيرًا.
 ==أنواع البيانات==
+===الكائن <code>[[Arduino/stringobject|string]]</code>===
-=== الكائن <code>[[Arduino/stringobject|string]]</code> ===
 تنشئ الدالة <code>String()‎</code> نسخةً من الصنف <code>String</code> الذي يوفِّر الكثير من الأدوات للتعامل مع السلاسل النصية وإجراء عمليات عليها.
 ===<code>[[Arduino/array|array]]</code>===
 المصفوفة هي مجموعة من المتغيرات والثوابت الموضوعة في وعاء واحد والتي يمكن الوصول إليها والتعامل معها عبر رقم فهرس كلٍّ منها.
 ===<code>[[Arduino/bool|bool]]</code>===
 يخزِّن المتغير الذي يصرَّح عنه بأنَّه من النوع <code>bool</code> إحدى القيمتين المنطقيَّتين التاليتين: <code>[[Arduino/constants#.D8.A7.D9.84.D8.AB.D8.A7.D8.A8.D8.AA true|true]]</code>، أو <code>[[Arduino/constants#.D8.A7.D9.84.D8.AB.D8.A7.D8.A8.D8.AA false|false]]</code> عبر حجز بايتٍ واحدٍ من الذاكرة فقط.
 ===<code>[[Arduino/boolean|boolean]]</code>===
 النوع <code>boolean</code> هو نوع غير قياسي، وهو اسمٌ بديل للنوع <code>[[Arduino/bool|bool]]</code> المُعرَّف في أردوينو.
 ===<code>[[Arduino/byte|byte]]</code>===
 يُخزِّن النوع <code>byte</code> عددًا عديم الإشارة بحجم 8 بت.
 ===<code>[[Arduino/char|char]]</code>===
 يحجز النوع <code>char</code> بايتًا واحدًا من الذاكرة ويخزِّن فيه قيمة محرف محدَّد.
 ===<code>[[Arduino/double|double]]</code>===
 يحجز النوع <code>double</code> أربعة بايتات من الذاكرة فقط في لوحات أردوينو Uno (والتي تعتمد على متحكمات ATMega) أو ثمانية بايتات في اللوحات Due لتخزين عدد عشري فيها.
 ===<code>[[Arduino/float|float]]</code>===
 يحجز النوع <code>float</code> أربعة بايتات من الذاكرة لتخزين عدد عشري فيها.
 ===<code>[[Arduino/int|int]]</code>===
 يحجز النوع <code>int</code> حجمًا مقداره 2 بايت من الذاكرة في لوحات أردوينو Uno (وتلك التي تعتمد على متحكمات ATMega)  أو 4 بايت في لوحات أردوينو Due (وتلك التي تعتمد على متحكمات SAMD) لتخزين عدد صحيح فيه.
 ===<code>[[Arduino/long|long]]</code>===
 تحجز النوع <code>long</code> حجمًا كبيرًا من الذاكرة مقداره 4 بايت يُستعمَل لتخزين الأعداد التي تتسم بأنَّها طويلة.
 ===<code>[[Arduino/short|short]]</code>===
 يحجز النوع <code>short</code> في جميع لوحات أردوينو (التي تعتمد على المتحكمات ATMega و ARM) حجمًا من الذاكرة مقداره 2 بايت لتخزين عدد قصير فيه.
+===<code>[[Arduino/string|string]]</code>===
-=== <code>[[Arduino/string|string]]</code> ===
 يمثِّل النوع <code>string</code> سلسلةً نصيةً مؤلفةً من عدة محارف مرتبطة مع بعضها بعضًا. تُستعمَل مصفوفة من المحارف لتخزين هذا النوع من البيانات واستدعائها والتعامل معها لاحقًا.
 ===<code>[[Arduino/unsignedchar|unsigned char]]</code>===
 يحجز النوع <code>unsigned char</code> حجمًا من الذاكرة مقداره 1 بايت فقط.
 ===<code>[[Arduino/unsignedint|unsigned int]]</code>===
 يحجز النوع <code>unsigned int</code> حجمًا من الذاكرة مقداره 2 بايت في لوحات أردونيو Uno واللوحات التي تعتمد على متحكمات ATMega أو 4 بايت في لوحات أردوينو Due لتخزين عدد صحيح عديم الإشارة فيها.
 ===<code>[[Arduino/unsignedlong|unsigned long]]</code>===
 يحجز النوع <code>unsigned long</code> حجمًا كبيرًا من الذاكرة مقداره 4 بايت يُستعمَل لتخزين الأعداد عديمة الإشارة التي تتسم بأنَّها طويلة.
 ===<code>[[Arduino/void|void]]</code>===
 تُستعمَل الكلمة المفتاحية <code>void</code> مع الدوال التي يُعرِّفها المبرمج في الشيفرة لتُشير إلى أنَّه لا يُتوقَّع أن تعيد هذه الدالة بعد انتهاء تنفيذها أيَّة بيانات إلى من استدعاها.
 ===<code>[[Arduino/word|word]]</code>===
 تُخزِّن المتغيرات التي من النوع <code>word</code> عددًا عديم الإشارة بحجم 2 بايت.
 ==الدوال==
 ===[[Arduino/digital io|دوال التحكم بأرجل الدخل والخرج الرقمية]]===
@@ سطر 127: / سطر 109: @@
 ===مجال وقيود المتغير (Variable Scope & Qualifiers)===
 ====<code>[[Arduino/const|const]]</code>====
+الكلمة <code>const</code> المفتاحية هي اختصار للكلمة «ثابت» (constant)، وهي مقيِّدةٌ للمتغيرات التي تٌستعمَل معها، إذ تعدِّل سلوك المتغير لتجعله في وضع «القراءة فقط» (read-only).
 ====<code>[[Arduino/scope|scope]]</code>====
+تملك المتغيرات في لغة C، التي اشتقَّت لغة أردونيو منها، خاصيةً تدعى «مجال» (scope) تحدِّد مجال استعمال هذه المتغيرات ومن يمكنه الوصول إليها. هذا يختلف عن الإصدارات الحديثة للغاتٍ مثل BASIC التي يكون فيها المتغير عامًّا (global) دومًا.
 ====<code>[[Arduino/static|static]]</code>====
+تُستعمَل الكلمة المفتاحية <code>static</code> عند إنشاء متغيرات مرئيَّة لدالةٍ واحدة فقط من أجل الحفاظ على محتواها بعد انتهاء تنفيذ تلك الدالة المستدعاة وحتى الاستدعاء التالي لها خلافًا للمتغيرات المحلية التي تُنشَأ وتدمَّر في كل مرة تُستدعَى فيها الدالة.
 ====<code>[[Arduino/volatile|volatile]]</code>====
+تصنَّف الكلمة <code>volatile</code> المفتاحية ضمن «مقيدات المتغيرات» (variable qualifier)، وتُستعمَل عادةً قبل نوع المتغير عند تعريفه لتوجيه المصرِّف إلى تحميل المتغير من الذاكرة RAM وليس من سجلات التخزين للذاكرة المؤقتة (الذاكرة flash) حيث تُخزَّن جميع متغيرات البرنامج.
 ===أدوات إضافية===
 ====<code>[[Arduino/progmem|PROGMEM]]</code>====
+تخبر الكلمة <code>PROGMEM</code> المفتاحية المصرَّف بأنَّ يضع بيانات المتغير التي استعملت معه في الذاكرة flash بدلًا من وضعها في الذاكرة SRAM حيث يجب أن تخزَّن بالحالة الطبيعية.
 ====<code>[[Arduino/sizeof|sizeof()‎]]</code>====
+تعيد الدالة <code>sizeof()‎</code> الحجم المحجوز من الذاكرة بالبايت لمتغير أو مصفوفة معيَّنة.
 ==مصادر ==