Как оборудование «понимает» программу?

Question

[WorldEn]

Доброго времени суток!
Допустим я написал программу на С с графическим интерфейсом, где нажатие на кнопку "вкл" должно заставить светодиод загореться. Меня интересует следущее: каким образом подается ток на светодиод? Я понимаю, что для этих целей нужен микроконтроллер, но как он "понимает" команду, которую написали на компьютере ? Может посоветуете литературу, прочитав и изучив которую я смогу получить фундаментальные знания о программировании электроники. Очень интересно как пишут софт для бытового, медицинского, промышленного оборудования и сам хочу этим заниматься. Нужны для этого глубокие знания электроники или школьной программы достаточно?

Answer 1

[Александр Гусев]

Для этого ваша программа на компьютере должна осуществлять связь с микроконтроллером (МК).
Допустим, через виртуальный COM-порт по USB отправляете строку "LED 1 ON \n" в случае, когда вы ткнули в графический интерфейс.
Из USB, допустим через переходник преобразуем в UART и это идет на МК.

Т.е. будет цепь PC -> USBtoUART -> МК

МК же должен будет читать UART(придется ему это запрограммировать) и как только прилетит данная строка изменить состояние ноги(это тоже надо запрограммировать на МК), включив светодиод.

Можете глянуть теже мини-проекты по ардуино от амперки, что бы примерно понять, как это программируется внутри, как к МК подключают диоды, кнопки и т.п.
wiki.amperka.ru

Вот, кстати почти Ваш вопрос

Comments

[Александр Гусев]

Макс Минимус: таже Арудино это не низкий уровень, там используется си-подобный язык и не обязательно знать регистры, таймеры и т.п..
Если посмотрите примеры, то там нет никаких регистров.
Задать режим ноги: pinMode(нога, она будет выдавать сигнал или читать);
Дергать ножку - digitalWrite(нога,высоки/низкий уровень);
Отправить сообщение Serial.prtint(строка);
И т.п.. Практически никаких настроек портов, регистров.

Большинтсов МК можно спокойно программировать на C/C++ с достаточно высоким уровнем абстракции от железа (хотя, конечно, знание внутренностей поможет писать более быстрый код).

Более того, сейчас уже есть контроллеры, программируемые на том же JavaScript. (Iskra JS от всё той же амперки).
По программированию на высоком уровне оно будет не сильно сложнее того, что вы делаете на ПК.

[Александр Гусев]

Макс Минимус: бывает. Те решения, которые предоставляют по умному дому - уже запрограммированные железки и софт к ним.
Но если захотите просто взять готовую железку и управлять её с ПК, то надо будет один фиг изучить как она общается с ПК, т.е. протокол общения и плясать от него.

[Александр Гусев]

Макс Минимус: это всевозможные розетки, управляемые по интернету и т.п.
Уже полноценный готовый продукт со своим запрограммированным железом и софтом.

[Александр Гусев]

Макс Минимус: при желании можно сопрягать сервер на чем угодно с какими угодно девайсами.
Но далеко не факт, что вы найдете двигатели, датчики, и т.п. с которыми без лишних телодвижений вы сможете начать работать, особенно, если захотите реализовать что-то специфическое и принципиально новое.

Answer 2

[15432]

Микроконтроллер не понимает, а тупо исполняет инструкции. Это ваша программа должна правильно сконфигурировать аппаратный порт микроконтроллера, чтобы на его выходе появилась логическая единица и светодиод зажёгся.
Порядок действий отличается в зависимости от микроконтроллера. Где-то достаточно записать бит по определенному адресу памяти, где-то используются специальные ассемблерные команды для управления портами, и т.д.

Программируется всё это обычно на уровне абстракций, с использованием готовых библиотек. Тот же Arduino поглядите. Глубокие знания электроники требуются для разработки устройств с этими микроконтроллерами.

Comments

[15432]

Проблема в том, что сложно сделать нечто универсальное. Моргать светодиодами - довольно бесполезно,а более серьезные вещи - кому нужен большой дисплей, кому - камера, и т.д. чем конкретно управлять через js? Например, есть целый мир интернета вещей, где по веб-интерфейсу можно управлять лампочками, холодильником, выключателями. Наиболее популярное высокоуровневое решение - raspberry pi, с полноценным линуксом и портами ввода-вывода. Уровнем пониже - ардуино.

Я по большей части на низком уровне обитаю, с js не дружу, мысля о скриптовом управлении железяками с завода в сознании плохо укладывается, мог чего-то не того написать :)

Answer 3

[T_y_l_e_r]

Суть такая
В микроконтроллере уже есть прошивка, эта самая прошивка написана на С или ассемблере
У устройства есть допустим ком порт или какой то другой интерфейс
Для прошивки другой интерфейс
В общем ваша программа будет максимом что делать это подключатся к порту устройства и отправлять туда заранее запрограммировнные команды
А чтобы как вы хотите изучить все и вся то нужно вначале спаять устройство и наптсать прошивку микроконтроллера
Есть редакторы и компиляторы для этого

Те по сути все изначально делается на уровне разработки печатной платы и прошивки доя нее
И это не так просто как вы думаете
Одной паршивой книжкой не обойтись

Comments

[WorldEn]

Т.е изначально у микроконтроллера уже есть команды, которые он понимает и чтобы их знать, необходимо изучать документацию к этому микроконтроллеру ?

Answer 4

[evgeniy_lm]

каким образом подается ток на светодиод?
на анод светодиода подается + напряжении питания, на катод -
Я понимаю, что для этих целей нужен микроконтроллер, но как он "понимает" команду, которую написали на компьютере ?
Команду написанную на компютере МК не понимает. Для того чтобы МК понимал программу нужно скомптлтровать и получить набор команд понятный МК. Затем при помощи программатора полученный набор команд нужно записать в память контроллера
Может посоветуете литературу, прочитав и изучив которую я смогу получить фундаментальные знания о программировании электроники
Начни отсюда

Будут вопросы, пиши