Arduino - StringStack

สวัสดีครับ สำหรับวันนี้จะมาฝึกการสร้างและใช้งานคลาส stack บน Arduino กันครับ โดยโจทย์มีดังนี้  

โจทย์ข้อ 1

เขียนโค้ดสำหรับบอร์ด Arduino โดยสร้างเป็น C++ Class ดังต่อไปนี้ => 
Class StringStack เป็นโครงสร้างข้อมูลแบบ Stack (กองซ้อน) สำหรับเก็บ String objects (http://arduino.cc/en/Reference/StringObject) และกำหนด API สำหรับคลาสดังกล่าว เป็นดังนี้

StringStack.h

#ifndef StringStack_h #define StringStack_h #include "Arduino.h" #include <String.h> class StringStack {   public:     StringStack( int capacity ); // constructor     boolean put( String s ); // put a String object on stack     boolean get( String &s ); // get a String object from stack     inline int size(); // return the number of String objects on the stack     inline boolean isEmpty(); // return true if stack is empty, otherwise false     inline boolean isFull(); // return true if stack is full, otherwise false   private:     int _capacity; // the max. capacity of the stack     int count; // used to count the number of string objects stored     String buf[100]; // used to store String objects on stack }; #endif

จงสร้างคลาส StringStack และทดสอบการทำงานโดยใช้โค้ดตัวอย่างต่อไปนี้ และทดสอบโดยใช้ฮาร์ดแวร์จริง (ใช้บอร์ด Arduino และแสดงผลผ่าน Serial Monitor ของ Arduino IDE)

StringStack_task01.ino

#include "StringStack.h" int num = 10; // capacity StringStack st( num ); void setup() {   Serial.begin(115200); } char buf[20]; String str; void loop() {   Serial.print( "\nPut strings: " );   for ( int i=0; i < num; i++ ) {     str = String( (i+1)*10 );     if ( !st.put( str ) ) {       Serial.println( "\nPut string error!" );       break;     } else {       Serial.print( str );       Serial.print( " " );     }     str = NULL;     delay(50);   }     delay(500);   Serial.print( "\nGet strings: " );   for ( int i=0; i < num; i++ ) {     if ( st.get( str ) ) {       str.toCharArray( buf, 20 );       Serial.print( buf );       Serial.print( " " );     } else {       Serial.println( "\nGet string error!" );       break;     }     delay(50);   }   delay(500); }

สำหรับอุปกรณ์ที่ใช้มีดังนี้

• บอร์ด Arduino Uno (สามารถใช้รุ่นอื่นแทนได้)
• สาย USB
• ปุ่มกด (สำหรับข้อ 2)

ซอฟต์แวร์ที่ใช้

• Arduino IDE
• text editor หรือ IDE สำหรับเขียนภาษา C/C++
• Fritzing

โดยการทดลองนี้จะใช้แค่บอร์ด Arduino และสาย USB เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์เท่านั้น

code ที่เขียนขึ้นเอง

StringStack.cpp

#include "Arduino.h" #include "StringStack.h" StringStack::StringStack(int capacity=10) { _capacity = capacity; count = 0; } boolean StringStack::put(String s) { if (isFull()) { return false; } else { buf[count] = s; count++; return true; } } boolean StringStack::get(String &s) { String *address; if (isEmpty()) { return false; } else { address = &s; --count; *address = buf[count]; return true; } } inline int StringStack::size() { return count; } inline boolean StringStack::isEmpty() { return (count == 0)? true : false; } inline boolean StringStack::isFull() { return (count == _capacity)? true : false; }

ผลการรันโปรแกรม

ผลการรันโดยใช้ serial monitor

โจทย์ข้อ 2

ใช้คลาส StringStack ในข้อแรก นำมาเขียนโค้ด Arduino เพื่อให้มีพฤติกรรมการทำงานดังนี้

2.1) บอร์ด Arduino มีวงจรปุ่มกด Get ทำงานแบบ Active-Low (ใช้ตัวต้านทานแบบ Pull-up, 10k) 
2.2) ผู้ใช้สามารถส่งข้อความ (ภาษาอังกฤษ) ทีละบรรทัด (ไม่เกิน 20 ตัวอักขระต่อบรรทัด) จากคอมพิวเตอร์ โดยส่งผ่าน Serial Monitor ของ Arduino IDE ไปยังบอร์ด Arduino
2.3) ข้อความแต่ละบรรทัดที่ถูกส่งไปยัง Arduino จะถูกจัดเก็บใน StringStack (เก็บบนกองซ้อน) ถ้าไม่เต็มความจุ แต่ถ้าเต็มความจุ ไม่สามารถเก็บข้อความใหม่ได้ Arduino จะต้องส่งข้อความ "Full" กลับมา
2.4) เมื่อมีการกดปุ่ม Get แล้วปล่อยหนึ่งครั้ง ข้อความบนสุด (ถ้ามี) ของ StringStack จะถูกดึงออกมาแล้วส่งผ่าน Serial Monitor ไปยังคอมพิวเตอร์
แต่ถ้าไม่ข้อความใดๆ Arduino จะต้องส่งข้อความ "Empty" กลับมา เมื่อกดปุ่มแล้วปล่อย

โค้ดสำหรับข้อ 2

StringStack_task02.ino

#include "StringStack.h" const int button = 2; int num = 10; // capacity StringStack st( num ); int buttonState = 0; int lastButtonState = HIGH; void setup() {   pinMode(button,INPUT);   Serial.begin(115200); } char buf[20]; String str; void loop(){      if (Serial.available() > 0){     str = Serial.readString();     if (str.length() > 20){       str = str.substring(0, 20);      }      if (!st.put(str)){        Serial.println("Full");      }else{        Serial.print("Put string: ");        Serial.println(str);      }   }      str = NULL;   buttonState = digitalRead(button);   // check button released   if (buttonState == HIGH && lastButtonState == LOW) {      if(st.get(str)){       str.toCharArray( buf, 20 );       Serial.print( "Get string: " );       Serial.println( buf );      }else {       Serial.println( "Empty" );     }   }   lastButtonState = buttonState; }

ผลการทดลอง

วงจรปุ่มกดแบบ Pull-up (Active Low)

ต่อวงจรปุ่มกดและเชื่อมต่อบอร์ด Arduino กับคอมพิวเตอร์ผ่านสาย USB

ผลการรันโปรแกรม

สามารถดาวน์โหลดโค้ดทั้งหมดได้ ที่นี่