在您的代碼中實(shí)現(xiàn)心跳

描述

什么是心跳？

心跳是程序以某個給定頻率生成的“脈沖”，可用于表明實(shí)現(xiàn)它的總體代碼/應(yīng)用程序一切正常。心跳通常（但不總是）通過指示燈（例如 LED）的閃爍開/關(guān)來指示。當(dāng)指示燈閃爍（'beating'）時，我們知道代碼正在運(yùn)行，否則我們可能有問題需要調(diào)查。

在您的草圖中添加心跳指示器是一種簡單且低開銷的方式，可以提供一種可見的方式來證明您的代碼正在運(yùn)行，特別是如果它是一個通常提供很少操作可見性的應(yīng)用程序。例如，監(jiān)控傳感器并僅在可能達(dá)到閾值時發(fā)出警報的草圖等。在這些情況下，代碼正在運(yùn)行是令人放心的。

心跳代碼和組件由什么組成？

實(shí)現(xiàn)可見心跳有兩個部分：

1. 提供心跳可見指示的硬件組件，以及

2.軟件驅(qū)動硬件。

為了讓生活變得如此簡單，本文提供的心跳實(shí)現(xiàn) 不需要任何硬件組件，除了兼容 Arduino 的微控制器，因?yàn)槲覀儗⑹褂迷S多此類板通用的內(nèi)置 LED。這些板在數(shù)字引腳 13 上有一個內(nèi)置 LED（“LED_BUILTIN”），可以直接訪問。因此，通過使用此功能，我們根本不需要任何其他硬件組件。這只會讓我們專注于心跳軟件。

心跳軟件/代碼

心跳軟件可以分為四個部分來考慮：

1.它需要操作的變量的聲明/定義語句，

2. heart_beat()函數(shù)的聲明，

3.心跳的設(shè)置，以及

4. 在需要的最終用戶代碼中的任何地方調(diào)用心跳。

心跳代碼被設(shè)計為非阻塞函數(shù)（'heart_beat()'），它可以包含在最終用戶代碼中的任何位置的任意位置。至少，假設(shè)主程序循環(huán)被設(shè)計為重復(fù)，heart_beat() 調(diào)用應(yīng)該出現(xiàn)在該代碼部分的某個位置，例如在主循環(huán)的開始處。

讓我們看看心跳代碼的每一位

1.聲明和定義語句

#define heart_beat_pin   LED_BUILTIN  // digital pin for heart beat LED
long unsigned heart_beat_freq = 1000; // time(milliseconds) of heart beat frequency
long unsigned heart_beat_on_off_time; // the time the LED is on and off - 1/2 frequency
long unsigned last_heart_beat_time;   // time in milliseconds of last heart beat status change
bool heart_beat_status = HIGH;        // current status of heart beat, start high

心跳代碼可以通過修改上述聲明和定義之一來適應(yīng)最終用戶的需求，如下所示：

內(nèi)部或外部 LED 指示器- 如果不使用內(nèi)置微控制器 LED，heart_beat_pin則應(yīng)將定義“”設(shè)置為用于外部 LED 的數(shù)字引腳號。實(shí)際上，開箱即用，代碼將使用引腳 13 上的內(nèi)置 LED（常量 LED_BUILTIN），從而避免任何其他硬件組件或布線。

改變心跳頻率- 可以通過將變量“ heart_beat_freq”預(yù)設(shè)為所需的毫秒數(shù)來設(shè)置心跳運(yùn)行的頻率。請注意，LED 點(diǎn)亮和熄滅的時間將是預(yù)設(shè)頻率的二分之一。例如，如果預(yù)設(shè)頻率為 1 赫茲或 1000 毫秒，則心跳 LED 將保持亮起 500 毫秒并熄滅 500 毫秒，即各半秒。

所有其他變量都由心跳代碼在內(nèi)部使用，用戶不可定義。

2. heart_beat() 函數(shù)

為了簡單起見，心跳代碼被實(shí)現(xiàn)為一個非阻塞、簡單的函數(shù)，名為“heart_beat”。它沒有參數(shù)，類型為 void。

函數(shù)如下：

//
// Function handles the heart beat cycle.
// May be called from anywhere, but at least every main loop cycle.
//
void heart_beat() {
 if (millis() - last_heart_beat_time >= heart_beat_on_off_time) {
   // time to swap status of the heart beat LED and update it
   last_heart_beat_time = millis();
   heart_beat_status = !heart_beat_status;           // invert current heart beat status value
   digitalWrite(heart_beat_pin, heart_beat_status);  // update LED with new status
 }
}

只需在某個合適的位置將它添加到您的代碼中，并確保它至少在主循環(huán)部分中被調(diào)用。

3.心跳的設(shè)置

心跳代碼在 setup() 函數(shù)中初始化，如下所示：

 // setup heart beat
 pinMode(heart_beat_pin, OUTPUT);
 heart_beat_on_off_time = heart_beat_freq / 2; // LED is on and off at 1/2 frequency time
 // end of heart beat setup

最終用戶無需在此處執(zhí)行或修改任何內(nèi)容，只需將代碼包含在 setup() 函數(shù)中即可。

4.調(diào)用心跳

為了運(yùn)行心跳，定期調(diào)用函數(shù)“heart_beat()”是必要且必不可少的。它可以插入總體最終用戶應(yīng)用程序代碼中的任何位置，但通常最好在代碼的主循環(huán)部分插入一個調(diào)用，以便它定期循環(huán)。如果是主循環(huán)代碼沒有自動循環(huán)，那么 heart_beat() 函數(shù)調(diào)用可能需要包含在代碼中的其他常規(guī)訪問點(diǎn)。該功能可以根據(jù)需要重復(fù)多次，而不會對心跳的正常運(yùn)行產(chǎn)生任何影響。

一個主循環(huán)示例是：

void loop() {
 heart_beat();
 // add your other code here...
}

就是這樣！保持手頭的技術(shù)并將草圖作為標(biāo)準(zhǔn)特征包含在草圖中。

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