BASCOM-AVR INKEY budowanie stringów, obsługa UART, echo, buforowanie, przerwania

Pytanie

budowanie stringóe inkey

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Aby „zbudować” (skleić) pełny ciąg znaków w BASCOM‑AVR wykorzystuje się wielokrotne wywołania funkcji INKEY()/INKEY$, każdorazowo doklejając odebrany znak do zmiennej typu String.
• Kluczowe elementy: pętla odczytu, kontrola pustego zwrotu (0 lub ""), obsługa klawiszy specjalnych (ENTER, BACKSPACE), zabezpieczenie długości bufora.

Szczegółowa analiza problemu

1. Warianty funkcji

1. INKEY() → zwraca Byte (kod ASCII) pierwszego znaku w sprzętowym buforze UART; 0 gdy bufor pusty.
2. INKEY$ → zwraca String * 1; pusty string ("") oznacza brak znaku.

2. Algorytm budowania stringu

1. Deklaruj bufor:

   Dim RxTxt  As String * 64   ' rozmiar dobrać do aplikacji
   Dim ch     As Byte          ' pojedynczy znak – INKEY()
   RxTxt = ""                  ' inicjalizacja

2. W pętli głównej:

   Do
   ch = Inkey()            ' lub ch$ = Inkey$
   If ch <> 0 Then         ' znak czeka
       Select Case ch
           Case 13         ' ENTER (CR)
                Exit Do
           Case 8          ' BACKSPACE
                If Len(RxTxt) > 0 Then
                     RxTxt = Left(RxTxt, Len(RxTxt)-1)
                     Print Chr(8); " "; Chr(8);   ' korekta echa
                End If
           Case Else
                If Len(RxTxt) < 64 Then
                     RxTxt = RxTxt + Chr(ch)      ' doklej
                End If
       End Select
   End If
   Loop
   Print "Odebrany tekst: "; RxTxt

3. Po wyjściu z pętli RxTxt zawiera kompletny łańcuch.

3. Teoretyczne podstawy

• INKEY() działa nieblokująco – CPU cyklicznie sonduje rejestr odbiorczy UART.
• Bufor sprzętowy mikrokontrolera ma zwykle 1 znak (rejestr RDR), dlatego przy dużych prędkościach zaleca się przechwytywanie znaków w przerwaniu i odkładanie do własnego bufora kołowego.
• Typ String w BASCOM‑AVR zajmuje stałą, statycznie rezerwowaną ilość RAM – przekroczenie deklarowanej długości nadpisze pamięć!

4. Praktyczne zastosowania

• Terminale tekstowe (np. przez USB‑UART, Bluetooth HC‑05).
• Konfigurowanie urządzeń w trybie CLI.
• Odczyt z klawiatury matrycowej (po wcześniejszym umieszczeniu kodu w zmiennej i wywołaniu Inkey()).

Aktualne informacje i trendy

• BASCOM‑AVR 2.0.8.5 (wyd. 2023) udostępnia funkcję IsCharWaiting() zwracającą liczbę bajtów w buforze programowym, co upraszcza warunek pętli.
• Coraz częściej stosuje się przerwania UART + bufor kołowy (GetRCV, RxcIsr) zamiast aktywnego polling‑u INKEY(), co poprawia odporność na przepełnienia przy wyższych baudach (115 200+).
• W projektach niskoenergetycznych popularne staje się wybudzanie MCU przerwaniem RX, a nie pętlą z INKEY().

Wspierające wyjaśnienia i detale

Analogicznie do C, INKEY() ≈ getchar() w trybie nieblokującym, przy czym zwraca 0 zamiast EOF.

Aspekty etyczne i prawne

• Odczyt danych użytkownika przez UART jest neutralny etycznie, jednak w aplikacjach komercyjnych należy poinformować o logowaniu przesyłanych danych.
• Przy komunikacji radiowej (BT, LoRa, Wi‑Fi) obowiązują normy kompatybilności EMC i przepisy RODO, jeśli dane zawierają informacje osobowe.

Praktyczne wskazówki

1. Aktywne echo znaków (Print Chr(ch);) poprawia ergonomię terminala.
2. Gdy oczekujesz wyłącznie cyfr lub znaków heks, filtruj je przed doklejeniem – oszczędzasz pamięć i czas parsowania.
3. Wprowadź timeout:

   Dim t0 As Word : t0 = Timer1          ' Timer1 w ms
   If Timer1 - t0 > 5000 Then Exit Do    ' 5 s bezczynności

4. W aplikacjach przemysłowych preferuj DMA UART (w nowszych AVR Dx) lub przerwania – zapobiegniesz utracie danych.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Polling INKEY() przy wysokim obciążeniu CPU może gubić znaki; wówczas użyj przerwań RX.
• Typ String spowalnia kod; do dużych ramek (np. JSON) rozważ tablicę Byte i własne zarządzanie indeksem.
• W starszych kompilatorach (<2.0.7) INKEY$ nie obsługiwał buforu programowego – aktualizacja rozwiązuje problem.

Sugestie dalszych badań

• Porównaj wydajność: INKEY() polling vs. ISR + RingBuffer (circular queue).
• Sprawdź bibliotekę MCS RS232.INC – gotowy handler przerwań.
• Przetestuj funkcję WaitKey (blokująca) i zobacz wpływ na zużycie CPU.
• Analizuj wpływ długości deklarowanego String na usage RAM w AVR vs. XMEGA.

Krótkie podsumowanie

Budowanie stringu z INKEY()/INKEY$ polega na: (1) cyklicznym odczycie znaku, (2) sprawdzeniu jego wartości, (3) doklejeniu do bufora z kontrolą długości oraz (4) obsłudze znaków specjalnych. W nowoczesnych aplikacjach zaleca się jednak przechwytywanie znaków w przerwaniu i buforowanie w pamięci pierścieniowej, co minimalizuje ryzyko utraty danych i pozwala procesorowi na wykonywanie innych zadań.