آزمون پیشرفته برنامه‌نویسی Arduino

سؤال ۱ — millis و Overflow ۵ نمره

کد زیر را بررسی کنید:

unsigned long previous = 0;
const unsigned long interval = 1000;

void loop() {
  if (millis() == previous + interval) {
    Serial.println("EVENT");
    previous = millis();
  }
}

سؤال ۲ — مشکل uint8_t و Underflow ۵ نمره

کد زیر را بررسی کنید:

uint8_t i = 10;

while (i >= 0) {
  Serial.println(i);
  i--;
}

سؤال ۳ — تحلیل Button و استفاده صحیح از break و continue ۵ نمره

کد زیر را بررسی کنید:

#define BUTTON 7
#define LED 13

int counter = 0;

void loop() {
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    if (digitalRead(BUTTON) == LOW) {
      continue;
    }
    if (counter >= 5) {
      break;
    }
    counter++;
    digitalWrite(LED, HIGH);
  }
  digitalWrite(LED, LOW);
}

سؤال ۴ — EEPROM و مشکل ذخیره‌سازی ۵ نمره

کد زیر را بررسی کنید:

void loop() {
  int value = analogRead(A0);
  EEPROM.write(10, value);
  delay(100);
}

سؤال ۵ — سیستم هشدار Non-Blocking ۷ نمره

با استفاده از HC-SR04 یک سیستم هشدار طراحی کنید.

قوانین

شرایط

1. استفاده از delay ممنوع است.
2. HC-05 باید همزمان بتواند کار کند.
3. از millis استفاده شود.
4. از enum استفاده شود.
5. از tone و noTone استفاده شود.
6. حداقل سه تابع مستقل طراحی کنید.
7. برنامه باید Non-Blocking باشد.

سؤال ۶ — کنترل حرفه‌ای L298N ۶ نمره

پین‌های زیر را در نظر بگیرید:

ENA = 5
IN1 = 7
IN2 = 8

تابع زیر را طراحی کنید:

void setMotor(int speed);

شرایط

• speed بین ۲۵۵- تا ۲۵۵+ است.
• speed > 0: حرکت Forward
• speed < 0: حرکت Reverse
• speed = 0: Stop
• مقدار speed باید با constrain محدود شود.

توضیح دهید:

• چرا نمی‌توان PWM منفی تولید کرد؟
• چگونه مقدار منفی speed را به Reverse تبدیل می‌کنید؟
• چرا ENA با IN1 و IN2 وظیفه متفاوتی دارد؟

سؤال ۷ — map و constrain ۶ نمره

مقدار سنسور بین ۱۲۰ تا ۹۰۰ است. این مقدار باید به PWM بین ۴۰ تا ۲۲۰ تبدیل شود.

تابع زیر را کامل کنید:

uint8_t calculatePWM(int sensorValue);

شرایط

1. مقدار ورودی خارج از محدوده کنترل شود.
2. از map استفاده شود.
3. خروجی خارج از محدوده PWM نشود.
4. دلیل استفاده از constrain قبل یا بعد از map را توضیح دهید.

سؤال ۸ — تابع با Reference برای تحلیل چند مقدار ۶ نمره

تابعی به نام analyzeValues() طراحی کنید که سه عدد int را دریافت کند و موارد زیر را با استفاده از Reference برگرداند:

• Minimum
• Maximum
• Average
• Range

شرایط

1. از Global Variable استفاده نکنید.
2. حداقل چهار خروجی با Reference داشته باشید.
3. Average باید float باشد.
4. تقسیم صحیح نباید باعث حذف بخش اعشاری شود.
5. ورودی‌های اصلی نباید تغییر کنند.

تابع باید به شکل زیر قابل استفاده باشد:

int minValue;
int maxValue;
float avgValue;
int rangeValue;

analyzeValues(10, 25, 17, minValue, maxValue, avgValue, rangeValue);

خروجی مورد انتظار:

Minimum = 10
Maximum = 25
Average = 17.33
Range = 15

سؤال ۹ — طراحی Command Parser با break و continue ۷ نمره

HC-05 دستورات زیر را دریافت می‌کند:

AUTO
MANUAL
MOTOR:150
MOTOR:-100
LED:80
BUZZER:1000

یک Command Parser طراحی کنید.

شرایط

1. از enum برای Mode استفاده کنید.
2. اطلاعات دریافتی ابتدا وارد Buffer شود.
3. Command کامل از Command ناقص تشخیص داده شود.
4. Command Parse شود.
5. Command Validation شود.
6. سپس اجرا شود.
7. در صورت دریافت Characterهای غیرمجاز، با استفاده صحیح از continue آن Character نادیده گرفته شود.
8. در صورت رسیدن به پایان Command یا پیدا شدن Delimiter مناسب، در صورت نیاز از break برای خروج از حلقه استفاده شود.
9. توضیح دهید چرا دریافت اطلاعات و اجرای Command بهتر است در دو بخش جدا انجام شود.

سؤال ۱۰ — State Machine واقعی ۷ نمره

سیستم دارای Stateهای زیر است:

IDLE
WARNING
DANGER
ERROR

قوانین

شرایط

1. از enum استفاده شود.
2. State فعلی ذخیره شود.
3. State جدید محاسبه شود.
4. فقط در صورت تغییر State، Event مربوطه اجرا شود.
5. ورود به WARNING باعث فعال شدن Buzzer شود.
6. ورود به DANGER باعث تغییر فرکانس Buzzer شود.
7. خروج از DANGER باعث اجرای noTone شود.
8. LCD باید State فعلی را نمایش دهد.
9. delay ممنوع است.