🏠 Главная · Программирование микроконтроллеров · 4 курс · Практические задания · ПР 11

Практическая работа №11. Разработка загрузочной и диагностической программы

МДК.02.02 «Программирование микроконтроллеров» · 4 курс

Цель

Разработать диагностическую прошивку для проверки запуска платы, цифровых портов, LCD 1602 по I²C, ультразвукового датчика HC-SR04 и последовательного соединения с компьютером. Научиться выявлять ошибки по наблюдаемому поведению устройства и результатам в мониторе последовательного порта.

В этой работе загрузочная программа — скетч, который запускается после загрузки прошивки или сброса платы и выполняет первоначальную проверку. Изменять штатный загрузчик Arduino не требуется.

Выбор варианта

Вариант соответствует порядковому номеру студента в журнале группы. Нажмите на номер своего варианта:

№01 · №02 · №03 · №04 · №05 · №06 · №07 · №08 · №09 · №10 · №11 · №12 · №13 · №14 · №15 · №16 · №17 · №18 · №19 · №20 · №21 · №22 · №23 · №24 · №25

Оснащение (оборудование и программное обеспечение)

Arduino Uno R3 или Arduino Nano с ATmega328P.
Компьютер с Arduino IDE, установленным пакетом плат Arduino AVR Boards и USB-кабель с передачей данных.
Макетная плата, соединительные провода, кнопка, светодиод и резистор 220–330 Ом.
LCD 1602 с I²C-переходником на PCF8574/PCF8574A, ультразвуковой датчик HC-SR04.
Линейка и плоская твёрдая мишень для проверки расстояния.
Монитор последовательного порта Arduino IDE (Serial Monitor).

Для дисплея установите через менеджер библиотек Arduino IDE библиотеку hd44780 (Bill Perry). Используйте класс hd44780_I2Cexp: он автоматически определяет адрес и подключение совместимого I²C-переходника. Встроенная библиотека Wire устанавливается вместе с пакетом плат; отдельная библиотека для HC-SR04 не требуется. Симулятор допускается по согласованию с преподавателем. Другую платформу можно использовать после согласования выводов и параметров последовательного соединения.

Описание устройства и подключений

Макет диагностирует запуск программы, управление цифровым выходом, состояние цифрового входа и обмен текстовыми командами с компьютером. Светодиод служит тестируемым выходом; кнопка — тестируемым входом. LCD показывает состояние диагностики и расстояние; HC-SR04 измеряет расстояние до мишени через отдельные сигналы Trig/Echo, а не через I²C. Номера выводов и скорость соединения указаны в варианте.

Элемент	Подключение
Светодиод	Вывод `LED` из варианта → резистор 220–330 Ом → анод; катод → GND.
Кнопка	Между выводом `BTN` из варианта и GND; в скетче используется `INPUT_PULLUP`.
LCD: VCC, GND	5V, GND Arduino.
LCD: SDA, SCL	A4 (SDA), A5 (SCL) Arduino Uno/Nano.
HC-SR04: VCC, GND	5V, GND Arduino.
HC-SR04: Trig	D7.
HC-SR04: Echo	D8.
USB	Плата → компьютер; через USB загружается скетч и выполняется обмен с Serial Monitor.

Схема подключения макета

На схеме LED и BTN — номера выводов из таблицы своего варианта. Trig и Echo во всех вариантах подключаются к D7 и D8. Узлы 5V и GND обозначают общие цепи питания Arduino и модулей.

flowchart TD
    MCU["Arduino Uno / Nano"]
    LCD["LCD 1602 с I²C-переходником"]
    US["HC-SR04"]
    R["Резистор 220–330 Ом"]
    LED["Светодиод"]
    BTN["Кнопка"]
    VCC["5V Arduino"]
    GND["GND Arduino"]
    MCU ---|"A4 SDA → SDA; A5 SCL → SCL"| LCD
    MCU -->|"D7 → Trig"| US
    US -->|"Echo → D8"| MCU
    MCU ---|"Вывод LED"| R
    R ---|"Анод"| LED
    LED ---|"Катод"| GND
    MCU ---|"Вывод BTN: INPUT_PULLUP"| BTN
    BTN --- GND
    VCC ---|"VCC"| LCD
    VCC ---|"VCC"| US
    LCD ---|"GND"| GND
    US ---|"GND"| GND

Это схема электрических соединений: положение блоков не задаёт расположение компонентов на макетной плате. Для отчёта подпишите конкретные выводы LED и BTN своего варианта.

Все обозначения D2, D3, D9 и другие означают маркировку цифровых выводов Arduino, а не номера контактов микросхемы. Отпущенная кнопка соответствует HIGH, нажатая — LOW. Отдельные провода к D0/RX и D1/TX не подключайте: на Uno/Nano эти выводы используются для обмена через USB-UART.

Подключения меняйте при отключённом питании. Проверка выходного порта по светодиоду выполняется визуально; программа сообщает заданное состояние выхода, но не определяет, действительно ли светодиод светится.

Подготовка LCD и проверка I²C

Откройте менеджер библиотек, найдите hd44780, выберите библиотеку автора Bill Perry и установите её.
Подключите только LCD, затем запустите пример Файл → Примеры → hd44780 → ioClass → hd44780_I2Cexp → I2CexpDiag. Сохраните результат проверки и обнаруженный адрес из Serial Monitor. Скорость для этого примера смотрите в его скетче; для задач используйте скорость своего варианта.
Настройте контраст подстроечным резистором на I²C-переходнике. Проверьте отображение текста примером HelloWorld из того же раздела.
В своих программах используйте объявления ниже. lcd.begin(16, 2) возвращает 0 при успешной инициализации; ненулевой результат обрабатывайте как ошибку. Не фиксируйте адрес 0x27 без проверки.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;

LCD имеет 16 столбцов и 2 строки. В setCursor(column, row) строки имеют номера 0 и 1. Используйте латинские символы; при замене длинной строки короткой затирайте остаток пробелами до 16 символов. Не вызывайте lcd.clear() в каждом проходе loop().

Правила измерения HC-SR04

Настройте Trig как OUTPUT, Echo как INPUT; исходный уровень Trig — LOW.
Перед измерением удерживайте Trig в LOW не менее 2 мкс, затем подайте HIGH на 10 мкс и верните LOW. Для этого короткого импульса разрешён delayMicroseconds().
Измерьте длительность HIGH на Echo: pulseIn(ECHO, HIGH, 25000UL). Значение возвращается в микросекундах; расстояние в сантиметрах вычисляйте как duration / 58.0.
Возвращённый 0 означает отсутствие полного эха за время ожидания. Значение вне диапазона 2–400 см также считайте недостоверным. В обоих случаях выводите NO ECHO, не подменяя его расстоянием 0 см.
Интервал между началами измерений задаётся вариантом и составляет не менее 100 мс. Проверяйте его через millis().
pulseIn() блокирует выполнение максимум на заданное время: это допустимое в этой работе исключение. Не добавляйте другие блокирующие ожидания. При таком подходе реакция на команду может задержаться примерно на время одного измерения.
При недостоверном измерении сбрасывайте состояние NEAR: нельзя оставлять прошлое расстояние как новое достоверное показание.

Проверяйте датчик на плоской твёрдой мишени, расположенной перед ним. Для воспроизводимой проверки тайм-аута выключите питание, отключите провод Echo от датчика и подключите D8 к GND; затем включите питание. После проверки восстановите соединение при отключённом питании. Безопасное отсутствие LCD моделируйте его отключением перед запуском, а не во время обмена.

Описание задания и порядок выполнения

Выполните пять задач своего варианта: три на разработку программы и две на поиск и исправление ошибок.

Проверьте выбор платы и порта в Arduino IDE, соберите макет по своему варианту.
Разработайте задачу 1. Для задачи 2 создайте копию этого скетча и дополните её; для задачи 3 дополните копию решения задачи 2. Сохраните три полученных скетча отдельно.
В задачах 4 и 5 изучите ошибочный код, сопоставьте его с требуемым поведением, исправьте и сохраните каждый скетч отдельно. Объясните причины ошибок.
Перед проверкой каждого скетча загрузите именно его на плату. Настройте скорость Serial Monitor по варианту; для строковых команд выберите завершение строки LF («Новая строка») либо CR+LF.
Проведите испытания и продемонстрируйте результаты преподавателю. Проверьте запуск после сброса, работу входа и выхода, правильные и ошибочные команды.

Общие требования к программам

Скорость Serial.begin() и настройка Serial Monitor должны совпадать.
Результаты проверки и ответы на команды выводите в монитор последовательного порта через Serial.print() / Serial.println().
В разработанных программах и исправленных решениях не используйте delay() и блокирующее ожидание ввода. Исключения: формирование импульса Trig через delayMicroseconds() и измерение Echo через pulseIn() с тайм-аутом 25 мс. Время остальных процессов проверяйте через millis() с переменными unsigned long и вычитанием меток времени.
Подавление дребезга: новое состояние кнопки принимается, только если оно остаётся неизменным не менее 30 мс. Одно удержание должно учитываться как одно нажатие.
Строковые команды собирайте посимвольно в буфер char размером 32 байта: не более 31 символа команды и завершающий \0. Обрабатывайте команду после LF; CR игнорируйте. Пустые строки игнорируйте. При превышении длины отбрасывайте всю строку до LF и затем один раз выводите ERR LENGTH. Нельзя выполнять усечённую команду.
Команды чувствительны к регистру, вводятся без пробелов в начале и конце. Неизвестная команда должна давать ERR COMMAND и не менять состояние устройства.
В задачах 4–5 может быть несколько ошибок. Ошибочные фрагменты специально нарушают отдельные требования; их нельзя использовать как образец готового решения.

Содержание отчёта

Титульный лист.
Задание по варианту: номер, параметры макета и условия всех пяти задач.
Схемы подключения, если требуются. Для одинаковых подключений достаточно одной схемы с указанием задач.
Листинги пяти программ с комментариями. Для задач 4–5 дополнительно укажите найденные ошибки, их причины и внесённые исправления.
Результаты работы: скриншоты Serial Monitor и таблица «задача — действие — ожидаемый результат — фактический результат». Приложите фотографии LCD с нормальным расстоянием и NO ECHO, результат I2CexpDiag и сравнение показаний с линейкой. Визуальные результаты проверки светодиода также запишите в таблицу.
Выводы отдельно по каждой задаче.

Оценивание

Работа оценивается по пятибалльной системе с учётом алгоритмов, работы макета, объяснения ошибок, проверки результатов и полноты отчёта.

«5» (отлично) — выполнены все пять задач; программы соответствуют условиям, ошибки найдены и объяснены, испытания и отчёт полные.
«4» (хорошо) — выполнены все пять задач; есть отдельные недочёты в программах, проверке или отчёте, которые не мешают продемонстрировать основные режимы.
«3» (удовлетворительно) — выполнены не менее трёх задач, включая хотя бы одну задачу на исправление ошибок; результаты показаны, но имеются существенные недочёты.
«2» (неудовлетворительно) — выполнено менее трёх задач либо не удалось продемонстрировать работу программ по заданным алгоритмам.

Вариант 01

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-01`
Выход светодиода `LED`	D9
Вход кнопки `BTN`	D2
Скорость последовательного соединения	9600 бод
Количество тестовых вспышек	2
Длительность включения и выключения при тесте	150 мс каждое
Период диагностического вывода	500 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	100 мс
Порог близкого объекта	10 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-01 FW=1.0, затем выполните 2 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 150 мс и выключения на 150 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-01 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-01 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-01 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Проверка: выполните два сброса платы, для каждого зафиксируйте последовательность сообщений и количество вспышек. При открытии Serial Monitor плата также может перезапускаться; отсчёт начинается с сообщения BOOT.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 500 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 100 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 10 см.

На первой строке LCD оставьте идентификатор и READY. На второй выводите D=<см>cm с одним десятичным знаком либо NO ECHO, затирая предыдущую строку пробелами. При LCD ERROR измерения, кнопка и Serial Monitor продолжают работать. Светодиод после стартового теста остаётся выключенным.

При переходе к READY примите фактическое состояние кнопки как исходное: кнопка, уже удерживаемая в этот момент, не засчитывается. Её необходимо отпустить и нажать заново.

Проверка: три отдельных нажатия, удержание не менее двух периодов вывода, отпускание и новое нажатие; отдельно — сброс с удерживаемой кнопкой. Для датчика сравните показания с линейкой на двух расстояниях по разные стороны порога, проверьте NO ECHO и восстановление измерений после восстановления соединения и сброса.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Дополните копию решения задачи 2. После READY принимайте строки команд по общим правилам. Стартовый тест не запускается командами.

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-01`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-01;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Команды, кнопка и измерение расстояния должны работать совместно. Во время lcd test обновляйте результаты измерений в памяти и Serial Monitor, но сохраняйте тестовые строки на LCD; через 2 секунды восстановите основной экран с последним результатом. Команды светодиода управляют им вручную: порог расстояния не изменяет его состояние. Периодическая диагностика из задачи 2 сохраняется. Команды разрешены после READY: все байты, полученные во время стартового теста, отбрасывайте; при переходе к READY очистите накопленные байты и буфер команды.

Проверка: ping, обе команды светодиода, status при отпущенной и удерживаемой кнопке, clear, неизвестная команда, пустая строка и строка из 32 символов. После слишком длинной строки отправьте ping и убедитесь, что приём восстановлен. Также проверьте distance при нормальном измерении и NO ECHO, lcd test, повторную lcd test во время теста, нажатие кнопки и ping во время тестового экрана. Проверьте запуск без подключённого LCD. В отчёте укажите, как эти проверки подтверждают обмен в обоих направлениях.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-01 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-01 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Проверка: нормальный запуск, однократная смена второй строки, отсутствие остатка 123.4cm, запуск с отключённым LCD. Объясните ошибки проверки статуса, адресации строк и обновления дисплея.

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 100 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 10 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 100;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 10 ? "YES" : "NO");
  }
}

Проверка: сравнение с линейкой на двух расстояниях, переход через порог и отсутствие эха по описанной процедуре. Если точно выставить порог физически не получается, отдельно проверьте условие для расчётных значений ниже, на и выше порога и укажите это в отчёте. При NO ECHO прошлое расстояние не должно отображаться как новое измерение.

Вариант 02

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-02`
Выход светодиода `LED`	D10
Вход кнопки `BTN`	D3
Скорость последовательного соединения	9600 бод
Количество тестовых вспышек	3
Длительность включения и выключения при тесте	200 мс каждое
Период диагностического вывода	750 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	150 мс
Порог близкого объекта	12 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-02 FW=1.0, затем выполните 3 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 200 мс и выключения на 200 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-02 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-02 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-02 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 750 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 150 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 12 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-02`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-02;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-02 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-02 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 150 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 12 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 150;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 12 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 03

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-03`
Выход светодиода `LED`	D11
Вход кнопки `BTN`	D2
Скорость последовательного соединения	9600 бод
Количество тестовых вспышек	4
Длительность включения и выключения при тесте	250 мс каждое
Период диагностического вывода	1000 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	200 мс
Порог близкого объекта	14 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-03 FW=1.0, затем выполните 4 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 250 мс и выключения на 250 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-03 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-03 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-03 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 1000 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 200 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 14 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-03`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-03;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-03 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-03 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 200 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 14 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 200;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 14 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 04

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-04`
Выход светодиода `LED`	D6
Вход кнопки `BTN`	D3
Скорость последовательного соединения	9600 бод
Количество тестовых вспышек	5
Длительность включения и выключения при тесте	300 мс каждое
Период диагностического вывода	1250 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	250 мс
Порог близкого объекта	16 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-04 FW=1.0, затем выполните 5 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 300 мс и выключения на 300 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-04 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-04 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-04 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 1250 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 250 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 16 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-04`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-04;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-04 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-04 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 250 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 16 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 250;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 16 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 05

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-05`
Выход светодиода `LED`	D5
Вход кнопки `BTN`	D2
Скорость последовательного соединения	9600 бод
Количество тестовых вспышек	2
Длительность включения и выключения при тесте	350 мс каждое
Период диагностического вывода	500 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	300 мс
Порог близкого объекта	18 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-05 FW=1.0, затем выполните 2 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 350 мс и выключения на 350 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-05 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-05 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-05 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 500 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 300 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 18 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-05`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-05;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-05 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-05 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 300 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 18 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 300;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 18 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 06

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-06`
Выход светодиода `LED`	D9
Вход кнопки `BTN`	D3
Скорость последовательного соединения	19200 бод
Количество тестовых вспышек	3
Длительность включения и выключения при тесте	150 мс каждое
Период диагностического вывода	750 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	100 мс
Порог близкого объекта	20 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-06 FW=1.0, затем выполните 3 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 150 мс и выключения на 150 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-06 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-06 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-06 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 750 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 100 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 20 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-06`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-06;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-06 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(19200);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-06 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 100 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 20 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 100;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(19200);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 20 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 07

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-07`
Выход светодиода `LED`	D10
Вход кнопки `BTN`	D2
Скорость последовательного соединения	19200 бод
Количество тестовых вспышек	4
Длительность включения и выключения при тесте	200 мс каждое
Период диагностического вывода	1000 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	150 мс
Порог близкого объекта	22 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-07 FW=1.0, затем выполните 4 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 200 мс и выключения на 200 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-07 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-07 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-07 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 1000 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 150 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 22 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-07`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-07;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-07 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(19200);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-07 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 150 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 22 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 150;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(19200);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 22 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 08

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-08`
Выход светодиода `LED`	D11
Вход кнопки `BTN`	D3
Скорость последовательного соединения	19200 бод
Количество тестовых вспышек	5
Длительность включения и выключения при тесте	250 мс каждое
Период диагностического вывода	1250 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	200 мс
Порог близкого объекта	24 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-08 FW=1.0, затем выполните 5 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 250 мс и выключения на 250 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-08 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-08 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-08 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 1250 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 200 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 24 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-08`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-08;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-08 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(19200);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-08 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 200 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 24 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 200;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(19200);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 24 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 09

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-09`
Выход светодиода `LED`	D6
Вход кнопки `BTN`	D2
Скорость последовательного соединения	19200 бод
Количество тестовых вспышек	2
Длительность включения и выключения при тесте	300 мс каждое
Период диагностического вывода	500 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	250 мс
Порог близкого объекта	26 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-09 FW=1.0, затем выполните 2 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 300 мс и выключения на 300 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-09 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-09 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-09 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 500 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 250 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 26 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-09`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-09;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-09 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(19200);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-09 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 250 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 26 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 250;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(19200);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 26 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 10

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-10`
Выход светодиода `LED`	D5
Вход кнопки `BTN`	D3
Скорость последовательного соединения	19200 бод
Количество тестовых вспышек	3
Длительность включения и выключения при тесте	350 мс каждое
Период диагностического вывода	750 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	300 мс
Порог близкого объекта	28 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-10 FW=1.0, затем выполните 3 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 350 мс и выключения на 350 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-10 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-10 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-10 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 750 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 300 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 28 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-10`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-10;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-10 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(19200);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-10 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 300 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 28 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 300;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(19200);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 28 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 11

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-11`
Выход светодиода `LED`	D9
Вход кнопки `BTN`	D2
Скорость последовательного соединения	38400 бод
Количество тестовых вспышек	4
Длительность включения и выключения при тесте	150 мс каждое
Период диагностического вывода	1000 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	100 мс
Порог близкого объекта	30 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-11 FW=1.0, затем выполните 4 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 150 мс и выключения на 150 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-11 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-11 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-11 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 1000 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 100 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 30 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-11`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-11;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-11 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(38400);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-11 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 100 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 30 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 100;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(38400);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 30 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 12

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-12`
Выход светодиода `LED`	D10
Вход кнопки `BTN`	D3
Скорость последовательного соединения	38400 бод
Количество тестовых вспышек	5
Длительность включения и выключения при тесте	200 мс каждое
Период диагностического вывода	1250 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	150 мс
Порог близкого объекта	32 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-12 FW=1.0, затем выполните 5 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 200 мс и выключения на 200 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-12 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-12 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-12 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 1250 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 150 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 32 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-12`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-12;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-12 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(38400);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-12 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 150 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 32 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 150;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(38400);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 32 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 13

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-13`
Выход светодиода `LED`	D11
Вход кнопки `BTN`	D2
Скорость последовательного соединения	38400 бод
Количество тестовых вспышек	2
Длительность включения и выключения при тесте	250 мс каждое
Период диагностического вывода	500 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	200 мс
Порог близкого объекта	34 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-13 FW=1.0, затем выполните 2 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 250 мс и выключения на 250 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-13 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-13 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-13 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 500 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 200 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 34 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-13`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-13;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-13 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(38400);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-13 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 200 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 34 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 200;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(38400);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 34 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 14

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-14`
Выход светодиода `LED`	D6
Вход кнопки `BTN`	D3
Скорость последовательного соединения	38400 бод
Количество тестовых вспышек	3
Длительность включения и выключения при тесте	300 мс каждое
Период диагностического вывода	750 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	250 мс
Порог близкого объекта	36 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-14 FW=1.0, затем выполните 3 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 300 мс и выключения на 300 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-14 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-14 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-14 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 750 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 250 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 36 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-14`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-14;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-14 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(38400);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-14 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 250 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 36 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 250;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(38400);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 36 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 15

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-15`
Выход светодиода `LED`	D5
Вход кнопки `BTN`	D2
Скорость последовательного соединения	38400 бод
Количество тестовых вспышек	4
Длительность включения и выключения при тесте	350 мс каждое
Период диагностического вывода	1000 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	300 мс
Порог близкого объекта	38 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-15 FW=1.0, затем выполните 4 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 350 мс и выключения на 350 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-15 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-15 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-15 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 1000 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 300 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 38 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-15`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-15;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-15 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(38400);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-15 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 300 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 38 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 300;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(38400);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 38 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 16

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-16`
Выход светодиода `LED`	D9
Вход кнопки `BTN`	D3
Скорость последовательного соединения	57600 бод
Количество тестовых вспышек	5
Длительность включения и выключения при тесте	150 мс каждое
Период диагностического вывода	1250 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	100 мс
Порог близкого объекта	40 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-16 FW=1.0, затем выполните 5 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 150 мс и выключения на 150 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-16 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-16 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-16 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 1250 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 100 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 40 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-16`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-16;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-16 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(57600);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-16 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 100 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 40 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 100;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(57600);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 40 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 17

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-17`
Выход светодиода `LED`	D10
Вход кнопки `BTN`	D2
Скорость последовательного соединения	57600 бод
Количество тестовых вспышек	2
Длительность включения и выключения при тесте	200 мс каждое
Период диагностического вывода	500 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	150 мс
Порог близкого объекта	42 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-17 FW=1.0, затем выполните 2 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 200 мс и выключения на 200 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-17 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-17 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-17 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 500 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 150 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 42 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-17`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-17;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-17 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(57600);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-17 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 150 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 42 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 150;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(57600);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 42 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 18

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-18`
Выход светодиода `LED`	D11
Вход кнопки `BTN`	D3
Скорость последовательного соединения	57600 бод
Количество тестовых вспышек	3
Длительность включения и выключения при тесте	250 мс каждое
Период диагностического вывода	750 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	200 мс
Порог близкого объекта	44 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-18 FW=1.0, затем выполните 3 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 250 мс и выключения на 250 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-18 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-18 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-18 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 750 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 200 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 44 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-18`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-18;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-18 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(57600);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-18 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 200 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 44 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 200;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(57600);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 44 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 19

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-19`
Выход светодиода `LED`	D6
Вход кнопки `BTN`	D2
Скорость последовательного соединения	57600 бод
Количество тестовых вспышек	4
Длительность включения и выключения при тесте	300 мс каждое
Период диагностического вывода	1000 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	250 мс
Порог близкого объекта	46 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-19 FW=1.0, затем выполните 4 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 300 мс и выключения на 300 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-19 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-19 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-19 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 1000 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 250 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 46 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-19`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-19;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-19 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(57600);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-19 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 250 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 46 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 250;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(57600);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 46 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 20

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-20`
Выход светодиода `LED`	D5
Вход кнопки `BTN`	D3
Скорость последовательного соединения	57600 бод
Количество тестовых вспышек	5
Длительность включения и выключения при тесте	350 мс каждое
Период диагностического вывода	1250 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	300 мс
Порог близкого объекта	48 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-20 FW=1.0, затем выполните 5 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 350 мс и выключения на 350 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-20 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-20 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-20 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 1250 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 300 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 48 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-20`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-20;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-20 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(57600);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-20 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 300 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 48 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 300;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(57600);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 48 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 21

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-21`
Выход светодиода `LED`	D9
Вход кнопки `BTN`	D2
Скорость последовательного соединения	115200 бод
Количество тестовых вспышек	2
Длительность включения и выключения при тесте	150 мс каждое
Период диагностического вывода	500 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	100 мс
Порог близкого объекта	50 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-21 FW=1.0, затем выполните 2 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 150 мс и выключения на 150 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-21 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-21 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-21 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-21`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-21;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-21 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-21 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 100 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 50 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 100;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 50 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 22

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-22`
Выход светодиода `LED`	D10
Вход кнопки `BTN`	D3
Скорость последовательного соединения	115200 бод
Количество тестовых вспышек	3
Длительность включения и выключения при тесте	200 мс каждое
Период диагностического вывода	750 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	150 мс
Порог близкого объекта	52 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-22 FW=1.0, затем выполните 3 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 200 мс и выключения на 200 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-22 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-22 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-22 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 750 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 150 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 52 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-22`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-22;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-22 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-22 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 150 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 52 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 150;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 52 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 23

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-23`
Выход светодиода `LED`	D11
Вход кнопки `BTN`	D2
Скорость последовательного соединения	115200 бод
Количество тестовых вспышек	4
Длительность включения и выключения при тесте	250 мс каждое
Период диагностического вывода	1000 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	200 мс
Порог близкого объекта	54 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-23 FW=1.0, затем выполните 4 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 250 мс и выключения на 250 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-23 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-23 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-23 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 1000 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 200 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 54 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-23`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-23;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-23 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-23 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 200 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 54 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 200;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 54 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 24

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-24`
Выход светодиода `LED`	D6
Вход кнопки `BTN`	D3
Скорость последовательного соединения	115200 бод
Количество тестовых вспышек	5
Длительность включения и выключения при тесте	300 мс каждое
Период диагностического вывода	1250 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	250 мс
Порог близкого объекта	56 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-24 FW=1.0, затем выполните 5 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 300 мс и выключения на 300 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-24 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-24 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-24 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 1250 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 250 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 56 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-24`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-24;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-24 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-24 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 250 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 56 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 250;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 56 ? "YES" : "NO");
  }
}

Вариант 25

Параметры устройства

Параметр	Значение
Идентификатор платы	`DIAG-25`
Выход светодиода `LED`	D5
Вход кнопки `BTN`	D2
Скорость последовательного соединения	115200 бод
Количество тестовых вспышек	2
Длительность включения и выключения при тесте	350 мс каждое
Период диагностического вывода	500 мс
HC-SR04 Trig / Echo	D7 / D8
Интервал измерения	300 мс
Порог близкого объекта	58 см

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

После сброса платы настройте порты и последовательное соединение. Светодиод изначально выключен. Один раз выведите в монитор последовательного порта BOOT DIAG-25 FW=1.0, затем выполните 2 вспышки. Каждая вспышка состоит из включения на 350 мс и выключения на 350 мс. Первое включение начинается сразу после сообщения BOOT. После последнего интервала выключения выведите READY DIAG-25 один раз; светодиод оставьте выключенным. Тест не повторяется до следующего сброса.

Перед вспышками инициализируйте LCD. При успехе выведите в Serial Monitor LCD OK, на первой строке LCD — DIAG-25 BOOT, на второй — LED TEST. После теста первая строка — DIAG-25 READY, вторая — WAIT SENSOR. При ошибке инициализации выведите LCD ERROR; не обращайтесь к LCD до следующего сброса, но продолжайте тест светодиода и вывод через Serial Monitor. Наличие подсветки само по себе не подтверждает исправность дисплея.

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Дополните копию решения задачи 1. После READY считайте нажатия кнопки с подавлением дребезга. Начальное значение счётчика — 0. После каждого нового нажатия увеличивайте счётчик и выводите PRESS=<число>. Удержание не увеличивает счётчик повторно. Каждые 500 мс после READY выводите BTN=RELEASED;COUNT=<число> либо BTN=PRESSED;COUNT=<число> по принятому устойчивому состоянию входа. Периодический вывод не должен мешать обработке кнопки. Дополнительно каждые 300 мс измеряйте расстояние HC-SR04 по общим правилам. Первая попытка выполняется сразу после READY. Каждое измерение выводите в Serial Monitor: DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком либо DIST=NO ECHO;NEAR=NO. NEAR=YES только при достоверном расстоянии не больше 58 см.

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Команда	Действие и ответ в Serial Monitor
`ping`	Ответ `PONG DIAG-25`; состояние устройства не меняется.
`led on`	Включить светодиод; ответ `OK LED=ON`.
`led off`	Выключить светодиод; ответ `OK LED=OFF`.
`status`	Ответ `ID=DIAG-25;BTN=PRESSED/RELEASED;COUNT=<число>;LED=ON/OFF;LCD=OK/ERROR;DIST=<см или NO ECHO>;NEAR=YES/NO`, подставив фактические значения последнего измерения. До первого измерения `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`lcd test`	При исправном LCD показать `LCD TEST LINE 1` и `LCD TEST LINE 2` на 2 секунды; ответ `OK LCD TEST`. При ошибке LCD — `ERR LCD`. Повторная команда во время теста даёт `BUSY LCD`; другие команды работают.
`distance`	Вывести результат последнего измерения в формате задачи 2; новое внеплановое измерение не запускать. До первого измерения — `DIST=NOT READY;NEAR=NO`.
`clear`	Обнулить только счётчик нажатий; ответ `OK COUNT=0`.

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Требуемое поведение: после запуска при успешной инициализации LCD вывести в Serial Monitor LCD OK; первая строка LCD — DIAG-25 READY, вторая — DIST=123.4cm. Через 2 секунды заменить только вторую строку на NO ECHO без оставшихся символов. Переход выполнить один раз через millis(). При ошибке LCD один раз вывести LCD ERROR и прекратить обращения к дисплею; скетч не должен зависать.

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>
hd44780_I2Cexp lcd;
bool lcdOk = false;
unsigned long started = 0;
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  int status = lcd.begin(16, 2);
  lcdOk = (status != 0);
  if (lcdOk) {
    Serial.println("LCD OK");
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("DIAG-25 READY");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("DIST=123.4cm");
  } else {
    Serial.println("LCD ERROR");
  }
  started = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - started >= 2000) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NO ECHO");
  }
}

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Требуемое поведение: каждые 300 мс измерять расстояние, выводить DIST=<см>;NEAR=YES/NO с одним десятичным знаком. Порог близкого объекта — 58 см включительно; достоверный диапазон — 2–400 см. Отсутствие эха или недостоверное значение даёт DIST=NO ECHO;NEAR=NO. Для Echo используется pulseIn() с тайм-аутом 25000 мкс. Исправьте настройки выводов, импульс запуска, измерение, преобразование и периодичность. Соблюдайте общие требования.

const byte TRIG = 7, ECHO = 8;
const unsigned long PERIOD = 300;
unsigned long last = 0;
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(TRIG, INPUT);
  pinMode(ECHO, OUTPUT);
}
void loop() {
  if (millis() - last >= PERIOD) {
    digitalWrite(TRIG, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIG, LOW);
    unsigned long duration = pulseIn(ECHO, LOW);
    float cm = duration / 58;
    Serial.print("DIST=");
    Serial.print(cm, 1);
    Serial.print(";NEAR=");
    Serial.println(cm < 58 ? "YES" : "NO");
  }
}

Справочные материалы

← Практическая работа №10. Разработка и отладка управляющих программ Arduino

Оригинал материала на GitHub

ПМК 4 курс Практические задания ПР 11 Практическая работа 11 ПМК - BysonHunter/Tavrich_college GitHub Wiki

Практическая работа №11. Разработка загрузочной и диагностической программы

Цель

Выбор варианта

Оснащение (оборудование и программное обеспечение)

Описание устройства и подключений

Схема подключения макета

Подготовка LCD и проверка I²C

Правила измерения HC-SR04

Описание задания и порядок выполнения

Общие требования к программам

Содержание отчёта

Оценивание

Вариант 01

Параметры устройства

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Вариант 02

Параметры устройства

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Вариант 03

Параметры устройства

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Вариант 04

Параметры устройства

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Вариант 05

Параметры устройства

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Вариант 06

Параметры устройства

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Вариант 07

Параметры устройства

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Вариант 08

Параметры устройства

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Вариант 09

Параметры устройства

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния

Задача 3. Разработка командного интерфейса диагностики

Задача 4. Поиск и исправление ошибок LCD

Задача 5. Поиск и исправление ошибок HC-SR04

Вариант 10

Параметры устройства

Задача 1. Разработка программы первоначальной проверки

Задача 2. Разработка диагностики входа и датчика расстояния