خانه / چگونه بسازیم / برنامه نویسی (نرم افزار) / شروع برنامه نویسی رزبری پای با C:سلام دنیا ! [Raspberry Pi]

شروع برنامه نویسی رزبری پای با C:سلام دنیا ! [Raspberry Pi]

رزبری پای (Raspberry Pi) یک برد میکروکنترلر قابل برنامه ریزی است که به شکل یک مجموعه آماده به کار به شکل همه سیستم روی یک تراشه به بازار عرضه شده است و تا کنون چندین مدل از آن توسط کمپانی رزبری معرفی شده است. به عبارت ساده تر با برنامه نویسی رزبری پای آن را به هرچه بخواهید تبدیل می‌کنید ! آخرین رزبری پای معرفی شده به رزبری پای زیرو معروف است و با قیمتی در حد 5 دلار در بازار موجود است . رزبری پای‌ها از تراشه‌های ARM محصول شرکت برادکام (Broadcom) استفاده می‌کنند. برد رزبری پای در واقع یک رایانه بسیار کوچک است که دارای درگاه‌های ورودی و خروجی نظیر USB ، HDMI و … است .
این برد‌ها به منظور ایجاد دسترسی به رایانه آموزشی برای محل‌هایی طراحی شده است که به کامپیوتر‌های معمولی دسترسی ندارند و در آن‌ها از کامپیوتر استفاده زیادی نمی‌شود. با این حال رزبری پای‌ها دیگر تنها منحصر به مناطق محروم و دور از دسترس نیستند . این رایانه‌های فوق العاده کوچک و ارزان کاربردهای بسیار زیادی در زندگی و صنعت پیدا کرده اند.
رزبری پای می‌تواند از طریق درگاه HDMI به مانیتور‌ها و تلویزیون‌های HD وصل شود و با استفاده از کابل اترنت می‌توان آن را به اینترنت نیز متصل نمود. همچنین می‌توان این رایانه را با اتصال اینترنتی از راه دور کنترل کرد.
هر رایانه ای برای کار کردن و ارتباط با کاربر نیاز به یک سیستم عامل دارد. سیستم عامل‌هایی مانند آرچی لینوکس ، OpenELEC ،Pidora ،Rasbbmc ، RISC OS و Rasbbian و همچنین سیستم عامل محبوب لینوکس Ubuntu برای این رایانه کوچک و ارزان ارائه شده و آماده به کار هستند. در سری‌های جدید رزبری پای می‌توان از ویندوز 10 هم به عنوان سیستم عامل برای این رایانه ارزان استفاده کرد.
وقتی رزبری پای را از طریق کابل HDMI و USB به مانیتور ، کیبورد و … متصل می‌کنید . در واقع به یک کامپیوتر همه کاره دسترسی خواهید داشت که برای آموزش مفاهیم پایه رایانه‌ها و برنامه نویسی و توسعه برنامه‌ها ایده آل است .
در ساختنی ده‌ها پروژه مختلف رزبری پای موجود است.اما در این مقاله ساختنی شما را با قدم‌های اولیه برای برنامه نویسی رزبری پای با زبان C آشنا خواهیم کرد.

شروع برنامه نویسی رزبری پای با زبان C

برای استفاده از رزبری پای ما سستم عامل اوبوتو لینوکس را برای کار با این برد رایانه ای انتخاب کرده ایم و با شبکه اترنت از طریق لپتاپ تصویر رابط گرافیکی رزبری را می‌بینیم . شما می‌توانید رزبری را با درگاه HDMI به یک مانیتور متصل کنید.
در لینوکس برنامه‌های زیادی هستند که می‌توانند خط فرمان این سیستم عامل را که خیلی هم شبیه داس (MS-DOS) است را شبیه سازی کنند. در لینوکس به این خط فرمان ترمینال (TUI) گفته می‌شود.
در اوبوتو مخصوص رزبری پای دو نرم افزار به نام‌های LXTerminal و RootTerminal به صورت پیشفرض برای همین کار از پیش نصب شده است.
این نرم افزار‌ها می‌توانند با استفاده از موس و با فشاردادن دکمه Applications در گوشه سمت چپ و پایین میز کار اوبونتو در دسترس قرار بگیرند . لطفا به تصویر زیر توجه کنید .

raspberry-pi-ubuntu-screenshot
همان طور که در تصویر بالا دیده می‌شود . کاربر می‌تواند از این منو هر کدام از نرم افزار‌های LXTerminal و یا RootTerminal را انتخاب و اجرا کند . ما در اینجا نرم افزار LXTerminal را انتخاب می‌کنیم .

starting-lxTerminal-raspberry-pi
همان طور که در عکس بالا می‌بینید نوشته‌هایی روی صفحه خط فرمان ظاهر می‌شوند که به معنای زیر هستند :
Root سطح دسترسی است که با آن در حال کار با اوبونتو هستیم ، کاربر روت یا ریشه کاربری با دسترسی نامحدود به همه فایل‌ها و تنظیمات در سیستم عامل لینوکس است . Raspberrypi هم نام رایانه است . علامت‌های “/:” به معنای فایل‌های سیستمی‌است که در پوشه روت قرار دارند و کلمه home پوشه ای است که اطلاعات هر کاربر لینوکس را می‌توان در آن و در پوشه ای به نام همان کاربر پیدا کرد.پس از کلمه home ، کلمه ای دیگر به نام pi وجود دارد که نشان دهنده پوشه ای است که کاربر pi همه اطلاعاتش را در آن ذخیره می‌کند. در کل این نوشته به این معناست که کاربر در حال حاضر در پوشه pi موجود در home قرار دارد.

ساختار سیستم مدیریت فایل‌های لینوکس با ویندوز فرق دارد ، اینجا خبری از درایو‌های C و D معروف نیست . با کار کردن با سیستم عامل لینوکس می‌توانید بیشتر با نحوه مدیریت فایل‌ها در این سیستم عامل آشنا شوید.

بهتر است هر کدام از برنامه‌ها را در یک پوشه جداگانه ذخیره کنید . دستور ایجاد پوشه جدید در لینوکس “mkdir” است. این دستور یک پوشه جدید در هر مسیری که قرار دارید ایجاد می‌کند.

دستور mkdir در خط فرمان لینوکس
دستور mkdir در خط فرمان لینوکس

شما همیشه می‌توانید برای دیدن پوشه‌های موجود در مسیری کنونی خود از دستور “ls” استفاده کنید . همچنین با زدن دستور “ls –color” پوشه‌ها و فایل‌های موجود در مسیر با رنگ‌های مختلف نشان داده می‌شوند.

دستور ls--color در خط فرمان لینوکس که لیست فایل‌ها را با رنگ‌های مختلف با توجه به نوع فایل‌ها در مسیر جاری نشان می‌دهد
دستور ls–color در خط فرمان لینوکس که لیست فایل‌ها را با رنگ‌های مختلف با توجه به نوع فایل‌ها در مسیر جاری نشان می‌دهد

همان طور که در عکس‌های بالا هم مشاهده می‌کنید ، پوشه‌ها با رنگ آبی تیره نشان داده می‌شوند. فایل‌های تصویر با رنگ صورتی و فایل‌های اجرایی با سبز نمایش داده خواهند شد. فایل‌های زیپ با رنگ قرمز و فایل‌های متنی با رنگ سفید به نمایش در خواهند آمد.
شما می‌تواند با دستور “cd” وارد پوشه‌های مختلف شوید و مسیر جاری خود را تغییر دهید.

برای مثال ما اینجا با استفاده از این دستور وارد پوشه “raspberrypi_C” که از قبل ایجاد کرده ایم خواهیم شد. لطفا به عکس زیر دقت کنید :

دستور cd برای تغییر مسیر جاری در یک پوشه به پوشه دیگر
دستور cd برای تغییر مسیر جاری در یک پوشه به پوشه دیگر

خوب حالا وقت این است که اولین برنامه C خود را برای raspberry pi بنویسیم و طبق عادت همیشگی برنامه نویس‌ها ، همواره اولین برنامه برای شروع آموزش یک زبان برنامه معروف HELLO WORD است ! اما برای این که بتوانیم برنامه نویسی کنیم حتما به یک ویرایشگر نیاز خواهیم داشت . یک ویرایشگر بسیار مشهور در میان برنامه‌های لینوکس وجود دارد که توسط برنامه نویسان سرتاسر جهان از آن استفاده می‌شود . این ویرایشگر کد VIM نام دارد و می‌توانید آن را دانلود و روی اوبونتو نصب کنید. برای این کار کافیست دستور زیر را در خط فرمان بنویسید.

فرمان نصب ویرایشگر VIM با استفاده از خط فرمان لینوکس با استفاده از مخازن
فرمان نصب ویرایشگر VIM با استفاده از خط فرمان لینوکس با استفاده از مخازن

عجیب بود ؟ خبری از دانلود و نصب و دکمه‌های گوناگون نیست ؟ یکی از ویژگی‌های قدرتمند لینوکس همین وجود ذخایر و یا مخازن آنلاین لینوکس است که به شما اجازه می‌دهد برنامه‌های مورد نیازتان را تنها با گفتن اسمشان نصب کنید! این ویژگی در لینوکس ایده اولیه مارکت‌های نرم افزار‌های موبایل مانند AppStore و یا Google Play است !

قبل از این که فرمان بالا را اجرا کنید باید دقت داشته باشید که رزبری پای شما به درستی به اینترنت متصل باشد تا بتواند برنامه را از مخزن‌های موجود در لیست مخازن دانلود کند.

کار نصب تمام شده است ؟ خوب است. حالا می‌خواهیم یک فایل را با VIM ویرایش کنیم . کافی است بنویسید :

VIM <filename>

که در آن به جای <filename> نام فایل را می‌نویسید. اگر بخواهید فایل جدیدی درست کنید چه ؟ اصلا مهم نیست ، با نوشتن نام فایلی که وجود ندارد و جدید است، VIM به شکل اتوماتیک آن فایل را ایجاد می‌کند!

starting-VIM-lxTerminal-raspberry-pi

اگر به عکس بالا دقت کرده باشید می‌بینید که ما فایل جدیدی به نام “Hello_world.c” را با VIM ساخته ایم و این فایل برای ویرایش و نوشتن کد برنامه نویسی رزبری پای به زبان C آماده است . با اجرای فرمان ، نوشته‌هایی به شکل زیر ظاهر خواهد شد که در واقع همان ویرایشگر ساده و قدرتمند VIM است.

VIM-normal-1-lxTerminal-raspberry-pi

این پنجره ویرایشگر VIM در حالت عادی (Normal Mode) است . برای این که یک فایل را ذخیره کنید ، تغییرات را undo کنید و یا از vim خارج شوید باید به حالت فرمان (Command Mode) وارد شوید. برای این کار کافی است که دکمه “:” را فشار داده و سپس فرمان خود را نوشته و در آخر کلید Enter را فشار دهید.
ار آنجایی که برنامه نویسی با زبان C با استفاده از‌هایلایت کننده کد بسیار ساده تر از این است که بخواهید مانند نوشتن انشا برنامه نویسی کنید . بهتر است این حالت را در vim روشن کنید . برای این کار در حالت فرمان دستور “syntax on” را نوشته و اینتر را فشار دهید.
هر چیزی به غیر از متن واقعی شما از جمله فرمان‌ها در پایین صفحه ظاهر خواهند شد که در عکس بعد می‌توانید آن را مشاهده کنید .

VIM-command-2-lxTerminal-raspberry-pi

به زبان سی باید از حالت “فرمان” خارج شوید و به حات “عادی” باز گردید. چگونه ؟ کافی است کلید ESC را فشار دهید ! برای ورود به حالت دیگری به نام “وارد کردن” (insert mode) کلید i را فشار دهید.

VIM-insert-3-lxTerminal-raspberry-pi
در حالت وارد کردن کاربر می‌تواند تقریبا هر چیزی را مانند همه ویرایشگر‌های متن دیگر در داخل فایل وارد کند .

حالا دیگر وقت آن است که اولین برنامه رزبری پای خود را به زبان C بنویسد . عکس بعدی در واقع کد برنامه ای است که قرار است به زبان C برای رزبری پای نوشته شود و جمله “سلام دنیا ” را نشان دهد.

VIM-insert-4-lxTerminal-raspberry-pi

کد برنامه نویسی رزبری پای به زبان C :

هر وقت کار برنامه نویسی شما تمام شد به زدن دکمه ESC به حالت عادی باز خواهید گشت . اگر می‌خواهید شما خط‌هایی که نوشته شده است را نیز ببینید می‌توانید در حالت فرمان دستور “set nu” را وارد کنید .

VIM-command-5-lxTerminal-raspberry-pi

برای ذخیره کردن تغییرات خود در حالت فرمان کلید w را زده و سپس اینتر بزنید . در صورتی که می‌خواهید از ویرایشگر vim خارج شوید نیز می‌توانید کلید q را در خط فرمان زده و اینتر بزنید.با نوشتن فرمان q! و زدن کلید اینتر نیز می‌توانید بدون ذخیره سازی تغییرات از vim خارج شوید. در عکس زیر دو فرمان به شکل یکجا و به شکل wq وارد شده اند که به این معناست که ابتدا تغییرات را ذخیره کن و سپس از برنامه خارج شو .

VIM-command-6-lxTerminal-raspberry-pi

وقتی از برنامه vim خارج می‌شوید مستقیما به خط فرمان و به مسیری که قبلا در آن بودید بر می‌گردید. با زدن فرمان “ls” در آن مسیر می‌توانید مطمئن شوید که فایل hello_world.c ساخته شده است . در عکس زیر می‌بینید که این فایل ساخته شده است :

after-quiting-vim-lxTerminal

 

حالا که برنامه نویسی برای رزبری پای به پایان رسیده است باید فایل برنامه را کامپایل کنید تا یک فایل اجرایی به زبان رایانه یعنی صفر و یک ایجاد شود . برنامه‌های کامپایلر زیادی در لینوکس وجود دارند که می‌توانند زبان C را فهمیده و آن را کامپایل کنند . اما معروف ترین آن‌ها CC یا GCC است که به عنوان کامپایلر C در لینوکس استفاده می‌شود. برای کامپایل هر کد برنامه نویسی برای رزبری پای می‌توانید از دستور cc در خط فرمان و سپس نام فایل کد نویسی استفاده کنید . برای مثال در این مورد :

 

Cc hello_world.c

کامپایلر “CC” یک فایل اجرایی با نام پیشفرض “a.out” درست در همان مسیری که فایل برنامه نویسی شما قرار دارد ایجاد می‌کند . اما شما می‌توانید با استفاد از دستور “-o” و با توجه به مثال زیر ، فایل را با هر نامی‌که می‌خواهید کامپایل کنید .
برای مثال برای تولید یک فایل اجرایی از روی فایل سورس (منبع) hello_world.c ، با نام Hello_world ، باید دستور زیر را در مسیر فایل سورس وارد کنید :

 

Cc hello_world.c –o hello_world

عکس زیر را ببینید :

cc-hello-world-lxTerm
اگر به هر دلیلی مشکلی در کد برنامه نویسی رزبری پای شما وجود داشته باشد ، کامپایلر شماره خطی که دارای خطا است را در خط فرمان بر می‌گرداند .اگر هیچ نوشته ای بعد از اجرای فرمان CC نوشته نشد به این معناست که برنامه شما با موفقیت کامپایل و تبدیل به یک فایل اجرایی شده است . برای این که ببینید واقعا این کار انجام شده یا نه می‌توانید از دستور “ls” برای دیدن فایل‌های موجود در پوشه کمک بگیرید . به عکس زیر توجه کنید .

ls-hello-world-lxTerm

رنگ سبز به این معناست که فایل hello_world یک فایل اجرایی است که در پوشه شما به وسیله CC ساخته شده است . برای اجرای این فایل یا هر فایل دیگری در هر پوشه ای که می‌خواهید کافی است نام آن را بعد از یک “/.” در خط فرمان در همان پوشه بنویسید .
عکس زیر اجرا کردن این فایل را به در مسیر نشان می‌دهد:

نتیجه اولین کد برنامه نویسی رزبری پای شما ، سلام دنیا !
نتیجه اولین کد برنامه نویسی رزبری پای شما ، سلام دنیا !

عکس آخر به شما نشان می‌دهد که نتیجه اجرای فایل اجرایی از کد برنامه نویسی رزبری پای شما چه خواهد بود.همان طور که می‌بینید جمله “HELLO WOLRD” در خط فرمان ظاهر شده و پس از آن اجرای برنامه به پایان رسیده و دوباره به خط فرمان بازگشته اید.

تبریک می‌گوییم ، شما اولین پروژه برنامه نویسی رزبری پای با زبان C را انجام داده اید !
در نظر داشته باشید که این آموزش برنامه نویسی رزپری پای در واقع اولین قدم در دنیای رزبری است . برنامه نوبسی رزبری پای با ابزار‌های پیشرفته و با زبان‌های دیگری مانند جاوا ، C++ ، PYTHON و … نیز قابل انجام است و مطمئنا برای انجام پروژه‌های Raspberry Pi پیچیده تر حتما به این ابزار‌ها نیاز خواهید داشت.
در واقع مرزی برای برنامه نویسی رزبری پای متصور نیست و شما تا آنجا که قوه خیالتان اجازه می‌دهد آزاد هستید و همیشه می‌توانید محصولات جذابی با همین رایانه کوچک و ارزان به دنیا معرفی کنید .

منبع

خلاصه مطلب
اولین پروژه برنامه نویسی رزبری پای : سلام دنیا !
عنوان مطلب
اولین پروژه برنامه نویسی رزبری پای : سلام دنیا !
توضیح کوتاه
رزبری پای یک رایانه کوچک و ارزان است که برای کاربرد‌های مختلفی طراحی شده است . اینجا اولین قدم برای برنامه نویسی رزبری پای را بر می‌دارید !
نویسنده

بیشتر بخوانید:

آموزش اضافه کردن تصویر پس زمینه به آکواریوم... در این ساختنی یاد می گیرید چطور یک تصویر پس زمینه به آکواریوم اضافه کنید. در این روش از نوار LED هم استفاده می کنیم تا زیبایی تصویر پس زمینه بیشتر بشو...
آموزش ساخت دوربین رزبری پای و نوشتن کد پایتون برای آن... قبلاً ساخت دوربین دیجیتال کاری بود که نیاز به آشنایی زیاد با عکاسی و قطعات الکترونیک گران قیمت داشت. اما امروزه با یک رزبری پای، برد دوربین و کمی کد پ...
ریموت کنترل دوربین بسازید و دوربین را از طریق اینترنت کنترل کنید... در این پست ساخت یک ریموت کنترل دوربین را یاد می گیرید که دو کارکرد اصلی دارد. تصویر لنز دوربین را از طریق اینترنت در کامپیوترتان ببینید و زاویه دوربین...
آموزش ساخت کامل سگ رباتیک منبع باز در این ساختنی طرز ساخت سگ رباتیک را یاد می گیرید. هدف از این آموزش این است که علاقه مندان رباتیک بتوانند ربات های چهار دست و پا مثل ربات چیتای MIT را ...
با رزبری پای میکروفون وایرلس FM بسازید میکروفون وایرلس میکروفونی است که بدون سیم و کابل به ستگاه ضبط صدا، آمپلی فایر یا سایر دستگاه های همراهش وصل می شود. این میکروفون که با نام میکروفون را...
ساخت ماشین کنترلی با رزبری پای و ماشین اسباب بازی... در این ساختنی یاد می گیرید چطور ماشین های اسباب بازی را با رزبری پای به ماشین کنترلی تبدیل کنید. این روش ساخت ماشین کنترلی بسیار ارزان است چون نیاز به...

درباره مهرداد جمالی

مهرداد جمالی
مهرداد جمالی ، متولد 1367 ، دانش آموخته رشته لیسانس مهندسی مخابرات دانشگاه ملی زنجان و دانشجوی ارشد مدیریت صنعتی است. وی بنیان گذار اصلی پروژه ساختنی و یکی از مدیران ارشد وبسایت است.

پیشنهاد می کنیم

با رزبری پای گجت پیش بینی آب و هوا بسازید

قبلاً در ساختنی آموزش ساخت رخت آویز هوشمندی را یاد گرفته اید که وضعیت آب …

پاسخ دهید