IDE Arduino

L'IDE Arduino (environnement de développement intégré) est un logiciel permettant la programmation des cartes microcontrôleurs Arduino ou compatibles.

Il regroupe principalement au sein d'un même outil :

  • un éditeur de texte permettant de saisir le code source du programme ;
  • un compilateur pour transformer ce code source en langage machine ;
  • un gestionnaire de carte (les pilotes des microcontrôleurs) ;
  • un gestionnaire de bibliothèques : Installation des librairies ou programmes nécessaires pour l'utilisation de différents modules (écran, capteur,...) ou fonctions. Il permet aussi d'en suivre les versions ;
  • une fonction de téléversement d'un programme dans un microcontrôleur ;
  • un moniteur du port série permettant de visualiser et d'échanger des informations sur l'état d'exécution du programme.

Interface de l'IDE

La majeure partie de la fenêtre de l'IDE est dédiée à l'éditeur de texte. Vous trouverez, de haut en bas, la composition de l'interface de l'IDE Arduino :

  • les menus déroulants ;
  • les boutons d'accès rapides ;
  • les onglets des fichiers ouverts pour le projet ;
  • l'éditeur de texte contenant le code source du fichier sélectionné ;
  • la rubrique d'information affichant l'opération en cours ;
  • le détail des informations de compilation ;
  • la ligne de statut mentionnant le microcontrôleur actuellement sélectionné.

Principe général pour la programmation d'un microcontrôleur

Après avoir ouvert l'IDE :

  1. chargement du code source dans l'éditeur de texte de l'IDE : il s'agit du programme que va exécuter le microcontrôleur dans un langage compréhensible par le développeur (langage C++) ;
  2. branchement du microcontrôleur sur le port USB ;
  3. sélection du pilote correspondant au microcontrôleur connecté (l'IDE doit savoir à qui s'adresser et comment lui parler) ;
  4. compilation du programme source : le code qui en résulte n'est plus compréhensible par le développeur mais uniquement par le microcontrôleur ;
  5. téléversement du code machine dans le microcontrôleur par la connexion USB (port série) ;
  6. le microcontrôleur programmé peut être déconnecté de l'ordinateur et être implanté dans son montage électronique.

Le gestionnaire de carte

Le gestionnaire de carte de l'IDE permet l'installation des pilotes pour les microcontrôleurs.

Vous y accédez par le menu déroulant : Outils/Type de carte/Gestionnaire de carte

Nativement, les pilotes nécessaires pour les microcontrôleurs de la gamme Arduino (Nano, Uno, Mega) sont déjà installés. Pour d'autres modèles comme l'ESP32, il est nécessaire d'installer un pilote spécifique.

La gestion des bibliothèques

Le gestionnaire de bibliothèques permet l'installation et le suivi des librairies nécessaires au fonctionnement de certains modules externes ou contenant des fonctions pouvant être utilisées dans les programmes.

Vous y accédez par le menu déroulant : Outils/Gérer les bibliothèques

La déclaration des bibliothèques utilisées par un programme est réalisée au début du code par la commande #define <nom de la bibliothèque>.

En exécutant une compilation du programme (premier bouton d'accès rapide), la fenêtre d'informations vous indiquera si une librairie n'a pas été installée (en plus des potentielles erreurs de syntaxe dans le code source). Dans ce cas, il faudra :

  • ouvrir le gestionnaire des bibliothèques ;
  • rechercher la librairie concernée (un champ texte en haut à droite de la fenêtre permet de filtrer les librairies par leur nom) ;
  • sélectionner la ligne dans le gestionnaire pour faire apparaître le bouton d'installation ;
  • installer cette librairie en cliquant sur le bouton d'installation ;
  • fermer le gestionnaire des bibliothèques ;
  • relancer la compilation du programme.

L'exécution du programme dans le microcontrôleur

Un nouveau fichier ino (1) chargé dans l'éditeur de l'IDE (Fichier/Nouveau ou CTRL+N ou bouton d'accès rapide) contient la structure minimale d'un programme. Cette structure est composée de deux blocs :

  • La fonction setup contenant toutes les commandes d'initialisations du programme. Par exemple, la définition des broches en entrée ou en sortie, l'état et le contenu de variables au lancement du programme ou encore l'initialisation de modules connectés au microcontrôleur. Cette fonction n'est exécutée qu'une seule fois, lors de la mise sous tension du microcontrôleur.
  • La fonction loop qui, comme sont nom l'indique, boucle indéfiniment tant que le microcontrôleur est sous tension. C'est dans cette boucle qu'il est possible de programmer, par exemple, la mesure d'un capteur connecté au microcontrôleur et de l'afficher sur un écran également connecté au microcontrôleur. Cette mesure sera effectuée et affichée continuellement.

(1) extension des fichiers utilisés par l'IDE et correspondant aux 3 derniers caractères du mot Arduino

Utilisation du moniteur série

Le moniteur série, accessible par le dernier bouton d'accès rapide, est une fenêtre permettant :

  • d'afficher des informations depuis le programme afin de vérifier l'état de certaines variables ou vérifier des points de passage dans certaines branches du code ;
  • d'envoyer au programme, durant l'exécution, différentes commandes afin de vérifier le comportement du programme.

Tous les échanges réalisés entre le microcontrôleur et le moniteur série de l'IDE, passent par la connexion USB.

Modifier les préférences pour se faciliter la vie...

Sélectionnez Fichier/Préférences pour faire apparaître la fenêtre de paramétrage des préférences :

  • Activez les résultats détaillés

Si votre programme contient des erreurs de syntaxe lorsque que vous lancez une compilation, un message d’erreur va apparaître dans la fenêtre des résultats. Dans certains cas ce message n’est pas suffisamment clair ou précis pour déterminer l'origine du problème. Pouvoir disposer de plus d'informations concernant l'anomalie peut se révéler très utile.

  • Affichez les numéro de ligne et activez le repli de code

Afin d’éviter de vous perdre dans le code source lorsqu'il deviendra conséquent, afficher les numéros de lignes vous permettra de savoir à quelle position se trouve la partie que vous traitez et vous permettra d’y revenir plus facilement.
Le repli de code quant à lui permet de réduire certains blocs de codes (conditions, boucles...) afin d’avoir plus facilement une vue d’ensemble du programme.

C'est également dans cette fenêtre que vous définissez les liens vers les gestionnaires de cartes supplémentaires en ajoutant une URL dans le champ (séparer les URL par une virgule).

Installation de l'IDE Arduino

Rendez-vous sur le site officiel Arduino pour télécharger ce logiciel gratuitement : https://www.arduino.cc/en/software