[实例1-Processing画框点灯]:Processing与RISC-Vduino编程实战（既面向对象又面向过程编程）

51MCU

      最近一直在思考，当今物联网时代,有没有一种既可以快速学习面向过程编程（C语言）知识，又能学习面向对象编程（Java语言）知识，而且还能把硬件电路玩起来的一种实战AIoT电子编程教程？回首过去十多年技术生涯，发现答案是：有的！      在国产化软硬件的时代趋势下，基于各位先人前辈实现的开源技术基础。我想有必要展示一下基于RISC-V国产化单片机硬件编程和基于Processing Java软件编程相结合的视觉互动交互电子艺术，仅此向各位同学，非电子计算机专业，但对电子感兴趣的爱好者介绍物联网时代，国产化硬件芯片电子艺术与视觉交互的魅力！使大家能够低门槛进入电子交互领域，将大家的灵感想法用视觉+电子呈现出来！分享给大家，让大家感受到科技的魅力！

      从本篇开始，我将通过几个小例子让各位同学快速地掌握Processing与RISC-Vduino编程实战知识（既面向对象又面向过程编程）。


实例1-Processing画框点灯：

任务：在Processing界面上画一个小矩形，当鼠标单击矩形内时，RISC-Vduino板载LED黄灯HelloWorld点亮；当鼠标单击矩形外时，RISC-Vduino板载的LED黄灯HelloWorld熄灭。

【1】硬件
1.1笔记本或PC电脑（建议系统Windows/Linux）[电脑应该都有吧]
1.2RISC-Vduino UNO Board [手头没有，某宝或PDD淘一块吧]
1.3USB 下载线
1.4USB mini通信线

图1-1 RISC-Vduino UNO Board

图1-2 RISC-Vduino USB mini cable

图1-3 RISC-Vduino USB Download cable

【2】软件
2.1.MRS（除了MounRiver Studio IDE，也可以选其他RISC-V IDE）

图2-1 RISC-V IDE-MRS（C语言）

2.2.Processing

图2-2 Processing（Java语言）

【3】实战操作步骤
3.1首先RISC-Vduino连接USB下载线到电脑USB口，打开MRS下载好RISC-Vduino源码到RISC-Vduino板子。(见图3-1)

图3-1 下载RISC-Vduino源码

3.2上传开源代码，RISC-Vduino UNO Board开源代码:

1. /********************************** (C) COPYRIGHT *******************************
   
2. * File Name          : main.c
   
3. * Author             : www.RISC-Vduino.cc
   
4. * Version            : V1.0.0
   
5. * Date               : 2020/11/1
   
6. * Description        : Main program body.
   
7. *******************************************************************************/
   
8. 
   
9. #include "debug.h"
   
10. /*******************************************************************************
    
11. * Function Name  : main
    
12. * Description    : Main program.
    
13. * Input          : None
    
14. * Return         : None
    
15. *******************************************************************************/
    
16. void HelloWorld_LED_Init(void)
    
17. {
    
18.       GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    
19.       RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    
20.       GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
    
21.       GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    
22.       GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
23.       GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
24.       GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
    
25. }
    
26. int main(void)
    
27. {
    
28.     u16 buttonState1;// read the input on ANALOG pin 6:(eg.RISC-Vduino UNO RC is Pin-GPIOA6)
    
29.     //u8 HIGH = 1;
    
30.     u8 LOW = 0;
    
31.     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    
32.     Delay_Init();
    
33.     USART_Printf_Init(9600);// initialize serial communication at 9600 bits per second:
    
34.     printf("SystemClk:%d\r\n",SystemCoreClock);
    
35.     printf("This is Processing SerialCommunication example\r\n");
    
36.     HelloWorld_LED_Init();
    
37.     // the while function runs over and over again forever
    
38.     while(1)
    
39.     {
    
40.         //Processing串口编程+RISC-Vduino串口通信（RISC-Vduino串口读取Processing下发的数据）
    
41.         if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) != RESET)
    
42.         {
    
43. printf("I am RISC-Vduino Board!\r\n");
    
44.            if(USART_ReceiveData(USART1) == 'a')
    
45.            {
    
46.              GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);// CLOSE RISC-Vduino BOARD LED
    
47.            }
    
48.            if(USART_ReceiveData(USART1) == 'b')
    
49.            {
    
50.              GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1); // OPEN RISC-Vduino BOARD LED
    
51.            }
    
52.         }

复制代码

3.3然后接入USBmini线，电脑设备管理器中，查看RISC-Vduino板子的端口COM口。(见图3-2)

图3-2 查看RISC-Vduino板子串口为COM7

3.4 打开Processing中的COM口，进行Processing源代码编写运行。(见图3-3)

图3-3 Processing源代码运行

3.5 Processing开源代码:

1. import processing.serial.*;//导入serial库Serial port
   
2. Serial riscvduino_port; // Create object from Serial class 实例化一个Serial对象
   
3. String message;
   
4. 
   
5. void setup()
   
6. {
   
7.       //初始化RISC-Vduino端口，根据电脑系统为RISC-Vduino分配的端口号填写。
   
8.       riscvduino_port = new Serial(this, "COM7", 9600);//open windows Device COM7,from RISC-Vduino UNO Board connect!
   
9.       size(300,300);
   
10. }
    
11. void draw()
    
12. {
    
13.       rect(100,100,50,50);//绘制矩形
    
14. }
    
15. 
    
16. void mouseClicked()
    
17. {
    
18.       if((mouseX>=100)&(mouseX<=150)&mouseY>=100&(mouseY<=150))
    
19.         {
    
20.             //当鼠标在矩形区域内单击时，往RISC-Vduino串口发送小写字母a
    
21.             println("RISC-Vduino LED turn ON!");
    
22.             riscvduino_port.write("a");
    
23.         }
    
24. else
    
25.         {
    
26.             //当鼠标在矩形区域外单击时，往RISC-Vduino串口发送小写字母b
    
27.             println("RISC-Vduino LED turn OFF!");
    
28.             riscvduino_port.write("b");
    
29.         }
    
30. }

复制代码

3.6 鼠标操作
单击Processing界面中方框内，可以看到RISC-Vduino板载LED黄灯HelloWorld点亮;
单击Processing界面中方框外，可以看到RISC-Vduino板载LED黄灯HelloWorld熄灭。
如图3-8所示，当单击白色矩形内时(见图3-4)，Processing提示RISC-Vduino Board LED已经打开
（见图3-5），板载LED点亮(见图3-6).

图3-4 Processing代码执行效果图

图3-5 提示灯打开

图3-6 RISC-Vduino UNO板载LED点亮

当单击白色矩形外时，Processing提示RISC-Vduino Board LED已经关闭（见图3-7），板载LED熄灭（见图3-8）.

图3-7 提示灯熄灭

图3-8 板载LED熄灭

[实例1-Processing画框点灯]:Processing与RISC-Vduino编程实战（既面向对象又面向过程编程）演示完毕！点击此处查看演示视频

苹果派

向大佬学习 。。。

塞巴斯蒂安

学习了，感谢分享   

51MCU

塞巴斯蒂安 发表于 2022-1-28 19:37
学习了，感谢分享

       面向过程的语言也称为结构化程序设计语言， 在面向过程程序设计中，问题被看作一系列需要完成的任务，函数则用于完成这些任务，解决问题的焦点集中于函数。 其概念最早由E．W．Dijikstra在1965年提出，是软件发展的一个重要里程碑。 它的主要观点是采用自顶向下、逐步求精的程序设计方法。"面向过程"(Procedure Oriented)是一种以过程为中心的编程思想。这些都是以什么正在发生为主要目标进行编程，不同于面向对象的是谁在受影响。与面向对象明显的不同就是封装、继承、类。

---面向过程（Procedure Oriented 简称PO ：如C语言）

从名字可以看出它是注重过程的。当解决一个问题的时候，面向过程会把事情拆分成： 一个个函数和数据（用于方法的参数） 。然后按照一定的顺序，执行完这些方法（每个方法看作一个过程），等方法执行完了，事情就搞定了。

---面向对象（Object Oriented简称OO ：如C++，JAVA等语言）

看名字它是注重对象的。当解决一个问题的时候，面向对象会把事物抽象成对象的概念，就是说这个问题里面有哪些对象，然后给对象赋一些属性和方法，然后让每个对象去执行自己的方法，问题得到解决。

「用3个例子说明两者的区别」

例子一：问题： 洗衣机里面放有脏衣服，怎么洗干净？

面向过程的解决方法：

1、执行加洗衣粉方法；

2、执行加水方法；

3、执行洗衣服方法；

4、执行清洗方法；

5、 执行烘干方法；

以上就是将解决这个问题的过程拆成一个个方法（是没有对象去调用的），通过一个个方法的执行来解决问题。

面向对象的解决方法：

1、我先弄出两个对象：“洗衣机”对象和“人”对象

2、针对对象“洗衣机”加入一些属性和方法：“洗衣服方法”“清洗方法”、“烘干方法”

3、针对对象“人”加入属性和方法：“加洗衣粉方法”、“加水方法”

4、然后执行

人.加洗衣粉

人.加水

洗衣机.洗衣服

洗衣机.清洗

洗衣机.烘干

解决同一个问题 ，面向对象编程就是先抽象出对象，然后用对象执行方法的方式解决问题。

例子二 ： 打麻将例子 你 我 他

面向过程的解决方法： 打麻将 （你，我，他）

---解决问题
拆成一个动作，把数据丢进去

面向对象的解决方法：我.打麻将（你，他） or 你.打麻将（我，他） or 他.打麻将(我，你)

---解决问题
抽象出对象，对象执行动作 。

例子三：一个网上常见的五子棋例子

面向过程的解决方法就是首先分析问题的步骤：

1、开始游戏，
2、黑子先走，
3、绘制画面，
4、判断输赢，
5、轮到白子，
6、绘制画面，
7、判断输赢，
8、返回步骤2，
9、输出最后结果。

把上面每个步骤用不同的方法来实现。

面向对象的解决方法则是从另外的思路来解决问题。

整个五子棋可以分为
1、黑白双方，这两方的行为是一模一样的，
2、棋盘系统，负责绘制画面，
3、规则系统，负责判定诸如犯规、输赢等。
第一类对象（玩家对象）负责接受用户输入，并告知第二类对象（棋盘对象）棋子布局的变化，棋盘对象接收到了棋子的变化就要负责在屏幕上面显示出这种变化，同时利用第三类对象（规则系统）来对棋局进行判定。

可以明显地看出，面向对象是以功能来划分问题，而不是步骤。同样是绘制棋局，这样的行为在面向过程的设计中分散在了多个步骤中，很可能出现不同的绘制版本，因为通常设计人员会考虑到实际情况进行各种各样的简化。而面向对象的设计中，绘图只可能在棋盘对象中出现，从而保证了绘图的统一。

「面向过程与面向对象的优缺点」

用面向过程的方法写出来的程序是一份蛋炒饭，而用面向对象写出来的程序是一份盖浇饭。

蛋炒饭制作的细节不说了，最后的一道工序肯定是把米饭和鸡蛋混在一起炒匀。盖浇饭呢，则是把米饭和盖菜分别做好，你如果要一份红烧肉盖饭呢，就给你浇一份红烧肉；如果要一份青椒土豆盖浇饭，就给浇一份青椒土豆丝。

蛋炒饭的好处就是入味均匀，吃起来香。如果恰巧你不爱吃鸡蛋，只爱吃青菜的话，那么唯一的办法就是全部倒掉，重新做一份青菜炒饭了。盖浇饭就没这么多麻烦，你只需要把上面的盖菜拨掉，更换一份盖菜就可以了。盖浇饭的缺点是入味不均，可能没有蛋炒饭那么香。

到底是蛋炒饭好还是盖浇饭好呢？其实这类问题都很难回答，非要比个上下高低的话，就必须设定一个场景，否则只能说是各有所长。如果大家都不是美食家，没那么多讲究，那么从饭馆角度来讲的话，做盖浇饭显然比蛋炒饭更有优势，他可以组合出来任意多的组合，而且不会浪费。

盖浇饭的好处就是‘’菜”“饭”分离，从而提高了制作盖浇饭的灵活性。饭不满意就换饭，菜不满意换菜。用软件工程的专业术语就是”可维护性“比较好，”饭” 和”菜”的耦合度比较低。蛋炒饭将”蛋”“饭”搅和在一起，想换”蛋”“饭”中任何一种都很困难，耦合度很高，以至于”可维护性”比较差。软件工程追求的目标之一就是可维护性，可维护性主要表现在3个方面：可理解性、可测试性和可修改性。面向对象的好处之一就是显著的改善了软件系统的可维护性。

「总结来说」

面向过程

优点：性能比面向对象高，因为类调用时需要实例化，开销比较大，比较消耗资源;比如单片机、嵌入式开发、 Linux/Unix等一般采用面向过程开发，性能是最重要的因素。

缺点：没有面向对象易维护、易复用、易扩展

面向对象

优点：易维护、易复用、易扩展，由于面向对象有封装、继承、多态性的特性，可以设计出低耦合的系统，使系统 更加灵活、更加易于维护

缺点：性能比面向过程低

51MCU

51MCU 发表于 2022-2-10 12:30
面向过程的语言也称为结构化程序设计语言， 在面向过程程序设计中，问题被看作一系列需要完成的任 ...

面向过程：面向处理，更多的是从计算机角度思考，注重计算每一个步骤，程序更像是一本cpu操作手册。

面向对象：以日常生活的角度思考问题的解决，更接近人的思维方式，让人可以从更高的层面考虑系统的构建

以你请朋友吃饭为例:

面向对象的优点：

面向对象更加适合做应用的开发 --- 面向实体性编程为主，造飞机，造轮船

面向对象可以使你的代码更加优雅和紧凑

面向对象开发效率更高 ---- 将功能和数据进行隔离

面向对象代码复用度更高、可维护性更好

​面向对象是一种思维方式，它认为万事万物皆对象，程序是由多个对象协作共同完成功能的，所以


以后我们要从面向过程转向面向对象。以面向对象的方式考虑程序的构建。


面向对象的核心是：类和对象 [类是抽象的,在使用的时候通常会找到这个类的一个具体的存在,使用这个具体的存在。一个类可以找


到多个对象。对象是类的行为属性和数据属性进行具体化后的实例。]

[生活角度]

类：具有相同特征和行为的对象的集合，是一个概念

对象：客观存在的一切事物，是类的实例

类： 汽车 超级英雄 电脑 杯子

​对象： 红色的宝马 美国队长 桌上的mac pro 老王的黑色杯子

​类就相当于制造飞机时的图纸，用它来进行创建的飞机就相当于对象

[程序角度]

类：用户自定义的数据类型，是模板，不占用内存

对象：由类定义的变量，占用内存

类：

  成员属性（成员变量）  描述对象的静态特征，诸如，名字、身高体重

  成员方法  描述对象的动态特征，例如：吃饭、睡觉、打豆豆

类和对象之间的关系：

RISC-VMCU

非常感谢使用  RISC-Vduino UNO Board ，支持国产，支持中国芯！！！

孙悟空

51MCU 发表于 2022-2-10 12:41
面向过程：面向处理，更多的是从计算机角度思考，注重计算每一个步骤，程序更像是一本cpu操作手册。

面 ...

面向对象的程序设计思想其实就是 约束全局变量（因为C语言使用了很多的全局变量来使各个功能模块之间数据共享，是模块化程序之间沟通的桥梁。因为模块化程序总是需要 “低耦合，高内聚”的编程理念来实现。）使用的一味良药，面向对象与面向过程都是一种思维方式的存在，并非孰优孰劣。
目前软件设计的发展来看， 面向对象的程序设计思想   在大型程序的设计和把控上有更多的优势！它能够把各个抽象的个体描绘得更加的直观，这样个体之间的相互联系也就顺理成章的表达和约束。