本文是《[Arduino] Develop Library with Arduino eclipse plugin》的中文版本，并增加一點本土內容。之所以先寫英文的，是因為寫作過程中，需要和插件作者保持溝通，還請各位見諒。
eclipse.baeyens.it 開發中的 Arduino Eclipse 插件，能快速將eclipse打造為Arduino的開發平臺。從目前的經驗看來，開發的部分基本能實現完全的替代。雖然少了串口助手的部分，但平心而論，ADE（Arduino “官方”標準開發環境）的串口助手是很弱的。因為只能傳遞可見字符數據，沒法任意發送0-255的單字節數據。所以這個集成的Serial Monitor還是比較雞肋的。所以用自己喜歡而且順手的就是，并不要緊。使用 Arduino Eclipse 插件，在 eclipse 上進行開發的Arduino程序，同樣能方便地移植到 ADE 上，在開源社區分享，也沒有問題。而開發效率、編譯速度、下載速度，都將大幅提升，爽得一塌糊涂。
在這款插件出現之前，Eclipse 就已經可以用來作 Arduino 的IDE了，但配置過程相當崩潰，有插件就爽了很多，能輕松實現平臺搭建。
本文結合Arduino eclipse Plugin 英文向導 and Arduino playground 的 LibraryTutorial 做一個使用eclipse開發Arduino類庫的分步驟教程。建議先查閱一下這2處的內容，這樣看下文會輕松很多。
1. 安裝 Eclipse 及 Arduino 插件
插件官方安裝向導 ，英文很簡單，E文不太熟悉的朋友，配合字典就能搞定。我的經驗就是，安裝帶有CDT(C/C++ Development Kit)的eclipse就是了。如果之前已經在用 eclipse 進行 Java、Ruby或其它開發的朋友，并不需要重新下載，直接安裝CDT插件就是了，畢竟Arduino用的是C++。使用 Arduino 插件進行開發，并不需要提前安裝 AVR 插件，感覺是已經被Arduino插件集成了，所以安裝配置就更簡單許多。
之前根據網絡上的各類資料，重新編輯過一篇安裝 Eclipse 3.7 Indigo 學習 Java 的blog，里面提到了漢化如何進行，有興趣的朋友不妨去看看，在那個基礎上，安裝CDT，插件，就能直接用來開發Arduino了。那個時候剛剛接觸 eclipse，用起來小心翼翼，現在就放開了許多，都敢碰了，呵呵。
不過一個eclipse里面一下運行太多插件，對速度還是有影響的，為Arduino開發，我另外整理了一個較為“純凈”的eclipse： Eclipse 3.7 Indigo + CDT + Arduino Plugin + Subclipse
Eclipse是綠色軟件，復制一份原始的安裝包就好了。其中 Subclipse 用于版本控制以及在 Google code 進行代碼托管，非常方便。
2. 從一個 Sketch 開始
在安裝及配置好 Arduino Eclipse 插件之后
1) 新建一個工作空間，例如， “H:\workspace\myArduinoLibs”.
2) 新建一個sketch, 例如, “MorseTest”
在項目管理器窗口/工作空間目錄下。會出現2個文件夾。其中一個所選用的Arduino平臺型號命名，作為 Arduino Core，里面大致的內容就是與該板參數相匹配的Arduino核心庫。每次使用一個新的工作空間，這個Arduino Core文件夾都會被新建。但如果再次基礎上，添加一個基于同樣 Arduino 平臺的 Sketch 時，不會重復新建 core 文件夾，它為自動在工作空間內共享（當然，如果不是很有把握，最好也別去改它）。如果后來在同一工作空間下，使用不同的 Arduino 平臺開發，將會新建一個新平臺的Core文件夾。
3) 構建 Core（不過并不必要）：點擊 Core 文件夾， “Arduino_UNO”，后點擊工具欄的小錘子圖標。
4) 構建 sketch，點擊 Sketch文件夾， “MorseTest”，后點擊工具欄的小錘子圖標。如果跳過了剛才的第3步，那么此刻編譯器也會先構建 Core，再構建 Sketch。注：構建，Build，Make，就是編譯、鏈接的意思。如果光點擊程序文件，可能構建不出什么東西，還是要選擇工程文件夾，再進行構建。因為一次構建構建的是整個Project.
如果插件安裝正確的話，此處的構建，應該沒什么問題，也就是說編譯、鏈接都應該沒問題，畢竟現在什么代碼都沒輸入進去么。
不過值得注意的是，在使用目前的 Arduino Core 的過程中，可能會出現編譯后帶有警告的情況。這些或許是ADE內部自動隱藏或是降低了警告級別造成的。不必擔心，程序一般情況下依然是可以運行的。相信隨著 Arduino 底層庫的不斷完善，這些警告都會慢慢消失的。在我個人的實踐中，基本都要加上 “extern HardwareSerial Serial;” 這句聲明，才能正常使用串口對象，感覺內建的Serial實例，是以類似全局變量的形式保存， 而在調用的時候，是要聲明一下。但是在ADE中插入這句聲明，也不會影響編譯。所以，就放心地加進去咯。至少從ANSI的標準來看，代碼是規范了不少。
5) 建議此時，可以通過點擊工具欄的“AVR”按鈕，將這個空的 Sketch 下載（中文習慣都是說“下載”，就像“XX下載器”，而英文版本里面偏偏都是用上傳“Upload”，比較無語）到Arduino的板子上，測試連接通訊是否正常。這里，可以理解為和 ADE 一樣，編譯和下載是分開的。但是ADE里面，下載還包含了編譯，而且編譯得很慢。Eclipse里面，這兩個步驟是完全獨立的，所以，一次次點擊“下載”，可能下載的都是老文件，如果忘記重新編譯的話。新手要注意這一點。
6) 將 librayTutorial 里的代碼拷貝至 “MorseTest.cpp”. 頭文件 “MorseTest.h”就不用去動它了，不需要對其進行任何編輯。
// Do not remove the include below
#include "MorseTest.h"
void dot();
void dash();
int pin = 13;
//The setup function is called once at startup of the sketch
void setup()
{
// Add your initialization code here
pinMode(pin, OUTPUT);
}
// The loop function is called in an endless loop
void loop()
{
//Add your repeated code here
dot(); dot(); dot();
dash(); dash(); dash();
dot(); dot(); dot();
delay(3000);
}
void dot()
{
digitalWrite(pin, HIGH);
delay(250);
digitalWrite(pin, LOW);
delay(250);
}
void dash()
{
digitalWrite(pin, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(pin, LOW);
delay(250);
}
此處較例程添加了 dot() 和 dash() 的聲明，相信有C/C++編程經驗的朋友都知道是為什么。因為這2個函數，都放置在 loop() 函數后，而Eclipse里面的GNU/GCC編譯器是對于規范要求比較嚴格的，要么放在loop()之前，要么加聲明，否則就是無法編譯通過。ADE則相對寬松一些，感覺怎么寫都行，ADE優化過的編譯器會自動彌補這些問題，讓規則顯得更加寬松。但作為嚴謹的 C/C++ 開發人員來說，遵守嚴謹的規則，對于保證程序正確運行、排錯，是相當重要的，而且一般都比較都已經是習慣了。同樣，在ADE中添加聲明，也同樣不會影響到編譯。
現在就可以開始體驗到 Eclipse 的強悍之處了：
- “Tab” 鍵可以正常反應了，ADE中竟然直接用2個空格替代，真是要吐槽一下。而且 Shift+Tab 也能用了，調整縮進爽很多。
- 各種代碼高亮
- Ctrl+Shift+F 進行自動排版。排版的樣式，可以在 Preferences -> C/C++ -> Formatter 里面自定義，我個人當然是喜歡花括號獨占一行而且對其的樣式~
- Alt+/ 進行自動補齊，默認情況下，按“.”也會有完整的提示框彈出。有VS使用經驗的人，一定非常依賴這個功能，:)
- 實時的錯誤及警告提示，有的時候倒也不必驚慌，或許重新Make一下，就消失了
- Ctrl+左鍵單擊，查看引用，這個是我的最愛，查看Arduino庫變得非常輕松，終于不用幾個文檔翻來倒去了。
這幾條一說，基本都想把ADE扔一邊了吧~ 那還不趕緊試一下~
7) 構建并下載，都沒錯的話，應該可以看到Arduino上Pin13的LED開始發出“三短三長三短”的SOS信號了。
4. 從 POP 面向過程 到 OOP 面向對象
1) 在 Sketch 項目內為 類庫 library 新建一個文件夾，本例中，命名為“Morse”
2) 在這個 類庫文件夾 中新建一個類，
會同時建立2個文件，.h的頭文件，和.cpp的源文件。什么代碼都還沒寫，eclipse 已經把構造函數，析構函數的框架都搭起來了。
3) 在類頭文件“Morse.h”中，包含引用 “Arduino.h”
除非是建一個純C++的類，或者是應用邏輯層的類，否則如果涉及到 Arduino 的底層硬件操作，一般也就是引用“Arduino.h”這個頭文件就好了，對于IO設置，位運算都有現成的函數可用。而且作為一個Arduino的 sketch，不管怎么樣都會包含這個頭文件的，類庫中就包含一下，也不會對最終sketch的文件大小會有什么影響。而且一個“Arduino.h”似 乎就包含了所有可能會用到 Arduino 函數庫，很方便。寫類，自然還是要學習一下C++的編程（學C++和學VC是2個概念）。不過大體上，可以想象成在寫一個沒有setup()和 loop()的sketch。
4) 寫類
如 librayTutorial所示, Morse.h:
#ifndef MORSE_H_
#define MORSE_H_
#include "Arduino.h"
class Morse
{
public:
Morse(int pin);
virtual ~Morse();
void dot();
void dash();
private:
int _pin;
};
#endif
Morse.cpp:
|
例程里的代碼，和Eclipse的代碼的主要不同之處，在于在eclipse這邊過了一個虛析構函數。這在C++程序里面是非常常見的，讓類可以繼續得到繼承，是規范的寫法。相信雖然ADE的這個例程沒這個東西，但是也會欣然接受這種讓類定義更加完整的做法。
這樣，一個最簡單的Morse類庫就寫好了。使用面向對象編程新建類，不單單可以用在編寫類庫，更應該用在進行應用類，或者說實現中間層邏輯類的開發，也 同樣適用。這樣，就能把傳統的面向過程的編程，轉變為面向對象的編程。對于玩嵌入式底層開發的朋友來說，可能會感覺這樣損失了執行效率，還增加了程序的大 小。但是對于大多數用Arduino玩應用的朋友來講，我相信還是會舍得這些硬件開銷。仁者見仁智者見智。
5) 調用類
回到Sketch， “MorseTest.cpp”。因為大部分的功能代碼已經轉移（更專業的叫法，就是“封裝”）到類中。所以主代碼就立馬變得整潔美觀了。記得在頭部，對類進行引用，#include “Morse.h”
// Do not remove the include below
#include "MorseTest.h"
#include "Morse.h" // The header of the class just created
Morse morse(13);
//The setup function is called once at startup of the sketch
void setup()
{
// Add your initialization code here
}
// The loop function is called in an endless loop
void loop()
{
//Add your repeated code here
morse.dot(); morse.dot(); morse.dot();
morse.dash(); morse.dash(); morse.dash();
morse.dot(); morse.dot(); morse.dot();
delay(3000);
}
6) 構建OOP工程
點擊小錘子圖標進行構建，此時會冒出來很多錯誤……
主要原因是 Sketch 中雖然包含了類庫，但鏈接器并不知道去哪里找它，所以要添加類庫的路徑。
a) 在項目管理器中，右鍵單擊 Sketch 文件夾，”MorseTest”.
b) 點擊 “Properties”.
c) 進入 “C/C++ General -> Path and Symbols”,頁
d) 在 “Includes” 標簽中，在左邊language欄中選擇”GNU C++”, 點擊右側的”Add…”按鈕。
e) 在”Add directory path”對話框中選擇 “Workspace…”
f) 找到類庫的文件夾 “Morse”, 點擊 “OK”.
g) 類庫路徑被添加進來，如下圖所示。點擊“OK”關閉窗口
h) 如果這個框框跳出來，就點“Yes”
i) 重新點擊Sketch文件夾，并構建，現在應該是0錯誤，0警告了。
j) 下載到Arduino板子上，實現的功能，和早先所有程序都堆在一起的而且面向過程的Sketch是一樣的。
5. 在ADE中，使用類庫
1) 將類庫文件夾（“Morse”）復制至ADE所在文件夾的“libraries”文件夾 (“H:\arduino-1.0\libraries\”)內。
2) 打開ADE，就可以在菜單 “Sketch->Import Library…” 中找到Morse類了。（其實ADE還是實現了很多不錯的功能呢）
3) 點擊它 “#include ” 這句話，就會被添加到新的這個Sketch里面。
4) 從eclipse的sketch，MorseTest.cpp, 復制代碼至ADE 除了
#include “MorseTest.h” ADE會自己生成一個類似的文件，或者壓根就不需要吧，反正不用這個東西了。
#include “Morse.h” 因為導入類庫的時候，已經將這個頭文件包含進來了。
5) 編譯并下載，應該是沒有問題。
6) 在ADE的libraries文件夾內的類庫文件夾，“Morse”中，新建一個“examples”文件夾。把剛才復制過來的sketch保存進去，并命名為“SOS”
7) 退出 ADE, 并再次打開。 可以看到 SOS 程序作為 Morse 庫的一個實例，出現在菜單里。也就是說現在Morse類，就像ADE已經集成的這么多類一樣，可以被導入，并且還提供例程。
6. 在 eclipse 中使用類庫
1 sketch = 1 main = 1 project. Main() 函數作為C/C++程序的入口，一個項目中只允許出現一次，否則編譯器無法正確進行編譯。所以，不能在類的項目（“MorseTest”）中，同時出現多個setup()和loop()。
如果要單獨新建一個使用自定義類的Arduino工程（Sketch），最穩妥的方法，還是使用官方指南里面的方法從ADE目錄中導入類。
如果希望為單個類庫，編寫多個示例代碼。我個人的做法，就是將eclipse中的測試代碼，復制到ADE中，以ino格式保存至ADE相應類庫的 examples文件夾內。所以，其實在開發過程中，我的測試文件，”MorseTest.cpp”是不斷變化的，當測試通過后，就被另存為ino格式。 個人的習慣，是不太想為開發測試中的類庫，新建一個又一個的工程，畢竟大多數測試代碼都是比較短小簡單的，所以做個備份，或者存個INO就好。記得每次升 級類庫的時候，也講ADE的libraries的老類庫進行覆蓋。
總結一下，ADE確實做了很多事情，讓編程序看起來變得更加簡單。但是作為代碼編輯器來講，有經驗的程序員可能用起來會比較崩潰，或者說習慣于 VS, eclipse這類高級IDE的程序員用起來，就會感覺相當奔潰。（對于那些用記事本直接玩的孩紙，那還是傷不起……）。而借助 Arduino Eclipse 插件，使用eclipse進行開發，就會是Arduino的開發變得非常輕松、愉快，而且高效。
趕快來試試吧~