Меню настроек с записью в EEPROM

Инкубатор для перепелов вырос из одного порога в прибор с пятью настройками: целевая температура, гистерезис, длительность проветривания, сигнал тревоги, поправка датчика. Первая версия держала на корпусе пять кнопок — по одной на параметр, каждая тянула свой провод и свою ячейку EEPROM. Дети соседки разобрались с ночником за минуту, а с этой клавиатурой через месяц не разобрался я сам: какая кнопка за что отвечает, подсказывала только наклейка, отклеившаяся вместе с текстом.

Спасение подсмотрел в машине: панель климата устроена иначе — один экран, три кнопки, а пунктов десятки. Я повторил ту логику. LCD 16x2 по шине I2C занимает всего A4 и A5 — его подключение было разобрано в уроке про первый текст на LCD, — плюс три кнопки. Порог датчика мы уже научились двигать кнопками и сохранять по таймеру в прошлом уроке; здесь вопрос шире — как уложить десяток параметров в один интерфейс и не писать память насмерть.

Схема интерфейса: в режиме просмотра кнопка меню листает пункты, плюс и минус листают тоже. Второе нажатие меню на выбранном пункте — вход в правку: теперь плюс и минус меняют значение, а меню — выход с сохранением. Экран показывает имя пункта и число; на первой строке горит стрелка или звёздочки — сразу видно, смотрим или правим. EEPROM трогается ровно один раз — в момент выхода из правки. Дальше: конечный автомат на два состояния, полный скетч, перерисовка без мерцания и раскладка структуры в памяти.

Интерфейс меню — типичный конечный автомат: то, что мы строили на светофоре в уроке про автоматы, здесь живёт в двух состояниях. VIEW — просмотр: кнопки ходят по пунктам. EDIT — правка: плюс и минус двигают значение выбранного параметра. Меню переводит VIEW в EDIT, а из EDIT выходит с сохранением. Вся логика — switch (state) с двумя ветками; тем, кто привык к режимам светодиода, приём знаком из урока про switch-case.

Почему сохранение именно на выходе, а не на каждом шаге: правка порога от 400 до 530 — это 26 нажатий, и писать на каждом значило бы сделать 26 записей вместо одной. EEPROM.put при выходе пишет структуру целиком одним вызовом — единственная запись на всю сессию правки; как put раскладывает структуру по ячейкам и почему совпавшие байты не тратят ресурс, считается в уроке про put и get. Время тоже в порядке: структура из трёх полей — шесть байт, шесть циклов записи по 3,3 мс — около 20 мс один раз, в момент, когда пользователь и так смотрит на экран, а не ждёт отклика.

Ещё одно следствие правки в RAM: значения работают сразу. Поменяли порог в EDIT — ночник уже реагирует по-новому, хотя в памяти по-прежнему старое число. Это правильно и для тюнинга, и для защиты: пользователь сначала доводит настройку до ума, и только доведённая версия попадает в память. Запись здесь — фиксация решения, а не часть самой правки.

Отзывчивость держится на двух решениях. Первое: кнопки читаются на каждом проходе loop, без delay — реакция на нажатие занимает один цикл, а задержки длиннее 100 мс человек уже замечает. Второе: экран перерисовывается не постоянно, а по флагу dirty — значение поменялось, картинка устарела, рисуем заново. Без флага перерисовка шла бы каждые 15 мс, и это уже отдельная история про мерцание — она в заметке ниже.

Флаг dirty — сердце отзывчивого экрана. Кнопки меняют переменные и ставят его, а draw() выполняется только когда флаг стоит; в остальное время loop крутится впустую за десятки микросекунд. Для пользователя это выглядит как мгновенная реакция: нажал — увидел. Для платы — как тишина на шине I2C в промежутках: экран не спамит трафиком, и соседям по A4/A5 ничего не мешает. Сам draw() на реальном LCD занимает пару миллисекунд — даже если попасть в него во время нажатия кнопки, пропуск одного опроса не заметен.

Правка шагами по пять требует десяти нажатий на сотню единиц — для редкого тюнинга нормально. Если параметр ходит на большие дистанции, добавьте ускорение: чем дольше держат кнопку, тем крупнее шаг — 5, потом 20, потом 50. Реализация — тот же фронт-детект плюс таймер зажатия на millis, никакой новой магии.

Экран в 16 символов диктует дисциплину имён: «Gist» вместо «Гистерезис», «Zvuk» вместо «Звук тревоги». Уложиться помогает шаблон первой строки: стрелка или звёздочки, имя, номер пункта — всё влезает с запасом. Если имя не сжимается до 12 символов, я листаю длинные описания по второй строке короткими фразами, а не пытаюсь впихнуть их целиком — экран 16x2 для названий, а не для документации. И ещё один момент — выключение питания прямо в правке: несохранённое значение умрёт вместе с RAM. Если прибор обесточивают часто и не церемонясь, дублируйте буфер по таймеру — куда и как, разобрано в уроке про питание и потерю настроек.

Все три настройки едут в одной структуре: int порог, int гистерезис, byte звук. Гистерезис я держу в int, хотя значения 0–50 поместились бы и в байт: поле одного типа с порогом позволяет переиспользовать один и тот же код правки и constrain, без отдельных веток для типов. На Uno компилятор уложит поля вплотную — четыре плюс четыре плюс один, шесть байт без выравнивающих промежутков; откуда берутся эти шесть и что было бы с выравниванием на других платах, считалось в уроке про int и float. put(10, cfg) пишет все шесть за вызов, get(10, cfg) на старте возвращает их на место. Адрес я выбрал 10, а не 0, и не случайно: нулевые адреса у меня помечены под служебный маркер первого запуска — об этом последний урок трио.

Пункт «звук» намеренно сделан переключателем: в правке плюс ставит 1, минус — 0. Для двоичных настроек это самый честный интерфейс — крутить шагами по пять нечего. А вот что действительно стоит держать в голове: новый параметр добавляется полем структуры и сдвигает раскладку — старые байты в EEPROM начнут читаться с чужими ролями. Как пережить смену раскладки, покажет урок про первый запуск; на сегодня правило простое — меняете структуру, меняйте и версию конфига.

Страховку после get() вы видели в setup: если порог вылез за границы — заливаем дефолты. Это латание, а не лечение: латок не видно снаружи, а прибор с тихо подменёнными настройками ведёт себя правдоподобно — никаких вспышек, просто не так, как рассчитывал хозяин. Правильнее ещё до чтения понять, был ли кто-то в памяти. Как отличить свежую плату от настроенной и почему у конфига должна быть версия — следующий урок.