AKI-H8(HitachiH8/3048)の使い方
マザーボードSWとLEDによるプログラミング
Copyright(C) 11May2002
Copyright(C) 19Feb2002
Copyright(C)
15Dec2001
coskx
0. はじめに
0.1 この文書の構成
この文書はH8/3048のCプログラムをコンパイルする方法,AKI-H8/3048にフラッシュメモリ書き込み(転送)する方法を修得した学習者が,AKI-H8/3048のマザーボードを用いてLEDをつけたりスイッチを取り込んだりするプログラムを学習するための文書です。
0.2
AKI-H8(HitachiH8/3048)
AKI-H8/3048(図1)は日立製作所の製品であるマイクロコンピュータH8製品群のH8/3048Fを用いて,秋月電子通商がCPUボード,マザーボードを製作販売している製品の商品名です。
購入して組み立てたばかりの状態では図の黄色部分のみでできています。
(LCD(液晶表示器)がついている場合もあります。)
マザーボード上には次の要素が搭載されています
(1)
フラッシュメモリ(ROM)書き込み回路
(2)
12V電源入力,5V出力3端子レギュレータ(12Vから安定した5Vを作るモジュール)
(3)
8ビットスイッチ
(4) プッシュスイッチ
(5) LED(発光ダイオード)
AKI-H8/3048でのプログラミングはパソコン上で次のように行ないます。
(1)
C言語またはアッセンブリ言語でプログラムを開発後
(2)
コンパイル・リンクを行ない実行プログラムファイルを作ります
(3)
ロードモジュールに変換します
(4)
RS232C通信でロードモジュールをH8に送信(フラッシュメモリに書き込む)
(5) 実行
|
図1 AKI-H8 マザーボード |
1. LEDの点滅のプログラム
図2のLEDが対象となるLEDです。
| |
図2 2つのLED |
CN3-31,32はここです |
1.1 LED点滅プログラム
マザーボード上の2つのLEDを点滅させるプログラムを作ります。
2つのLEDはH8/3048CPUのポート5の第0ビット,第1ビットの端子につけられています。
H8でポートというのは8ビットの出入り口のことです。ポート5には第0ビットから第7ビットまでの8ビットがあります。
ポートがCPUのどのピンに接続されているかはCPU設計者によって決められ,CPUのマニュアルに書いてあります。
またCPUのピンがCPUカードのどのピンに接続されているかは,CPUカードの設計者によって決められ,CPUカードのマニュアルに書いてあります。このWebページの「参考1」に接続一覧が書いてあります。
通常ポートは入出力兼用なので,この例のようにポート5の第0ビット,第1ビットの端子の先にLEDがついている場合は,CPUに対し,この2つのビットは出力に使用することを教えてあげなければなりません。(1回だけ設定しなければなりません。)
参考 電流制限
CPUの出力端子はレベルHの時5V,レベルLの時0Vであり,LED単体の電圧降下が1.5V程度であるため,保護抵抗1.5kΩには3.5Vがかかっていることになります。この抵抗に流れる電流は3.5[V]/1500[Ω] = 0.0023[A] = 2.3[mA]となります。LEDは10mA駆動が標準ですが,1mA駆動でも光らないないわけではありません。一方CPUの端子出力電流は最大2.0mAとされている(H8の仕様)ので,AKI-H8はわずかに仕様違反となっています。
1.2
LED点滅プログラムの考え方
(1)駆動の手順
(1) ポート5の下位2ビットを出力に設定(P5.DDRに設定する)
0:入力 1:出力
下位2ビット(第0ビットと第1ビット)を出力に設定するには
2進数表現で00000011,10進数表現(16進表現でも同じ)で3を与えればよい。
(2) ポート5の下位2ビットに0または1を出力してLED点滅を行ないます。
0:OFF 1:ON
(3) 時間調整して1秒ごとに2つのLEDが交互に点滅するようにします。
(2)具体的なプログラミングの考え方
ポート5の下位2ビットを出力に設定
以下を無限ループ
ポート5の第0ビットに1を出力
ポート5の第1ビットに0を出力
1秒間時間待ち
ポート5の第0ビットに0を出力
ポート5の第1ビットに1を出力
1秒間時間待ち
1.3 LED点滅プログラム
/*P5の下位2ビットを出力に設定*/
P5.DDR =
0x3;
while(1)
{/*これは無限ループ*/
/*LED0をONにする*/
P5.DR.BIT.B0=1;
/*LED1をOFFにする*/
P5.DR.BIT.B1=0;
msecwait(1000);/*1000msecの間なにもしない*/
/*LED0をOFFにする*/
P5.DR.BIT.B0=0;
/*LED1をONにする*/
P5.DR.BIT.B1=1;
msecwait(1000);
}
参考
(1)ポート5はP5という構造体(構造体学習前なら,家の名前と考えればよい)で表されていると考えられる。
(2)P5の各ビットを入出力のどちらに使うかの設定はP5.DDRという8ビットのレジスタ(P5家のDDR部屋と考えればよい)に設定する。ここでは下位2ビットのみを出力にするので2進数00000011に設定したいのでP5.DDRには3を設定する。もし,第2,第3ビットのみを出力にしたいのなら,2進数00001100を設定すればよいので,P5.DDRには16進数で0xc(10進数では8+4=12)を設定する。またもし第0ビットと第3ビットのみを出力にしたいのなら,2進数00001001を設定すればよいので,P5.DDRには9を設定する。別のポートも同様な記述を行なうことができる。例えばポート1の8ビットすべてを出力に設定したいのなら,2進数11111111に設定すればよいのでP1.DDR=0xffのように設定する。
(3)ポート5に出力する値はP5.DR(P5家のDR部屋)に出力する。P5.DRはさらに細かい小部屋に分かれており,P5.DR.BIT.B0はポート5の第0ビットを表す。同様にP5.DR.BIT.B1はポート5の第1ビットを,P5.DR.BIT.B2はポート5の第2ビットを,....のように使う。ポート5の第2ビットに0を出力したければ,P5.DR.BIT.B2=0,ポート5の第2ビットに1を出力したければ,P5.DR.BIT.B2=1のように使う。この表現は1ビットのみを表すため,代入できる値は0または1のみである。またP5.DR.BYTEの表現では8ビットまとめて出力が可能である。例えばポート5の第2ビットに1を,その他のビットには0を出力したければ,00000100を出力することになるので,P5.DR.BYTE=4のように表現できる。(ポート1の第0から第3ビットに1を,その他のビットには0を出力したければ,00001111を出力することになるので,P1.DR.BYTE=0xf)
P5はDDRとDRの2つの8ビットのレジスタで構成されている
さらにDRはBYTEとBITの2つの方法で書き込みが可能である。参考図 レジスタP5の構造
1.4 実際のプログラム
led1st.c
/* msecwait関数で1秒ごとのLEDのON-OFFを行う */
#include <3048f.h>
void msecwait(int msec)
/*msec間なにもしない時間稼ぎ関数*/
{
int i,j;
for (i=0;i<msec;i++) {
for (j=0;j<1588;j++); /*1588は実測によって求めた値*/
}
}
main()
{
/*P5の下位2ビットを出力に設定*/
/* P5のDDRの下位2ビットに1を与えるとこの設定になる*/
/*DDRとはDataDirectionRegister(データ方向設定レジスタ)*/
P5.DDR = 0x3; /*0x3 = 00000011(二進数)*/
while(1) {/*これは無限ループ*/
/*LED0をONにする P5のDRの第0ビットを1にする*/
/*DRとはDataRegister(データレジスタ)*/
P5.DR.BIT.B0=1;
/*LED1をOFFにする P5のDRの第1ビットを0にする*/
P5.DR.BIT.B1=0;
msecwait(1000);/*1000msecの間なにもしない*/
/*LED0をOFFにする P5のDRの第0ビットを0にする*/
P5.DR.BIT.B0=0;
/*LED1をONにする P5のDRの第1ビットを1にする*/
P5.DR.BIT.B1=1;
msecwait(1000);
}
}
実用プログラムでは,ポートの記述はできるだけ隠すようにしています。H8-1.hはマザーボード上のハードウェア操作のプログラミングを関数呼び出しで行なえるようにしたものです。関数呼び出しを利用すると,どこのポートのどのビットをどうするということを考えずに済み,専用コマンドを使うような感覚でプログラミングでき,便利です。
関数の定義はh8-01.h中にあります。本Webページの末尾に「h8-01.h」がありますが,その先頭部分には関数の説明があるので読んでください。
led2nd.c
#include "h8-01.h"
void msecwait(int msec)
{
int i,j;
for (i=0;i<msec;i++) {
for (j=0;j<1588;j++); /*1588は実測によって求めた値*/
}
}
main()
{
initLed(); /*LED初期化*/
while(1) {
turnOnLed(0); /*LED0のON*/
turnOffLed(1); /*LED1のOFF*/
msecwait(1000);
turnOffLed(0); /*LED0のOFF*/
turnOnLed(1); /*LED1のON*/
msecwait(1000);
}
}
練習問題 led2nd.cを元にして次のプログラムを作りなさい。 |
練習問題 次の作業を行ないなさい。 |
1.6 LEDのPWM駆動
LEDを高速にON-OFFを繰返し,ONになっている時間と周期との比(デューティ比)を変化させると,人間の目には点滅は見えず,デューティ比に応じて明るさが変化しているように見えます。
このような高速ON-OFFスイッチングで出力を制御する方法は「パルス幅変調(PWM)」「Pulse
Width
Modulation」と呼ばれます。
次のプログラムはLED0を点灯状態に保ち,LED1をPWM駆動します。3秒ごとに,デューティ比を90%,50%,10%と変化させています。
ledpwm.c
/**********************************************************
LEDのPWM(PulseWidthModulation)駆動
**********************************************************/
#include "h8-01.h"void msecwait(int msec)
/*msec間なにもしない時間稼ぎ関数*/
{
int i,j;
for (i=0;i<msec;i++) {
for (j=0;j<1588;j++); /*1588は実測によって求めた値*/
}
}main()
{
int i;
initLed(); /*LED初期化*/
turnOnLed(0); /*LED0のON*/
while(1) {
for (i=0;i<300;i++) { /*ループ3秒間ループ デューティ比90%*/
turnOnLed(1); /*LED1のON*/
msecwait(9);
turnOffLed(1); /*LED1のOFF*/
msecwait(1);
}
for (i=0;i<300;i++) { /*ループ3秒間ループ デューティ比50%*/
turnOnLed(1); /*LED1のON*/
msecwait(5);
turnOffLed(1); /*LED1のOFF*/
msecwait(5);
}
for (i=0;i<300;i++) { /*ループ3秒間ループ デューティ比10%*/
turnOnLed(1); /*LED1のON*/
msecwait(1);
turnOffLed(1); /*LED1のOFF*/
msecwait(9);
}
}
}
次のプログラムは約1秒間隔でLED2が徐々に明るくなる動作を繰り返すプログラムです。
pは0から999まで変化するが,各pの値に対してiの値が0から999まで変化します。
pが10の時は,iが0から9の時LED1はONで10から999まではOFFとなります。すなわちpが10の時LED1がONになっている時間割合は1%程度です。
pが100の時は,iが0から99の時LED1はONで100から999まではOFFとなります。すなわちpが100の時LED1がONになっている時間割合は10%程度です。
pが900の時は,iが0から899の時LED1はONで900から999まではOFFとなります。すなわちpが900の時LED1がONになっている時間割合は90%程度です。
このように時間経過を考えると,LED1がONになっている時間とOFFになっている時間比が変化しています。しかし大変高速にLED1が点滅しているため,人間の目にはLED1の明るさが変化しているように見えます。
ledpwm1.c
/**********************************************************
LEDのPWM(PulseWidthModulation)駆動
**********************************************************/
#include "h8-01.h"
main()
{
int p,i;
initLed(); /*LED初期化*/
turnOnLed(0); /*LED0のON*/
while(1) {
for (p=0;p<1000;p++) {
for (i=0;i<1000;i++) {
if (i<p) turnOnLed(1); /*LED1のON*/
else turnOffLed(1); /*LED1のOFF*/
}
}
}
}
図3の8ビットスイッチの読み取りを行い,LEDを制御します。
8ビットスイッチのSW1がONならLED1をON。SW2がONならLED2をON,SW3がONならLED1・LED2ともにON,それ以外は2つのLEDはOFFにします。
8ビットスイッチはP2の8つのビットすべてにつながっています。
左の写真とは上下が逆なので注意 | |
図3 8ビットスイッチ |
CN3の24〜30はここです |
参考
通常用いられるのは,図3.1の回路である。スイッチがOFFの時CPUの入力ピンには5Vが与えられ,スイッチがONの時CPUの入力ピンには0Vが与えられる。この用途で用いられている抵抗のことをプルアップ抵抗と呼んでいる。通常この抵抗値は10kΩから100kΩが用いられる。図3.2左はスイッチがOFFであるため,電流は流れず,抵抗で電圧降下が起こらないため,5Vが出力されているところを示している。図3.2右はスイッチがONであるため,電流が流れ,抵抗で電圧降下が起こり,0Vが出力されているところを示している。
H8CPUのポート2,4,5では,スイッチのON-OFF状態の取得等に都合の良い仕掛けがある。図3.3に示すように,図3.1のプルアップ抵抗をCPUユニットが内蔵しており,プルアップ抵抗を有効にするかどうかをソフトウェアで決めることができるようになっている。このプルアップ抵抗の有効無効を設定するのが,プルアップコントロールレジスタ(PCR)である。
AKI-H8のマザーボードでは,ディップスイッチ(8ビットスイッチ)がポート2の8つのビットに,プッシュスイッチ(4つ)がポート4の上位4ビットにつながっており,P2.PCRとP4.PCRの対応するビットに1を書き込むことで,プルアップ抵抗を有効にして使用することができる。そのため,マザーボード上のこれらのスイッチにはプルアップ抵抗がついていない。
図3.1 スイッチ状態のCPUへの入力 図3.2 プルアップ抵抗の役割 図3.3 H8のプルアップコントロール
2.1 8ビットSWでLED駆動
8ビットスイッチのON-OFFの状態によってLEDのON-OFFを制御するプログラムを作成します。
LED駆動部のみh8-01.hを用いてプログラムを作ります。
8ビットスイッチの各端子はH8内部でプルアップされる設定なので,スイッチがONになるとポート2の対応するビットは0になります。OFFになると1になります。通常の感覚と逆なので注意しなければなりません。
eightsw.c
/**********************************************************
8ビットスイッチによってLEDのON-OFFを行う
**********************************************************/
#include "h8-01.h"
main()
{
initLed();
P2.DDR = 0x00;/*8bitSWのポートを入力に設定*/
P2.PCR.BYTE = 0xff;/*8bitSWのプルアップ設定*/
while(1) {
if (P2.DR.BIT.B0==0) { /*8bitSWの1がONの時*/
turnOnLed(0);
turnOnLed(1);
} else if (P2.DR.BIT.B1==0) { /*8bitSWの2がONの時*/
turnOnLed(0);
turnOffLed(1);
} else if (P2.DR.BIT.B2==0) { /*8bitSWの3がONの時*/
turnOffLed(0);
turnOnLed(1);
} else {
turnOffLed(0);
turnOffLed(1);
}
}
}
参考 「P2.DDR」は「P2のDDR」,「P2.PCR.BYTE」は「P2のPCRをバイト単位で見た時のバイトデータ」,「P2.DR.BIT.B0」は「P2のDRをビットごと指定した時の第0ビット」と読めばよい。「P2.DDR」に指定できる値は0から255(0xff),「P2.PCR.BYTE」に指定できる値は0から255(0xff),「P2.DR.BIT.B0」に指定できる値は0または1である。
この例ではでてこないが,P2.PCR.BIT.B0」は「P2のPCRをビットごと指定した時の第0ビット」と読み,この場合は指定できる値は0または1となる。
eightswh.c
/**********************************************************
8ビットスイッチによってLEDのON-OFFを行う
**********************************************************/
#include "h8-01.h"
main()
{
initLed();
init8BitSW();/*8bitSWの初期化*/
while(1) {
if (check8BitSW(0)) { /*8bitSWの1がONの時*/
turnOnLed(0);
turnOnLed(1);
} else if (check8BitSW(1)) { /*8bitSWの2がONの時*/
turnOnLed(0);
turnOffLed(1);
} else if (check8BitSW(2)) { /*8bitSWの3がONの時*/
turnOffLed(0);
turnOnLed(1);
} else {
turnOffLed(0);
turnOffLed(1);
}
}
}
練習問題 eightsw.cを元にして次のプログラムを作りなさい。 |
練習問題 |
3. プッシュスイッチ
図4のプッシュスイッチの読み取りを行い,LEDを制御します。
プッシュスイッチ1を押すとLED1が点灯し,プッシュスイッチ2を押すとLED2が点灯するプログラムとします。
プッシュスイッチはポート4の第4ビットから第7ビットにつながっています。
図4 プッシュスイッチ |
3.1 PushSWでLED駆動(「H8-01.h」の利用)
pushsw.c
/**********************************************************
プッシュスイッチによってLEDのON-OFFを行う
**********************************************************/
#include "h8-01.h"
main()
{
initLed();
initPushSW();/*PushSWの初期化*/
while(1) {
if (checkPushSW(0)==1) { /*PushSWの1がONの時*/
turnOnLed(0);
turnOffLed(1);
} else if (checkPushSW(1)==1) { /*PushSWの2がONの時*/
turnOffLed(0);
turnOnLed(1);
} else {
turnOffLed(0);
turnOffLed(1);
}
}
}
練習問題 pushsw.cを元にして次のプログラムを作りなさい。 |
通常の関数は,関数がプログラム中の他の関数から呼び出されたときに作業を行ないます。これに対して,割り込み関数は何らかの割り込み要因によって呼び出される関数です。
タイマ割り込み関数は,タイマ割り込み初期設定によって設定された時間間隔で起動する割り込み関数です。「4.1」のプログラムでは,500msのタイマ割り込み初期設定が行なわれ,CPUの割り込み許可がなされ,タイマがスタートした後,プログラムの流れは
while(1);
となり,何もしない無限ループに突入します。しかし,500ms(0.5秒)ごとにタイマ割り込み関数「interrupt_cfunc()」が起動し,LEDのON−OFFが継続して行なわれます。変数tickはstatic修飾されているので,関数が呼び出されたときに,前回呼び出しの時の値が残っています。かつ0が代入されるのははじめの1回だけです。tick=1-tickの演算により,tickの値は0,1を繰り返します。
ロボットの制御には一定時間ごとに起動する定時間割り込み(タイマー割り込み)が良く用いられます。またPWMの生成にもこの定時間割り込みが用いられる場合があります。
小坂のシステムを用いる限り,タイマ割り込み関数「interrupt_cfunc()」の名前を変更してはいけません。関数の内容は変更してもOKです。
4.1 割り込みでLED駆動
プログラム中main()側で500msec(0.5秒)間隔でタイマ割り込みを設定します。
main()関数内でなにもしないループ動作をしている最中に,割り込み関数interrupt_cfunc()は0.5秒ごとに起動し,LEDのON-OFFを行ないます。
このタイマ割り込みはITUのch0,ch1が使われています。
int1st.c
/**********************************************************
時間割り込みによってLEDのON-OFFを行う
**********************************************************/
#include "h8-01.h"main()
{
initLed();
initTimer01Int(500); /*時間割り込み500msec ch0,ch1使用*/
E_INT(); /*CPU割り込み許可*/
startTimer01(); /*時間割り込みタイマスタートch0,ch1*/
while(1); /*なにもしないループ*/
}void interrupt_cfunc() /*この名前は固定*/
{
static int tick=0;
if (tick==1) {
turnOnLed(0); turnOffLed(1);
} else {
turnOffLed(0); turnOnLed(1);
}
tick=1-tick;
}
練習問題 int1st.cを元にして次のプログラムを作りなさい。 |
割り込みを用いたPWM駆動でLEDの制御を行ないます。
このプログラムではITUのch1のみを用います。
PushSW
1 → LED 0 明るく点灯(10/10)
PushSW 2 → LED 0 暗く点灯(1/10)
PushSW 3 → LED 1
明るく点灯(10/10)
PushSW 4 → LED 1 暗く点灯(1/10)
volatile修飾子は,割り込み関数と通常の関数とで同じグローバル変数を用いるときに使います。
コンパイラは通常コードの最適化を行ないます。例えば,変数は通常はメモリ上にあります。ある変数を一度レジスタに読み込んで,その変数の値を変化させていない場合は,次にその変数の値が必要になったときには,メモリをもう一度読みに行くようなことはせず,レジスタの値を用います。しかし,その間に割り込み関数がその変数の値を変化させることもあります。そこでvolatile修飾子をつけた変数にしておくと必ずメモリにある変数を使うコードになります。この例の場合は,特に必要がありませんが,おまじないとしてつけておくようにしましょう。
このプログラムではLEDの暗い点灯時では1/10の時間割合で点灯している。LEDの暗い点灯時に5/10の時間割合で点灯するように変更しなさい。この点灯時間の割合は「デューティ比」と呼ばれる。
int2nd.c
/**********************************************************
プッシュスイッチと時間割り込みによってLEDのPWM制御を行う
**********************************************************/
#include "h8-01.h"volatile int led0,led1;
const int period=10; /*周期10msec*/
const int low=1;main()
{
led0=led1=0;
initLed();
initPushSW();
initTimer1Int(1000); /*タイマ割り込み1msec */
/*単位はμsec ITUch1のみ使用*/
E_INT(); /*CPU割り込み許可*/
startTimer1(); /*時間割り込みタイマスタート*/
while(1){
if (checkPushSW(0)==1) { /*PushSWの1がONの時*/
led0=period;
} else if (checkPushSW(1)==1) { /*PushSWの2がONの時*/
led0=low;
} else {
led0=0;
}
if (checkPushSW(2)==1) { /*PushSWの3がONの時*/
led1=period;
} else if (checkPushSW(3)==1) { /*PushSWの4がONの時*/
led1=low;
} else {
led1=0;
}
}
}void interrupt_cfunc() /*この名前は固定*/
{
static int tick=0;
if (tick<led0) {
turnOnLed(0);
} else {
turnOffLed(0);
}
if (tick<led1) {
turnOnLed(1);
} else {
turnOffLed(1);
}
tick++;
if (tick==period) tick=0;
}
5. パソコンとのシリアル通信
プログラム書き込み用通信回線はそのままプログラム実行時にも使えます。
実行時にはハイパーターミナルを起動しておいて下さい。
サンプルフォルダ中の次に示すアイコンで起動すると,設定済みのハイパーターミナルが起動します。
Async, 8bit, NoParity, stop1 ,38400baud,
(Backspace:Ctrl+H, Space, Ctrl+H)で設定されています。
ハイパーターミナルを利用した,ビットスイッチやプッシュスイッチのチェックおよびキーボードとの通信プログラムです。
ビットスイッチやプッシュスイッチのチェックの時はそれぞれのスイッチを動かしてみてください。
パソコン画面への出力(WindowsのHyperTerminal使用)
パソコン(キーボード)からの入力(WindowsのHyperTerminal使用)
sciout.c
/**********************************************************
SCI1へ出力,WINDOWSのHyperTerminalなどで受信できる。
ただし,設定は 38400baud, Async, 8bit , NoParity, stop1
**********************************************************/
#include "h8-01.h"
void func1(void)
{
unsigned char sw,previous;
SCI1_printf("Printing 8-bitSW status...\n");
SCI1_printf("Change 8-bitSW and new status will appear.\n");
SCI1_printf("If any key on the keyboard, this test will quit.\n");
previous=sw=get8BitSW();
SCI1_printf("8-bitSW status= %2x[%08b]\n",sw,sw);
do {
sw=get8BitSW();
if (sw!=previous) {
SCI1_printf("8bitSW status= %2x[%08b]\n",sw,sw);
previous=sw;
}
} while (chkgetCharSCI1()<0);
}void func2(void)
{
unsigned char sw,previous;
SCI1_printf("Printing PushSW status...\n");
SCI1_printf("Change PushSW and new status will appear.\n");
SCI1_printf("If any key on the keyboard, this test will quit.\n");
previous=sw=getPushSW();
SCI1_printf("PushSW status= %2x[%08b]\n",sw,sw);
do {
sw=getPushSW();
if (sw!=previous) {
SCI1_printf("PushSW status= %2x[%08b]\n",sw,sw);
previous=sw;
}
} while (chkgetCharSCI1()<0);
}void func3(void)
{
int x;
x=getIntSCI1("Key in a decimal number >>>");
SCI1_printf("The number you keyed in is %d %x\n",x,x);
x=getIntSCI1("Key in a hexdecimal number (ex. 0x23ff) >>>");
SCI1_printf("The number you keyed in is %d %x\n",x,x);
}main()
{
int menu;
initSCI1(); /*SCI-ch1の初期化*/
initPushSW(); /*押しボタンスイッチの初期化*/
init8BitSW(); /*8ビットスイッチの初期化*/
SCI1_printf("Hello. How are you?\n");
while (1) {
SCI1_printf("***************menu**********\n");
SCI1_printf("1: get 8-bit SW and print \n");
SCI1_printf("2: get Push SW and print \n");
SCI1_printf("3: get integer from SCI1 and print \n");
do {
menu=getCharSCI1(); /*menuには'1','2','3'が入るはず*/
} while (menu<'1'||'3'<menu);
SCI1_printf("\n");
switch (menu) {
case '1':
func1();
break;
case '2':
func2();
break;
case '3':
func3();
break;
default:
break;
}
}
}
練習問題 次のプログラムを作りなさい。 |
「パソコンとのシリアル通信」,「タイマー割り込み」を用いた時計を作ります。
timer.c
/**********************************************************
割り込みを用いた時計 起動時からの経過時間[秒]を
SCI1へ出力,WINDOWSのHyperTerminalなどで受信できる。
ただし,設定は
38400baud, Async, 8bit , NoParity, stop1
**********************************************************/
#include "h8-01.h"volatile unsigned int counter;
main()
{
unsigned int counter1;
unsigned int t1,t2;
initSCI1(); /*SCI-ch1の初期化*/
initTimer01Int(100); /*時間割り込み100msec ch0,ch1使用*/
E_INT(); /*CPU割り込み許可*/
startTimer01(); /*時間割り込みタイマスタートch0,ch1*/
counter=0;
while(1) {
counter1=counter;
t1=counter1/10;
t2=counter1%10;
SCI1_printf("%10u.%1u\r",t1,t2);
}
}void interrupt_cfunc() /*割り込みルーチン この名前は固定*/
{
counter++;
}
練習問題 int2nd.c,sciout.c,timer.cを元にして次のプログラムを作りなさい。 |
コネクタ1(CN1)ピン割り当て |
コネクタ2(CN2)ピン割り当て |
コネクタ3(CN3)ピン割り当て |
コネクタ4(CN4)ピン割り当て |
コネクタ5(CN5)ピン割り当て | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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AKI-H8付属のコネクタ番号表 |
参考2 h8-01.h
h8-01.h
/****************************************************************
h8-01.h
Copyright (c) Kosaka Lab CS TNCTこのインクルードファイルは小坂研究室の代々の研究生が開発した
有用な関数群を改良して小坂がまとめたものである。
28 Jun 2006 h8-01.h 小坂 chkgetSCI1のタイミング修正
4 Dec 2003 h8-01.h 小坂 printf更新,initLed更新,initDDR削除
08 Oct 2003 h8-01.h 小坂 stopTimer追加,getIntSCI1でBS使用可
17 Apr 2002 h8-01.h 小坂 %uの使い方をansiにあわせた。
14 Dec 2001 h8-01.h 小坂,越智
15 Jly 2000 h8-00.h 小坂,藤原
22 Dec 1999 h8-99.h 小坂,高沢
29 Oct 1999 h8-99.h 小坂
05 Feb 1999 lib.h 笠井【1】SCI ch1 関係
void initSCI1()
SCI-ch1の初期化 38400baud, Async, 8bit , NoParity, stop1short int getCharSCI1()
SCI-ch1から1byte入力コード。エラーがあると-2が戻る。
short int chkgetCharSCI1()
SCI-ch1を検査し,受信データがあれば1byte入力コード。なければ-1が,失敗すると-2が戻る。
short int getIntSCI1(char prompt[])
SCI-ch1からプロンプト付で,short intの値を受け取る。
正負の10進数または16進数を受け付ける。16進数は0xで始まるvoid putCharSCI1(char c)
SCI-ch1に1バイト出力する。
void putStringSCI1(char *str)
SCI-ch1に文字列を出力する。
void SCI1_printf(char *format,...)
関数printfのSCI版
軽量化のためエラー処理はないので桁数指定の場合は注意
対応書式
%d : [int] integer with sign. '%d','%4d','%-4d', and '%04d' are available
%ld : explicit [long int] '%ld','%9ld','%-9ld', and '%09ld' are available
%u : [unsigbed int] unsigned integer.
'%u','%4u','%-4u', and '%04u' are available
%lu : explicit [unsigned long int]
'%lu','%9lu','%-9lu', and '%09lu' are available
%x : [unsigned int] in Hex '%x','%4x','%-4x', and '%04x' are available
%lx : explicit [unsigned long int] in Hex
'%lx','%8lx','%-8lx', and '%08lx' are available
%o : [unsigned int] in Oct '%o','%4o','%-4o', and '%04o' are available
%lo : explicit [unsigned long int] in Oct
'%lo','%8lo','%-8lo', and '%08lo' are available
%b : [unsigned int] in Bin '%b','%8b','%-8b', and '%08b' are available
%lb : explicit [unsigned long int] in Bin
'%lb','%8lb','%-8lb', and '%08lb' are available
%c : char
%s : string %20s %-20s are available【2】AKI-H8マザーボード関係
void initLed()
LEDの初期化
void turnOnLed(short int number)
LEDの点灯 numberはLED番号で0または1を指定する
void turnOffLed(short int number)
LEDの消灯 numberはLED番号で0または1を指定するvoid initPushSW(void)
押しボタンスイッチの初期化
short int getPushSW(void)
押しボタンスイッチの取得 ただしポートを読み込み,ビット反転のみ。
押しボタンスイッチの状況は第4-第7ビットに現れる。
これはマクロ定義で実現されている
short int checkPushSW(short int number)
push sw 0,1,2,3の状態を調べる number:0,1,2,or 3
押されていたら1、そうでなかったら0を返すvoid init8BitSW(void)
8ビットスイッチの初期化
short int get8BitSW(void)
8ビットスイッチの取得 ただしポートを読み込み,ビット反転のみ。
8ビットスイッチの状況は第0-第7ビットに現れる。
これはマクロ定義で実現されている
short int check8BitSW(short int number)
8bitsw 0,1,2,3,4,5,6,7の状態を調べる number:0,1,2,3,4,5,6,or 7
ONなら1、そうでなかったら0を返す【3】タイミング割り込み
void initTimer1Int(unsigned short int period)
ITU1による割り込みタイマーの設定
割り込み間隔は引数peiodで単位はμsecである
値は32767以下でなければならない。32.767msecまで設定可能
void startTimer1(void)
Timer CH1 スタート
これはマクロ定義で実現されている
void stopTimer1(void)
Timer CH1 ストップ
これはマクロ定義で実現されているvoid initTimer01Int(unsigned short int period)
ITU0とITU1による割り込みタイマーの設定
割り込み間隔は引数peiodで単位はmsecである
値は65535以下でなければならない。65.535secまで設定可能
ただしポートPAの第3ビットが使用できなくなるので注意
void startTimer01(void)
Timer CH0 CH1 同時スタート
これはマクロ定義で実現されている
void stopTimer01(void)
Timer CH0 CH1 同時ストップ
これはマクロ定義で実現されている****************************************************************/
#include<stdarg.h>
#include<3048f.h>unsigned char P1DDR=0,P2DDR=0,P3DDR=0,P4DDR=0,P5DDR=0;
unsigned char P6DDR=0,P7DDR=0,P8DDR=0,P9DDR=0,PADDR=0,PBDDR=0;extern void E_INT();
extern void D_INT();/*void initDDR(void)
{
P1DDR=P2DDR=P3DDR=P4DDR=P5DDR=P6DDR=P7DDR=P8DDR=P9DDR=PADDR=PBDDR=0;
}
*/
/*以前のバージョンとの互換性のため*/
#define initDDR()/*SCI関係の基本部分は笠井君(1998年度)藤原君(2000)の開発です*/
/* ------------------------------------------------- */
/* SCI1 INITIALIZATION fixed baud at 38400 */
/* ------------------------------------------------- */
void initSCI1()
{
short int i;
/*unsigned char dummy;*/
SCI1.SCR.BYTE = 0; /* clear all flags */
/* 2400-38400baud are available at n=0(cks1=0,cks2=0) */
SCI1.SMR.BYTE = 0; /* Async, 8bit , NoParity, stop1, 1/1 */
SCI1.BRR = 12; /* 38400baud (CPU=16MHz) */
for(i=0;i<1000;i++); /* wait more than 1bit time */
SCI1.SCR.BYTE = 0x30; /* scr = 0011 0000 (TE=1,RE=1) */
/*dummy = SCI1.SSR.BYTE;*/ /* read dummy ????*/
/*SCI1.SSR.BYTE = 0x80;*/ /* clear error flag (TDRE = 1) ????*/
return;
}/* ------------------------------------------------- */
/* GET BYTE FROM SCI1 */
/* ------------------------------------------------- */
short int getCharSCI1()
/* return value 0x00-0xFF:received data */
/* -2(0xFFFE):error */
{
short int flags,recdata;
do {
flags = SCI1.SSR.BYTE;
if (flags&0x38) {/* error */
SCI1.SSR.BIT.RDRF = 0;
SCI1.SSR.BIT.ORER = 0;
SCI1.SSR.BIT.FER = 0;
SCI1.SSR.BIT.PER = 0;
return -2;
}
if (flags&0x40) {/* normally received one data */
SCI1.SSR.BIT.RDRF = 0;
recdata=SCI1.RDR;
return recdata;
}
} while (1);
}/* ------------------------------------------------- */
/* CHECK SCI BUFFER AND GET DATA */
/* ------------------------------------------------- */
short int chkgetCharSCI1()
/* return value -1(0xFFFF):no received data */
/* 0x00-0xFF:received data */
/* -2(0xFFFE):error */
{
short int flags,recdata;
flags = SCI1.SSR.BYTE;
if (flags&0x38) {/* error */
SCI1.SSR.BIT.RDRF = 0;
SCI1.SSR.BIT.ORER = 0;
SCI1.SSR.BIT.FER = 0;
SCI1.SSR.BIT.PER = 0;
return -2;
}
if (flags&0x40) {/* normally received one data */
recdata=SCI1.RDR;
SCI1.SSR.BIT.RDRF = 0;
return recdata;
} else {
return -1;
}
}void putStringSCI1(char *str);
/*SCI1より文字列入力[return]が終端だが,'\n'は取得されない*/
/*^Hでバックスペイス*/
int getStringSCI1(char *buff,int max)
{
int i,ch;
for (i=0;i<max-1;i++) {
ch=getCharSCI1(); /*1文字取得*/
*buff=(char)ch; /*1文字取得*/
if (*buff=='\r'||ch<0) {
*buff=0;
return i+1;
}
if (*buff==0x8) {
buff-=2;
i-=2;
}
if (*buff!='\n') buff++;
else i--;
}
*buff=0;
return i+1;
}/*SCI1へプロンプトを表示して,SCI1より整数値を入力*/
int getIntSCI1(char prompt[])
/*getting integer from serial port*/
/* format 123[ret] */
/* -123[ret] */
/* 0x1a[ret] */
/* -0x100[ret] */
{
int x=0,y,m=0,n=0,v=0,i=0;
char buff[16];
putStringSCI1(prompt);
getStringSCI1(buff,16);
y=buff[i];
while(y!=0){
if(y=='-') m=1;
if('a'<=y&&y<='z') y=y-'a'+'A';
if(y=='0') n=1;if(v==1){
if('0'<=y&&y<='9'){
y=y-'0';
}
else if('A'<=y&&y<='F'){
y=y-'A'+10;
}
x=16*x+y;
}if(n==1&&y=='X'){
v=1;
}
if(v==0&&'0'<=y&&y<='9'){
y=y-'0';
x=10*x+y;
}y=buff[++i];
}
if(m==1) x=-x;
return x;
}/* ------------------------------------------------- */
/* PUT BYTE TO SCI1 */
/* ------------------------------------------------- */
void putCharSCI1(char c)
{
unsigned char tmp;
if (c=='\n') putCharSCI1('\r');
do{
tmp = SCI1.SSR.BYTE;
} while((tmp & 0x80)==0);
SCI1.TDR = c;
SCI1.SSR.BIT.TDRE = 0;
return;
}void putStringSCI1(char *str)
{
while(*str){
putCharSCI1(*str);
str++;
}
}const char hexstring[]="0123456789abcdef0123456789ABCDEF";
#define MAXDIGIT 34
void SCI1_printf(char *format,...)
{
va_list arg_ptr;
char buf[MAXDIGIT];
unsigned char flag=0; /*%d:bit2 l:bit1 %:bit0 */
unsigned char digit=0; /* 桁数 */
unsigned char minus=0;
char fill,format1;
unsigned char radix; /*N進基数*/
char sign;
char *ptr; /*出力文字ポインタ*/
unsigned char cntr; /*出力文字数カウンタ*/
unsigned char shift; /*16進シフト 0 or 6*/
unsigned char i;
unsigned long int value;
va_start(arg_ptr,format);
while (*format) {
format1=*format;
if (flag==0) {
if (format1=='%') {
flag=1;
digit=0;
fill=' ';
minus=0;
radix=0;
ptr=&buf[MAXDIGIT-1];
*ptr--='\0';
cntr=0;
shift=0;
sign='+';
} else {
putCharSCI1(format1);
}
} else {
if (format1=='l') {
flag|=2;
} else if ('0'<=(format1)&&(format1)<='9') {
if (digit==0 && format1=='0') {
fill='0';
} else {
digit=digit*10+((format1)-'0');
if (MAXDIGIT-2<digit) digit=MAXDIGIT-2;
}
} else if (format1=='-') {
minus=1;
} else if (format1=='d') {
flag|=4;
radix=10;
} else if (format1=='u') {
radix=10;
} else if (format1=='x') {
radix=16;
} else if (format1=='X') {
radix=16;shift=16;
} else if (format1=='o') {
radix=8;
} else if (format1=='b') {
radix=2;
} else if (format1=='p') {
radix=16;shift=16;digit=8;fill='0';flag|=2;
} else if (format1=='c') {
putCharSCI1((unsigned char)(va_arg(arg_ptr,int)));
flag=0;
} else if (format1=='s') {
if (digit) {
cntr=0;ptr=va_arg(arg_ptr,char *);
while (ptr[cntr]) cntr++; /*cntrは文字数*/
if (!minus) for (i=cntr;i<digit;i++) putCharSCI1(' ');
putStringSCI1(ptr);
if (minus) for (i=cntr;i<digit;i++) putCharSCI1(' ');
} else {
putStringSCI1(va_arg(arg_ptr,char *));
}
flag=0;
} else {
putCharSCI1(format1);
flag=0;
}
if (radix) {
switch (flag&6) {
case 0: /* unsig int */
value=(unsigned int)va_arg(arg_ptr,int);
break;
case 2: /* unsig long int */
value=va_arg(arg_ptr,long int);
break;
case 4: /* sig int */
value=(long int)va_arg(arg_ptr,int);
if ((long int)value<0) {
value=-(long int)value;
sign='-';
}
break;
case 6: /* sig long int */
value=va_arg(arg_ptr,long int);
if ((long int)value<0) {
value=-(long int)value;
sign='-';
}
break;
default:
break;
}
while (value) {
*ptr--=hexstring[value%radix+shift];
cntr++;
value/=radix;
}
if (cntr==0) {
*ptr--='0';
cntr++;
}
if (fill==' ') {
if (sign=='-') {
*ptr--='-';
cntr++;
}
if (!minus) for (i=cntr;i<digit;i++) putCharSCI1(' ');
putStringSCI1(++ptr);
if (minus) for (i=cntr;i<digit;i++) putCharSCI1(' ');
} else {
for (;cntr<digit-1;cntr++) *ptr--='0';
if (sign!='-'&&cntr<digit) *ptr--='0';
else if (sign=='-') *ptr--='-';
putStringSCI1(++ptr);
}
flag=0;
}
}
format++;
}
}/* ------------------------------------------------- */
/* LED INITIALIZATION */
/* ------------------------------------------------- */
/**********************************************************
LED 0:P5-0
LED 1:P5-1
**********************************************************/
void initLed()
{
P5DDR |= 0x3;
P5.DDR = P5DDR;
}/* ------------------------------------------------- */
/* LET LED ON */
/* ------------------------------------------------- */
/*numberは0または1*/
void turnOnLed(short int number)
{
static unsigned char mask[]={1,2};
P5.DR.BYTE |=mask[number];
}/* ------------------------------------------------- */
/* LET LED OFF */
/* ------------------------------------------------- */
/*numberは0または1*/
void turnOffLed(short int number)
{
static const unsigned char mask[]={0xfe,0xfd};
P5.DR.BYTE &=mask[number];
}/* ------------------------------------------------- */
/* PUSH SW INITIALIZATION */
/* ------------------------------------------------- */
/**********************************************************
押しボタンスイッチS0:P4-4
押しボタンスイッチS1:P4-5
押しボタンスイッチS2:P4-6
押しボタンスイッチS3:P4-7
**********************************************************/
void initPushSW(void)
{
P4DDR &= 0xf; /*P4-4,5,6,7は入力*/
P4.DDR=P4DDR;
P4.PCR.BYTE|=0xf0; /*P4-4,5,6,7はプルアップ */
}/* ------------------------------------------------- */
/* GET PUSH SW */
/* ------------------------------------------------- */
/*push swの状態をそのまま返す
short int getPushSW(void)
{
return (((unsigned char)(~P4.DR.BYTE))&0xf0);
}
*/
#define getPushSW() (((unsigned char)(~P4.DR.BYTE))&0xf0)short int checkPushSW(short int number)
/*push sw 0,1,2,3の状態を調べる number:0,1,2,or 3*/
/*押されていたら1、そうでなかったら0を返す*/
{
short int ret;
static const unsigned char mask[]={0x10,0x20,0x40,0x80};
if (P4.DR.BYTE&mask[number]) ret=0;
else ret=1;
return ret;
}/* ------------------------------------------------- */
/* PUSH 8 BIT SW INITIALIZATION */
/* ------------------------------------------------- */
void init8BitSW(void)
{
P2DDR &= 0x00;/*8bitSWのポートを入力に設定*/
P2.DDR = P2DDR;
P2.PCR.BYTE = 0xff;/*8bitSWのプルアップ設定*/
}/*8bitswの状態をそのまま返す
short int get8BitSW(void)
{
return (unsigned char)(~P2.DR.BYTE);
}
*/
#define get8BitSW() (unsigned char)(~P2.DR.BYTE)short int check8BitSW(short int number)
/*8bitsw 0,1,2,3,4,5,6,7の状態を調べる number:0,1,2,3,4,5,6,or 7*/
/*ONなら1、そうでなかったら0を返す*/
{
short int ret;
static const unsigned char mask[]={1,2,4,8,0x10,0x20,0x40,0x80};
if (P2.DR.BYTE&mask[number]) ret=0;
else ret=1;
return ret;
}/*タイマ割り込みは笠井君(1998),越智君(2001)による開発です*/
/* ------------------------------------------------- */
/* TIMER INITIALIZATION */
/* ------------------------------------------------- */
void initTimer1Int(unsigned short int period)
/*ITU1による割り込みタイマーの設定(越智君2001による)*/
/*割り込み間隔は引数peiodで単位はμsecである*/
/*値は32767以下でなければならない*/
/*32.767msecまで*/
{
ITU1.TCR.BIT.CCLR=1; /*GRAのコンペアマッチでTCNTをクリア*/
ITU1.TCR.BIT.CKEG=0; /*立ち上がりエッジでカウント*/
ITU1.TCR.BIT.TPSC=3; /*内部クロックφ/8でカウント*/
ITU1.GRA=2*period-1; /*割り込みの周期をperiod[μs]に指定*/
ITU1.TIER.BIT.IMIEA=1; /*TCNT=GRAとなったときの割り込み要求を許可*/
ITU1.TIER.BIT.OVIE=0; /*オーバー・アンダーフロー発生時の割り込みを禁止*/
ITU1.TIER.BIT.IMIEB=0; /*TCNT=GRBとなったときの割り込みを禁止*/
}void initTimer01Int(unsigned short int period)
/*ITU0とITU1による割り込みタイマーの設定(笠井君(1998)による)*/
/*割り込み間隔は引数peiodで単位はmsecである*/
/*値は65535以下でなければならない*/
/*65.535secまで*/
/*ただしポートPAの第3ビットが使用できなくなるので注意*/
{
ITU0.TCR.BYTE = 0xc3; /* タイマー CH0 GRBでクリア、内部1/8クロック */
ITU0.TIOR.BYTE = 0xb8; /* タイマー CH0 GRBのコンペアマッチでトグル出力 */
ITU0.GRB = 2000-1; /* タイマー CH0 ((16/8)MHz)/1000Hz=2000 */
ITU1.TCR.BYTE = 0xb7; /* タイマー CH1 GRAでクリア、TCLKDをカウントする */
ITU1.TIOR.BYTE = 0x8a; /* タイマー CH1 GRAのコンペアマッチ出力 */
ITU1.GRA = period-1; /* タイマー CH1 1000 = 1SEC */
ITU1.TIER.BYTE = 0xf9; /* タイマー CH1 GRAで割り込みする */
}/* ------------------------------------------------- */
/* TIMER START */
/* ------------------------------------------------- */
/*
Timer CH0 CH1 同時スタート
void startTimer01(void)
{
ITU.TSTR.BYTE |= 0x03;
}
Timer CH1 スタート
void startTimer1(void)
{
ITU.TSTR.BYTE |= 0x02;
}Timer CH0 CH1 同時ストップ
void stopTimer01(void)
{
ITU.TSTR.BYTE &= ~0x03;
}
Timer CH1 ストップ
void stopTimer1(void)
{
ITU.TSTR.BYTE &= ~0x02;
}
*/
#define startTimer01() (ITU.TSTR.BYTE |= 0x03) /* Timer CH0 CH1 同時スタート */
#define startTimer1() (ITU.TSTR.BYTE |= 0x02) /* Timer CH1 スタート */
#define stopTimer01() (ITU.TSTR.BYTE &= ~0x03) /* Timer CH0 CH1 同時ストップ */
#define stopTimer1() (ITU.TSTR.BYTE &= ~0x02) /* Timer CH1 ストップ */