２3．Ａｒｄｕｉｎｏ固有の仕様とライブラリ
２3．１ Ａｒｄｕｉｎｏ固有の仕様とライブラリ
Ａｒｄｕｉｎｏ言語はＣ／Ｃ＋＋をベースにしており、C言語のすべての仕様といくらかのＣ＋＋の機能をサポートしています。また、ＡＶＲ Ｌｉｂｃにリンクされていているのでそれらの関数を利用することができます。
ＡＶＲ Ｌｉｂｃは、Ａｔｍｅｌ社が開発環境”ＡＶＲ Ｓｔｕｄｉｏ”用にフリーで提供しているＣ／Ｃ＋＋の標準ライブラリ群です。ＡｒｄｕｉｎｏがＡＶＲのチップを採用しているフリーなシステムということで、これらのライブラリも無償で使用することができます。
Ａｒｄｕｉｎｏのプログラム記述における大方の仕様はＣ又はＣ＋＋と同一ですが、いくつかの仕様についてはＡｒｄｕｉｎｏシステム固有のものになっています。特に、周辺装置へのアクセスライブラリやＩ／Ｏ処理の記述に関しては全くという程の一般性はありません。
２3．１．１ ＡｒｄｕｉｎｏにおけるＳｔｒｉｎｇクラス
ＡｒｄｕｉｎｏにおけるＳｔｒｉｎｇクラスの使用には特に注意が必要です。Ｃ／Ｃ＋＋にも標準的なクラスライブラリとして同様なｓｔｒｉｎｇがありますが、ＡｒｄｕｉｎｏにおけるＳｔｒｉｎｇクラスは実装内容が全く同じというわけではないのです。ＡｒｄｕｉｎｏのＳｔｒｉｎｇクラスのメンバ関数を使用した部分に関しては、クラスの概念は同じなのですがメンバー関数の実装が同一ではないので、移植に際して全く同じ結果になるとは補償できなくなってしまいます。
さらに、ＡｒｄｕｉｎｏでのＳｔｒｉｎｇクラスのメンバ関数をを使うことは生成されるオブジェクトサイズ的にも不利になります。もしも、ＡｒｄｕｉｎｏではＳｔｒｉｎｇクラスのメンバ関数を一つでも使おうものなら、使わない他の関数のライブラリオブジェクトまで一体となって付加されてしまいます。メモリサイズ的に厳しいファームウエアでは、このようなメモリの消費は他の機能のサポートに大きな影響を与える可能性があるので余り進められません。Ｃ／Ｃ＋＋の標準関数はオブジェクトサイズ的にも比較的小さくて有利なのです。ＡｒｄｕｉｎｏのＳｔｒｉｎｇクラスはできれば使用しない方が良いというのが結論ですが、Ｃ＋＋が標準になりつつある昨今、メモリの制約も緩和されつつある現状においては、Ｓｔｒｉｎｇクラスを使うか使わないかの選択を迷うところです。しかし、システム移植という観点からすると、文字列操作のＳｔｒｉｎｇクラスはとても便利な機能なのですが、互換性の面とオブジェクトサイズでの難点から使用しない方が良いというのが結論です。
もともと、Ｓｔｒｉｎｇクラスは文字列の操作を容易にしてくれるものなのですが、Ｃが多少分かれば少し面倒でもこのクラスのメンバ関数が行なっていることは全てＣ標準のライブラリ関数で置き換えが可能な事は分かるはずです。更に言うならば、自らの作成するプログラムで、Ｓｔｒｉｎｇクラスのメンバ関数の全てを必要とすることはほとんどの場合あり得ないということも事実なのです。むしろ、ひとつかふたつの関数さえあれば事が足りるということの方が多いというのも経験から分かることです。
Ｃ／Ｃ＋＋の標準ライブラリ関数はシステム依存しない共通仕様（注 1 ）なので全てこのような関数を用いて文字操作ができるのですが、そもそもＳｔｒｉｎｇクラス自体がこれらの標準関数を使用して作成されているので必ずしも使用する必要がないということも当然のことなのです。それでも、標準ライブラリ関数はＳｔｒｉｎｇクラスのメンバ処理に比較すればより低位に位置する関数群なので、これらを使ってＳｔｒｉｎｇクラスと同様なことをさせるには、若干のコーディングスキルが必要なことは言うまでもありません。従って、何度も言うようですが、移植を考えないＡｒｄｕｉｎｏのスケッチではこれらのメンバ関数を利用する方が良いのです。プログラムの作成において文字列の操作は最も面倒であるとともに暴走を引き起こす危険な処理ということもまた事実なのです。
（注 1 ）システム依存しない共通仕様
システム依存しない関数というのは、関数の入力と出力の仕様が同じことを言うのであって、全く同じオブジェクトである必要はありません。
・関数の名称と引数の数と型が同じ
・関数の戻り値が同じ型と結果を与えること
表 ＡｒｄｕｉｎｏでサポートされているＳｔｒｉｎｇクラスのメンバ関数
<Stringクラス関数> String.charAt(n)
<関数の処理> 文字列の先頭からn番目（インスタンスはゼロから）の文字を返す
String s = "abcdefgh"; //文字列はa=0,B=1で、引数はa=1,B=2と指定
Serial.println(s.charAt(1)); // bとシリアル表示
<Stringクラス関数> String.compareTo(str2)
<関数の処理内容> 2つの文字列を比較します。ABC文字順で見たとき、ストリングｓにストアされている文字列に対し、str2の方が後順なら負の値、前順なら正の値を返します。
インスタンスｓとstri2が一致するときは0を返します。
String s = "abc";
Serial.println(s.compareTo("abb")); // 1とシリアル表示されます
Serial.println(s.compareTo("abd")); // -1とシリアル表示されます
<Stringクラス関数> <関数の処理内容> String.concat(str2)
文字列を連結します。Stringの末尾にstr2が付け加えられます。
String s = "abcd";
s.concat("efgh");
Serial.println(s); // abcdefghとシリアル表示されます
<Stringクラス関数> String.endsWith(str2)
<関数の処理> Stringの末尾がstr2のときtrueを返し、そうでなければfalseを返します。
String.equals(str2)
Stringとstr2の2つの文字列を比較し、一致するときtrueを返し、そうでなければfalseを返します。大文字小文字を区別します。
<Stringクラス関数> String.equalsIgnoreCase(str2)
<関数の処理>大文字小文字の区別をせず比較し、一致していればtrueを、そうでなければfalseを返します。helloとHELLOは一致するとみなされます。
<Stringクラス関数> String.getBytes(buf, len)
<関数の処理> String文字列をbyte型の配列(buf)にコピーします。lenはbufのサイズです(int)。
<Stringクラス関数>String.indexOf(val, from)
<関数の処理> String文字列を先頭から検索し、検索されたらその位置を返し(1文字目が0です)、検索されないときは－１を返します。valは探したい文字('a')または文字列("abc")です。
fromは検索を始める位置で、省略も可能です。
String s = "abcdefgh";
Serial.println(s.indexOf("fg")); // 5とシリアル表示されます
<Stringクラス関数> String.lastIndexOf(val, from)
String文字列を末尾から検索し、検索されたらその位置を返し(1文字目が0です)、検索されない時は－１を返します。valは探したい文字('a')または文字列("abc")です。
fromは検索を始める位置で、省略可能です。
String s = "abc_def_ghi_";
Serial.println(s.lastIndexOf('_', 10)); // ｉから検索し、7とシリアル表示される
<Stringクラス関数> String.length()
<関数の処理> String文字の数を返します。
String s = "abcdefg";
Serial.println(s.length()); // 7とシリアル表示されます
String.replace(substr1, substr2)
String文字列のsubstr1文字列をsubstr2に置換したString文字列を返します。
String s = "abcd";
Serial.println(s.replace("cd", "CD")); // abCDとシリアル表示されます
<Stringクラス関数> String.setCharAt(index, c)
i<関数の処理> ndexで指定した位置の文字をcに置き換えます。
Stringの長さより大きいindexを指定した場合はなにも変化しない
String s = "abcdefg";
s.setCharAt(3, 'D'); // S=”abcDefg” になります
<Stringクラス関数> String.startsWith(str2)
<関数の処理> Stringの先頭がstr2のときtrueを返し、そうでなければfalseを返します。
<Stringクラス関数> String.substring(from, to)
<関数の処理> String文字列の一部を返します。fromからtoまでの文字を返します。toは省略可能で、fromのみ指定されているときは、from文字目から末尾までの文字列を返します。
String s = "abcdefgh";
Serial.println(s.substring(3)); // defghとシリアル表示される
Serial.println(s.substring(3, 6)); // defとシリアル表示される
<Stringクラス関数> String.toCharArray(buf, len)
<関数の処理> String文字列をbyte型の配列(buf)にコピーします。lenはbufのサイズ(int)。
<Stringクラス関数> String.toLowerCase()
<関数の処理> 大文字を小文字に変換します。もとの文字列は変化しない
<Stringクラス関数> String.toUpperCase()
<関数の処理> 大文字を小文字に変換します。もとの文字列は変化しない
<Stringクラス関数> <関数の処理内容> String.trim()
<関数の処理> String文字列の先頭と末尾のスペースを取り除きます
String s = "\n abcd \n"; // 文字列の前後に改行とスペースが入っている
String s2 = s.trim(); //
Serial.print(s2); // abcdとシリアル表示される
２3．１．２ Ｉ／Ｏポートのアクセス
Ｉ／Ｏポートのアクセスに関してはデジタル入出力の記述そのものはシステムにより異なりますが、ポートアクセスに対する考え方はほぼ同じようになっています。つまり、ＧＰＩＯピンの動作（入力／出力）を指定した後に、そのピンに対して特定な関数でポート値（０／１）を設定することになる訳です。要は一般にＭＣＵが異なると、このＩ／Ｏポートの操作に関するステートメント記述そのものが異なることに注意が必要です。
以下で示すように、ＡｒｄｕｉｎｏにはＧＰＩＯに対する操作関数が３種類あります。
表 ＧＰＩＯの処理と入出力関数
<ＧＰＩＯ処理の内容> <Ａｒｄｕｉｎｏの入出力>
インクルード システム標準の機能として提供されているので記述不要
ｐｉｎ番号の pinMode( pin, mode )
入出力mode設定 pin : ピン番号
mode : 入出力mode
ｐｉｎ番号に digitalWrite( pin, value )
value出力 pin : ピン番号
value : ビット値 ０： Ｌｏｗ、 ！＝０： Ｈｉｇｈ
ｐｉｎ番号の digitalRead( pin )
状態入力 pin : ピン番号
＜入出力関数の機能詳細＞
<構文> pinMode( pin, mode )
<関数の機能> ｐｉｎ番号の入出力モード（mode）を設定する
Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏにおけるアナログピン（Ａ０～Ａ５）は、本関数を使用すればデジタルピンとして使用することができるようになります。その場合、アナログピンＡ０がデジタルピン１４とし、順次Ａ５ピンがデジタルピン１９として扱えます
<引数> pin : 処理対象となるｐｉｎの番号
mode : INPUT ：ピン番号(pin)を入力ピンに設定する
OUTPUT ：ピン番号(pin)を出力ピンに設定する
INPUT_PULLUP ：ピン番号(pin)を内部プルアップした入力ピンに設定する
<戻り値> なし
<構文> digitalRead( pin )
<関数の機能> 指定するｐｉｎ番号の値を入力する。
入力される値は、デジタル的な閾値によりＨＩＧＨ又はＬＯＷが返ります
この関数を使用する前に必ずpinMode( pin, mode ) を実行して処理対象のｐｉｎ番号の処理モードを入力に指定しておかなければなりません。
<引数> pin : 処理対象となるｐｉｎの番号
<戻り値> HIGHか LOWが入力される
<構文> digitalWrite( pin, value )
<関数の機能> ｐｉｎ番号にvalue値を出力する
この関数を使用する前に必ずpinMode( pin, mode ) を実行して処理対象のｐｉｎ番号の処理モードを出力に指定しておかなければなりません。
HIGHまたはLOWを、指定した番号のピンに出力します。指定したピンがpinMode()関数でOUTPUTに設定されている場合は、次の電圧にセットされます。
HIGH = 5V (3.3Vのボードでは3.3V) 、LOW = 0V (GND)
指定したピンがINPUTに設定されている場合は、HIGHを出力すると20KΩから50KΩの内部プルアップ抵抗が有効になります。LOWでプルアップは無効になります。
<引数> pin : 処理て対象となるｐｉｎ番号
value : HIGHか LOWを出力指定する
<戻り値> なし
<使用例>
int ledPin = 13; // LEDtが接続されているデジタルピン pin 13
void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT); // デジタルピン pin 13を出力に設定
}
void loop()
{
digitalWrite(ledPin, HIGH); // デジタルピン pin 13をHIGHにして LED点灯
delay(1000); // １秒遅延
digitalWrite(ledPin, LOW); // デジタルピン pin 13をLOW にして LED消灯
delay(1000); // １秒遅延
}
２3．１．３ 周辺機器へのアクセスライブラリ
以下で説明することはＡｒｄｕｉｎｏにおける周辺機器に対するアクセスライブラリについてです。本項はプログラム移植にかかわる周辺装置のアクセス方法と両システムの相違と移植の要点を述べています。したがって、全ての周辺機器に対するアクセスに関する移植の方法については述べていませんが、可能な限り多くのデバイス処理を明確にそして分かりやすく記述してみたいと思います。
Ａｒｄｕｉｎｏでサポートされている周辺機器のアクセスライブラリには、Ａｒｄｕｉｎｏ ＩＤＥに標準的に提供されているものとそれ以外のものとに分けることができます。
標準的に提供されているライブラリはＡｒｄｕｉｎｏプロジェクトの一部として提供されるものでライブラリオブジェクトだけでなく、そのライブラリを使用するためのサンプルプログラムも同時に提供されています。
Ａｒｄｕｉｎｏ ＩＤＥにインストール済みの標準的なライブラリを使用するときは、ＩＤＥの[スケッチ Sketch]メニューの[ライブラリを使用 Import Library]を開き、表示されたリストから目的のライブラリを選択します。すると、”#include”文がスケッチの先頭に自動的に挿入され、ライブラリが使用可能になります。
この”#include < >”文が挿入されると、ライブラリはスケッチとともにＡｒｄｕｉｎｏボードにアップロードされてしまうためメモリが消費されます。必要としないライブラリの#include文は削除しないと、実行オブジェクトのサイズも自動的に増大します。
以下で説明する項目はＡｒｄｕｉｎｏの全ての標準ライブラリについてではなく、実際に使用して分かったことのみです。また、同時にＡｒｄｕｉｎｏにあって他ボードの開発環境に入っていないライブラリについても記述しません。現状においてＡｒｄｕｉｎｏのものではＳｏｆｔｗａｒｅＳｅｒｉａｌライブラリでしょうか。
ソフトウェアシリアルライブラリはＡｒｄｕｉｎｏボードの１，２番ピン以外を使ってソフト的な擬似シリアル通信を行うために開発されたものです。
＜ＥＥＰＲＯＭライブラリ＞
Ａｒｄｕｉｎｏボードが使用しているマイクロコントローラには、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）と呼ばれる不揮発性メモリが搭載されています。
近年のＭＣＵは概ねそのようなデータ領域を有しており、そのデータはまるでＰＣにおける小さなハードディスクにストアされた情報のように、電源を切っても内容が消えることがありません。
その容量はＭＣＵの種別によって異なり、それほど多くはありませんが、今回のシステム開発に関連するものとしては下表に示すようなっています。
表 ＭＣＵの種別によるＥＥＰＲＯＭのサイズの違い
<ＭＣＵの種別> <開発システム> <ＥＥＰＲＯＭサイズ> <Flashメモリサイズ>
AVR ATmega168 Arduino ５１２バイト １６ｋＢ
AVR ATmega328 Arduino １ｋＢ ３２ｋＢ
AVR ATmega1280 Arduino ４ｋＢ １２８ｋＢ
AVR ATmega2560 Arduino ４ｋＢ ２５６ｋＢ
このＥＥＰＲＯＭは、一般的なシステムでは稼働するために必要な基本情報を保持したり、特定なパラメータなどを保持するために利用されます。
Ｅｊａｎ赤道儀制御システムでは、望遠鏡の制御、サイト情報、ステッピングモータの情報及び赤道儀の回転速度などの情報領域があり、およそ１ｋＢ程の領域を必要としています。
ＥＥＰＲＯＭライブラリは、下表 で示すようにこのデバイスに対する書き込みと読み込みを可能にする関数が提供されています。
表 ＥＥＰＲＯＭへの操作関数
<ＥＥＰＲＯＭへの操作>
<インクルード> システム標準の機能として提供されているので記述不要
<情報の読み込み> #include <EEPROM.h>
EEPROM.read(address)
<情報の書き込み> #include <EEPROM.h>
EEPROM.write(address,value)
<構文> EEPROM.write( address, value )
<関数の機能> EEPROMの指定アドレスに１バイトを書き出します
EEPROMへの書き込みには概ね3.3ミリ秒かかります。
EEPROMの書込/消去サイクルは100,000回程で寿命に達します。頻繁に書き込みを行う場合はこの点を考慮して使用してください。
ＥＥＰＲＯＭのサイズは使用されているＭＣＵの種別により異なります。そのため指定できる引数ａｄｒｅｓｓの値の最大値は機種個度に異なります。
<引数> Address : 読み出し対象となるＥＥＰＲＯＭのアドレス（＞＝０）を指定します
ＥＥＰＲＯＭの先頭アドレスはゼロ（０）です。
Value : 読み出しデータ(byte) 、０から２５５までのバイトデータ
<戻り値> なし
<構文> EEPROM.read( address )
<関数の機能> EEPROMの指定アドレスから１バイトを読み出します
ＥＥＰＲＯＭのサイズは使用されているＭＣＵの種別により異なります。そのため指定できる引数ａｄｒｅｓｓの値の最大値は機種個度に異なります。
<引数> Address : 読み出し対象となるＥＥＰＲＯＭのアドレス（＞＝０）を指定します
ＥＥＰＲＯＭの先頭アドレスはゼロ（０）です。
<戻り値> 指定したＥＥＰＲＯＭアドレスの１バイトデータ
<使用例>
#include <EEPROM.h>
int romAddress = 0; // EEPROM アドレス
int romValue; // EEPROM データ
void setup() {
Serial.begin( 9600 ); // シリアル通信開始 ９６００ｂｐｓ
}
void loop() {
romValue = EEPROM.read( romAddress ); // EEPROM データ読み込み
Serial.print( romAddress ); // 読み込みEEPROM アドレス出力
Serial.print( "\t" ); // タブ
Serial.print( romValue ); // 読み込みEEPROM データ出力
Serial.println( "" ); // 改行復帰
romAddress = romAddress + 1; // EEPROM アドレスのインクリメント
if (a == 512) romAddress = 0; // 読み込みEEPROM が５１２になったら０にもどす
delay(500); // 遅延時間５００ｍｓ
}
＜ＳＰＩライブラリ＞
ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）は、マイクロ・コントローラからひとつ又は複数のデバイスを制御する目的で使用される短距離用の簡便な同期通信を行うシリアルバスの規格です。ＳＰＩによる接続では、マスタデバイス(通常はマイコン)が必ず1つ存在し、このマスタデバイスが１つ以上の周辺デバイスをスレーブとして制御します。各デバイス間を次表 で示す４本の線で接続するのが典型的な使い方です。 このうち、ＭＩＳＯ、ＭＯＳＩ、ＳＣＫの３つの信号線は各デバイスに共通なものなので必ず結線されます。ＳＳ信号も同様ですが、マスタに対する信号線の接続形態は規定されていず、単に”ｌｏｗ”信号が通信要求、”ｈｉｇｈ”がペンディングというように規定されているだけです。
表 ＳＰＩの信号線
<ＳＰＩの信号線 > < 信号線の意味合い >
MISO (Master In Slave Out) スレーブ(周辺デバイス)からマスタへデータライン
MOSO(Master Out Slave In) マスタからスレーブへデータライン
SSK(シルアルクロック) データ転送を同期用、マスタからの同期クロック信号
SS(Slave Select pin) スレーブ機器選択ピン ：
スレーブ機器選択ピン ：各デバイスは、上記の信号線以外に自デバイスをＳＰＩの動作機器として有効にするか否かを指定するためのピンです。マスタがこのピンをlowにすると、マスタとの通信が有効になります。自デバイスのＳＳ信号がhighの場合、マスタからのデータは全て無視されます。これにより複数のＳＰＩデバイスが３本の信号線を共有していても自デバイスへの情報を選別できます。
ＳＰＩデバイスに対応するコードを書くときは、いくつかの決まり事を理解して設定する必要があります。
・データ転送のビットオーダーがあり、LSBFIRST（最下位）かMSBFIRST（最上位）の設定
・アイドリング状態を示すクロック信号はhighかlowかの設定
・サンプリングはクロックの立ち上がりエッジか、立ち下がりエッジかの設定
・ＳＰＩの動作スピードの設定
ＳＰＩの規格はあまり厳密なものではなく、デバイスごとの実装はわずかながら異なっています。新たなデバイスに対応するコードを書くときは、データシートをよく読む必要があるかもしれません。 一般的には３種類の転送モードが使われます。これらのモードは、クロック位相(clock phase)とクロック極性(clock polarity)という２つの要素で決定されます。
クロック位相はシフトされたデータを読み取るタイミング(立ち上がりエッジか立ち下がりエッジか)を決定します。
クロック極性はアイドリング状態のときのクロックの状態(highかlowか)を示します。
これらの設定はＳＰＩを利用するシステムのライブラリにより設定の方法がことなるかもしれません。
これらの設定はＡｒｄｕｉｎｏでは、SPI.setDataMode()を使って行います。パラメータの組み合わせは次の表のとおりです。
表 ＳＰＩの信号線の特性とモード
<Mode> <Clock Polarity(CPOL)> <Clock Phase(CPHA)>
0 0 0
1 0 1
2 1 0
3 1 1
ＳＰＩパラメータを正しくセットしたあとは、データシートを見ながら、デバイスの機能とそれを制御するレジスタの使い方を調べていくことになるでしょう。
表 ＳＰＩの信号とピン番号の対応
<Arduino Duemilanove ，
<ＳＰＩの信号> UNO(Atmega168/328搭載)> < Arduino Mega>
SS(Slave Select Pin) １０ピン ５３ピン
MOSI(Master Out Slabe In) １１ピン ５１ピン
MISO(Maste In Slabe Out) １２ピン ５０ピン
ＳＣＫ（シルアルクロック ） １３ピン ５２ピン
ＳＳピンは使わない場合でも出力状態のままにしておく必要があります。そうしないと、ＳＰＩインタフェイスがスレーブモードに移行し、ライブラリが動作しなくなります。
Ａｒｄｕｉｎｏの場合は、１０ピン番以外のＧＰＩＯピンをスレーブ選択(ＳＳ)ピンとして使うことができます。例えば、イーサネット・シールド（Ethernet shield）はピン４をオンボードのＳＤカードの制御に使い、ピン１０をイーサネット （Ethernet）コントローラに割り当てています。
表 ＳＰＩの操作関数の対応表
<インクルード> #include <SPI.h>
<ＳＰＩ操作> SPIバスの初期化
<ＳＰＩ関数> SPI.begin()
<操作内容>
SCK、MOSI、SSの各ピンは出力に設定され、SCKとMOSIはlowに、SSはhighとなります。
SCK、MOSI、SCK、SSの各ピン番号は固定ですが、SS信号は他のピンでも代用できます。
その場合でも、SSはhighにしておかないとライブラリが正しく動作しなくなります。
<戻り値> なし
<ＳＰＩ操作> SPIバスの無効化
<ＳＰＩ関数> SPI.end()
<操作内容> 各ピンの設定は変更されません。
<戻り値> なし
<ＳＰＩ操作> SPIバスの入出力のビットオーダーを設定する
<ＳＰＩ関数> SPI.setBitOrder(order)
<引数> order： LSBFIRST(least-significant bit first) or
MSBFIRST(most-significant bit first)
<戻り値> なし
<ＳＰＩ操作> SPIクロック分周器(divider)を設定する
<ＳＰＩ関数> SPI.setClockDivider(divider)
<引数> divider: 分周値は2、4、8、16、32、64、128のいずれか
<ＳＰＩ操作> SPIの転送モードを設定する
<ＳＰＩ関数> SPI.setDataMode(mode)
<引数> mode: 前述のＳＰＩの信号線の特性とモードを参照する
SPI_MODE0， SPI_MODE1, SPI_MODE2 ， SPI_MODE3
<ＳＰＩ操作> ＳＰＩバスを通じてデータを転送する
<ＳＰＩ関数> SPI.transfer(value)
<引数> value: 転送する１バイトデータ、送信と受信の両方で使用
<戻り値> 受信したバイト
＜シリアル通信関数＞
ＡｒｄｕｉｎｏボードはSerialという名前で参照される1組のハード的なシリアルポート(RXとTX)を持っています。Ａｒｄｕｉｎｏ Ｍｅｇａは４組のポートを持っていて、Serial0、Serial1、Serial2、Serial3が使用可能です。
Ａｒｄｕｉｎｏのシリアル通信関数はシステム一部として独自に実装されたものです。したがって、その種類は多くありませんが、通信に関する基本的な下表で示すような関数が存在しています。
以下ではＡｒｄｕｉｎｏのシリアル通信関数の詳細について記述します。関数の数はさほど多くはありませんが、使用に際しては手順かあり、手順を守らなくてはなりません。その手順の内容は以下の通りです。
１．シリアル通信の開始・初期化 Serial.begin(speed) speed : 通信ボーレートの設定
２．受信データのバイト数を確認する Serial.available()
３．受信データを１バイト読み込む Serial.read()
４．データをシリアルポートへ出力 Serial.print(data, format) Serial.println(data, format)
５．シリアル通信の終了 Serial.end()
このうち、２．から４．の項目はユーザサイドのプログラム内容によって異なります。１．シリアル通信の開始・初期化 の処理は、シリアル通信を開始する前に必ず実行しなくてはなりません。また、終了時も５．シリアル通信の終了を実行しておきます。
＜シリアル通信の操作関数の詳細＞
<関数の機能> シリアル通信の開始・初期化
シリアル通信データの転送レートをbps(baud)で指定します
Ａｒｄｕｉｎｏ Ｍｅｇａでは４つの独立したポート（Serial,Serial1，Serial2，Serial3）を初期化し使用することができます
<構文> Serial.begin ( speed )
Serial.begin ( speed, config )
<引数> speed : 転送レート (long)
シリアル通信データの転送レートをspeed で指定します。
コンピュータと通信する際は、次のレートから1つを選びます。
300, 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 28800, 38400, 57600, 115200 bps
bps(baud)はビット/秒です。
Config : 設定データ長、パリティー、ストップビットの内容を指定します
SERIAL_5N1 データ長５，ノンパリティー、ストップビット１
SERIAL_6N1 データ長６，ノンパリティー、ストップビット１
SERIAL_7N1 データ長７，ノンパリティー、ストップビット１
SERIAL_8N1 データ長８，ノンパリティー、ストップビット１
SERIAL_5N2 データ長５，ノンパリティー、ストップビット２
SERIAL_6N2 データ長６，ノンパリティー、ストップビット２
SERIAL_7N2 データ長７，ノンパリティー、ストップビット２
SERIAL_8N2 データ長８，ノンパリティー、ストップビット２
SERIAL_5E1 データ長５，偶数(even)パリティー、ストップビット１
SERIAL_6E1 データ長６，偶数(even)パリティー、ストップビット１
SERIAL_7E1 データ長７，偶数(even)パリティー、ストップビット１
SERIAL_8E1 データ長８，偶数(even)パリティー、ストップビット１
SERIAL_5R2 データ長５，偶数(even)パリティー、ストップビット２
SERIAL_6R2 データ長６，偶数(even)パリティー、ストップビット２
SERIAL_7E2 データ長７，偶数(even)パリティー、ストップビット２
SERIAL_8E2 データ長８，偶数(even)パリティー、ストップビット２
SERIAL_5O1 データ長５，奇数(odd)パリティー、ストップビット１
SERIAL_6O1 データ長６，奇数(odd)パリティー、ストップビット１
SERIAL_7O1 データ長７，奇数(odd)パリティー、ストップビット１
SERIAL_8O1 データ長８，奇数(odd)パリティー、ストップビット１
SERIAL_5O2 データ長５，奇数(odd)パリティー、ストップビット２
SERIAL_6O2 データ長６，奇数(odd)パリティー、ストップビット２
SERIAL_7O2 データ長７，奇数(odd)パリティー、ストップビット２
SERIAL_8O2 データ長８，奇数(odd)パリティー、ストップビット２
<戻り値> なし
<使用例>
void setup() {
Serial.begin(9600); // シリアルポートを 9600 bps でオープン
}
void loop() {}
<関数の機能> シリアル通信の終了
シリアル通信処理を終了して、Ｐｉｎ０（RX）とＰｉｎ１（TX）を汎用の入出力ピンとして使えるようにします。
再びシリアル通信を可能にするには、Serial.begin() を呼び出します。
Ａｒｄｕｉｎｏ Ｍｅｇａでは４つの独立したポート（Serial.end,Serial1.end，Serial2.end，
Serial3.end）に対してこの処理を実行することができます
<構文> Serial. End( )
<引数> なし
<戻り値> なし
<関数の機能> シリアルのバッファ到着しているデータのバイト数を調べます
バッファには１２８バイトまで保持できます
<構文> Serial. available ()
<引数> なし
<戻り値> シリアルバッファにあるデータのバイト数が返ります。１以上ならば受信データを読み出し可能です。
使用例
int incomingByte = 0; // 受信データ
void setup() {
Serial.begin(9600); // 9600bpsでシリアルポートを開く
}
void loop() {
if (Serial.available() > 0) { // 受信したデータが存在する（＞０）か否か
incomingByte = Serial.read(); // １バイト受信データを読み込む
Serial.print("I received: "); //"I received: "をシリアルに出力する
Serial.println(incomingByte, DEC); // １０進形式受信データをシリアルに出力し改行する
}
}
<関数の機能> 受信バッファの内容をクリアします
Serial.read()やSerial.available()が返すデータは、Serial.flush()を実行したあとのものです。Serial.flush()はデータの送信が終わるのを待ってから、バッファをクリアします。
Ａｒｄｕｉｎｏ Ｍｅｇａでは４つの独立したポート（Serial.flush ,Serial1.flush，Serial2. flush, Serial3.flush）に対してこの処理を実行することができます
<構文> Serial. flash ()
<引数> なし
<戻り値> なし
<関数の機能> 受信バッファからシリアルデータを１バイト読み出すが、読み出し位置を更新しません Ａｒｄｕｉｎｏ Ｍｅｇａでは４つの独立したポート（Serial.peek,Serial1.peek，Serial2.peek，Serial3.peek）に対してこの処理を実行することができます
<構文> Serial. peek()
<引数> なし
<戻り値> 受信バッファの次読み込み位置のデータを読み出します
Serial.peek()を繰り返し出しても同じ（受信バッファの）データが返るだけです
！＝－１：読み出した１データ
＝＝－１：有効なデータはない
<関数の機能> 受信バッファからシリアルデータを１バイト読み出します
読み出しと同時に受信バッファの読み出し位置を更新します
Ａｒｄｕｉｎｏ Ｍｅｇａでは４つの独立したポート（Serial.read,Serial1.read，Serial2.read，Serial3.read）に対してこの処理を実行することができます
<構文> Serial. read()
<引数> なし
<戻り値> 受信バッファの次読み込み位置のデータを読み出します
！＝－１：読み出した１データ
＝＝－１：有効なデータはない
<関数の機能> 受信バッファからシリアルデータを１バイト読み出します
読み出しと同時に受信バッファの読み出し位置を更新します
Ａｒｄｕｉｎｏ Ｍｅｇａでは４つの独立したポート（Serial.read,Serial1.read，Serial2.read，
Serial3.read）に対してこの処理を実行することができます
<構文> Serial. read()
<引数> なし
<戻り値> 受信バッファの次読み込み位置のデータを読み出します
！＝－１：読み出した１データ
＝＝－１：有効なデータはない
<関数の機能> シリアルに改行コード付きでデータの送信
Serial.print()との違いは、データの末尾にキャリッジリターン(ASCIIコード13あるいは'\r')とニューライン (ASCIIコード10あるいは'\n')を付けて送信することです
<構文> Serial. Println( data )
Serial. Println( data, format )
<引数> Serial.print()と同じフォーマットを使います
print()の説明を参照してください
<戻り値> なし
<使用例> print()の説明を参照してください
<関数の機能> シリアルにバイナリデータを出力します。
シリアルポートにバイナリデータを1バイトずつ、又は複数バイトの送信が可能です。 数値(を表す)文字として送信したい場合は、print()を使います。
構文> Serial. write( val )
Serial. write( str )
Serial. write( buf, len )
<引数>
<関数の機能>
<戻り値>
<関数の機能> ソフトウエア・シリアルにデータの送信
<構文> Serial. print( data )
Serial. print( data, format )
<引数>
Data : 出力する値。全ての型に対応する
format: 基数または有効桁数(浮動小数点数の場合) の指定文字列
この命令は多くのデータ形式に対応しています。整数値は1桁ずつASCII文字に変換され、浮動小数点数の場合は、小数点以下第２位まで出力するのがデフォルトの動作です。バイト型のデータは1文字として送信されます。文字列はそのまま送信されます。
Serial.print(78) - "78"
Serial.print(1.23456) - "1.23"
Serial.print('N') - "N"
Serial.print("Hello ") - "Hello"
第２パラメータによって基数(フォーマット)、又は数値によって有効桁数を指定できます。
BIN(2進数)、OCT(8進数)、DEC(10進数)、HEX(16進数)に対応します。
浮動小数点数を出力する場合は、第２パラメータの数値によって有効桁数を指定できます。
Serial.print(78, BIN) - "1001110"
Serial.print(78, OCT) - "116"
Serial.print(78, DEC) - "78"
Serial.print(78, HEX) - "4E"
Serial.println(1.23456, 0) - "1"
Serial.println(1.23456, 2) - "1.23"
Serial.println(1.23456, 4) - "1.2346"
<戻り値> 送信したバイト数 (byte)
<使用例>
void setup() {
Serial.begin(9600); // 9600bpsでシリアルポートを開く
}
void loop() {
for(int x=0; x< 64; x++) { // ASCIIコード表を出力
Serial.print(x); // ASCIIコードを十進数で出力
Serial.print("\r\n"); // 改行 復帰
Serial.print(x, DEC); // ASCIIコードを十進数で出力
Serial.print("\r\n"); // 改行・復帰
Serial.print(x, HEX); // ASCIIコードを十六進数で出力
Serial.print("\r\n"); // 改行 復帰
Serial.print(x, OCT); // ASCIIコードを八進数で出力
Serial.print("\r\n"); // 改行 復帰
Serial.println(x, BIN); // ASCIIコードを二進数で出力し改行
delay(ぬ00);
}
Serial.println(""); // 改行・復帰
}
＜タイマー関数＞
一般的なＣＰＵのタイマー処理には、タイマー処理とチック処理の二つのものがあります。
タイマー処理は、Ａｒｄｕｉｎｏのタイマー処理と同じ考えに基づいた処理で、プログラム設定によるタイマー割り込み時間を基準にして、所定の割り込みプログラムを実行するものです。
また、millis()関数やmicrps()関数のように、タイマー割り込みを用いて時間を計測するような所定の割り込み処理をプログラムすればプログラムされた時間の計測や処理を行うことができます。
チック処理は、一般的なオペレーティング・システム（ＯＳ）のタスク切り替えなどの処理に必要な定常的な割り込みを提供するものです。この処理のためにＡＲＭのＣｏｒｔｅｘ－Ｍ０などではシステム・チック・タイマー（SysTick timer）がＭＣＵの一部としてタイマー処理とは別途に提供されています。システム・チック・タイマー（SysTick timer）はオペレーティング・システムや他の制御システムで使用される１０ｍＳｅｃ毎の固定的な割り込みを生成するために設定されています。
このシステム・チック・タイマーはＭＣＵの一部機能として構成されるもので、これを標準タイマーとして使用することにより、他の割り込みに影響を受けない正確な時間計測やＯＳソフトウエア処理が可能になっています。
残念ながら、Ａｒｄｕｉｎｏで提供されるタイマー関数には、システム・チック・タイマーに相当するような機能はなく、非常に貧弱で実処理にはほとんど利用できません。また、外部割り込み等の処理を行うと、次のような不具合が発生します。
・delay()関数は機能しません
・millis()関数の戻り値は増加しません
・シリアル通信により受信したデータは、失われる可能性があります
このため、Ｅｊａｎ赤道儀制御システム開発には別途に任意時間で発生する割り込み関数ライブラリ関数を作成しなくてはなりません。赤道儀においては実時間に対する割り込みを定義できなくてきなりませんが、これらの関数は特定な時間単位（１ｍｓ，１μs）でしか割り込みを定義でないことが問題となります。
＜ タイマー関数の詳細 ＞
<関数の機能> ミリ秒単位の経過時間の取得
Ａｒｄｕｉｎｏボードのプログラムが実行を開始した時から現在までの経過時間をミリ秒単位で返します。約５０日間で内部データがオーバーフローし、ゼロに戻ります。
<構文> millis()
<引数> なし
<戻り値> 実行中のプログラムがスタートしてからの時間 (unsigned long)
<関数の機能> マイクロ秒単位の経過時間の取得
Ａｒｄｕｉｎｏボードのプログラムが実行を開始した時から現在までの経過時間をマイクロ秒単位で返します。
約７０分間で内部データがオーバーフローし、ゼロに戻ります。１６MHz動作のＡｒｄｕｉｎｏボードでは、この関数の分解能は4マイクロ秒で、戻り値は常に4の倍数となります。８MHzのボード(たとえばLilyPad)では、８マイクロ秒の分解能です。
1,000マイクロ秒は1ミリ秒、1,000,000 (1000ミリ)マイクロ秒は1秒です。
<構文> micros()
<引数> なし
<戻り値> 実行中のプログラムが動作し始めてからの時間をマイクロ秒単位で返します (unsigned long)
<関数の機能> プログラムをミリ秒単位(1,000ミリ秒=1秒)で指定した時間だけ止めます。
このパラメータに32767より大きい整数を指定するときは、値の後ろにULを付け加えます。例 delay(60000UL);
<構文> delay(ms)
<引数> ms: 一時停止する時間 (unsigned long)。単位はミリ秒
<戻り値> なし
<関数の機能> プログラムをマイクロ秒単位で指定した時間だけ一時停止します。
数千マイクロ秒を超える場合はdelay関数を使ってください。
現在の仕様では、16383マイクロ秒以内の値のとき、正確に動作します。この仕様は将来のリリースで変更されるはずです。
<構文> delayMicroseconds(us)
<引数> us: 一時停止する時間。単位はマイクロ秒。
1マイクロ秒は1ミリ秒の1/1000 (unsigned int)
<戻り値> なし
＜ＭｓＴｉｍｅｒ２ ミリ単位でのタイマー関数＞
前述のようにチックタイマーは通常のマイクロプロセッサにはありますが、Ａｒｄｕｉｎｏに搭載されているＭＣＵには同様な機能がありません。それは、チックタイマーが主にオペレーティングシステム（ＯＳ）のタスク切り替えやシステム時間に使用するためのタイマーということに由来します。
小規模な組み込みシステムにおいては、オペレーティングシステムが必要ないばかりか、逆に実行時間の増加や、メモリ領域の消費という点においてデメットが多いために一般には使用されません。
この点においてＡｒｄｕｉｎｏに搭載されているＭＣＵはメモリサイズからしても必然的に小規模な組み込みシステムがターゲットになって設計されていることによります。
このため、Ａｒｄｕｉｎｏでシステムタイムを動作させるためには外部タイマーライブラリを作成しなくてはなりません。
前述のように、ＯＳにおいてはタスク処理のための更に多くの処理を実行するのですが、ＯＳを利用しないＡｒｄｕｉｎｏシステムなどでは単にシステムタイムの更新というような簡単な処理のためにタイマー割り込みを使用することになってしまいます。
Ａｒｄｕｉｎｏのタイマー割り込みは、８ビット タイマ／カウンタ０，２と１６ビット・タイマ／カウンタがありますが、ライブラリで提供されるMsTimer2は内蔵タイマー(Timer2)を利用したものです。MsTimer2という名前は、８ビット タイマ／カウンタ２（timer2）を1ミリ秒(ms)単位で扱えることに由来しています。 このため、このライブラリを使用するときは ８ビット タイマ／カウンタ２は他の用途では使用できなくなります。
＜ ＭｓＴｉｍｅｒ２ タイマー関数の詳細 ＞
<インクルード> #include <MsTimer2.h>
<割り込み操作> < Ａｒｄｕｉｎｏ>
<関数の機能> タイマー２割り込みの実処理ルーチン設定
<構文> MsTimer2::set( unsigned long ms, void (*f)() )
<引数> ms ：タイマー時間 mS単位
(*f)() ：割り込みタイマ処理の関数
<戻り値> なし
<関数の機能> タイマー２の開始
<構文> MsTimer2::start()
<関数の機能> タイマー２の停止
<構文> MsTimer2::stop()
<関数の機能> タイマー２の開始
タイマー割り込みとは別個に定義され、割り込み処理も異なっています。
<構文> MsTimer2::start()
<引数> なし
<戻り値> なし
<使用例>
// 500ms毎に割り込みが発生し、flash ()が呼び出されるように設定
MsTimer2::set( 500, flash );
MsTimer2::start( ); //
<関数の機能 > タイマー２割り込みの実処理ルーチンの設定処理
Ａｒｄｕｉｎｏではユーザ作成のタイマー割り込み処理関数を定義します。
void (*f)()のｆはユーザ作成作成した関数の名前を指定します。この関数の中で割り込みを計数（１０００回）して一秒を得ることになります。
<構文> MsTimer2::set( unsigned long ms, void (*f)() )
<引数> ms ：タイマー割り込み時間 mS単位
( *f)() ：割り込みタイマ処理の関数（ｆ） へのポインタ
<戻り値> なし
<使用例>
#include <MsTimer2.h>
static boolean ledCH = LOW; // LEDの点灯処理の更新
static boolean output = LOW; // HIGH : LED 点灯、 LOW:消灯
void flash() {
output = !output; // output を HIGH/LOW で反転処理
ledCH = HIGH; // LEDの状態変更要求
}
void setup() {
// 500ms毎に割り込みが発生し、flash ()が呼び出されるように設定
MsTimer2::set( 500, flash );
MsTimer2::start( ); //
}
void loop( ) {
if (ledCH == HIGH) {
digitalWrite( 13, output ); // LEDの点灯／消灯
ledCH = LOW; // LEDの状態変更処理完了
}
}
<関数の機能> タイマー２の開始
タイマー割り込みとは別個に定義され、割り込み処理も異なっています。
<構文> MsTimer2::start()
<引数> なし
<戻り値> なし
<使用例>
// 500ms毎に割り込みが発生し、flash ()が呼び出されるように設定
MsTimer2::set( 500, flash );
MsTimer2::start( ); //
＜ＳｅｃＴｉｍｅｒ１ 任意秒単位でのタイマー関数＞
Ａｒｄｕｉｎｏのライブラリで提供されているMsTimer2は内蔵タイマー(Timer2)のカウンタ溢れ割り込みを利用したものです。この割り込みはタイマ／カウンタ２のカウンタ溢れ割り込みが発生する度にカウンタ値をプロラムで再クリア設定しなくてはなりません。
このカウンタ値の再設定処理は本来ライブラリ内で行うものですから余計な時間がかかっています。この問題を解消するためには、カウンタを自動更新してくれるＣＴＣモードを採用する方が単純なタイマなどでは有効ということになります。
また、Ａｒｄｕｉｎｏのライブラリで提供されているMsTimer2は、タイマー割り込み時間がmS単位になっています。この割り込み時間の設定では、天体などのステッピングモータ駆動用のステップ割り込みには到底使用することができません。
以上のような理由で、本ライブラリは割り込みのイベントをＣＴＣ割り込みにして作成してあります。
そのため、現状ではMsTimer2とMsTimer2CTCのルーチン仕様は全く同じです。どちらを使っても良いですが、同時に二つのライブラリを使用することができないことに注意してください。
＜ ＳｅｃＴｉｍｅｒ１ 任意時間 単位でのタイマー関数 ＞
<関数の機能> タイマー1の開始
<構文> SecTimer1::start()
<引数> なし
<戻り値> なし
<使用例>
// 500ms毎に割り込みが発生し、flash ()が呼び出されるように設定
SecTimer1::set( flash , 0.5 );
SecTimer1::stop( ); //タイマーの停止
<関数の機能> タイマー１の停止
<構文> SecTimer1::stop()
<引数> なし
<戻り値> なし
<使用例>
SecTimer1::set( 500, flash ); // 500ms毎に割り込みが発生し、flash ()が呼び出されるように設定
SecTimer1::stop( ); //タイマーの停止
<使用例 2>
/*
* Interrupt utilities for 16 bit Timer1 on ATmega168/328
* Created Novenber 2011 by Yoshihiro Odanaga for ATmega328 support
* This is free software. You can redistribute it and/or modify it.
*/
#ifndef SECTIMER1_h
#define SECTIMER1_h
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#define RESOLUTION 65536 // Timer1 is max count on 16 bit
class SecTimerOne
{
public:
// properties
unsigned int ctcTimerCount;
unsigned char clockSelectBits;
// methods
unsigned int initialize(float seconds);
unsigned int setTimerCount(float seconds);
unsigned int attachInterrupt(void (*isr)(), float seconds=-1);
void start();
void stop();
void restart();
unsigned long read();
void detachInterrupt();
void (*isrCallback)();
};
*
* Interrupt utilities for 16 bit Timer1 o
* Created Novenber 2011 by Yoshihiro Odan
*
* This is free software. You can redistrib
*
*/
ifndef SECTIMER1_cpp
define SECTIMER1_cpp
include "SecTimer1.h"
ecTimerOne Timer1; // preinstati
/
/ interrupt service routine that wraps a us
/
SR(TIMER1_CAPT_vect)
Timer1.isrCallback();
/ Device Initialize
nsigned int SecTimerOne::initialize(float s
TCCR1A = 0; // cl
TCCR1B = _BV(WGM13) | _BV(WGM12); // se
return( Timer1.setTimerCount(seconds) );
/ Set CTC Timer : Top data : BOTTOM =0
/
nsigned int SecTimerOne::setTimerCount(floa
long ctcCount = (long)(seconds * F_CPU);
if(ctcCount < RESOLUTION) clo
else if((ctcCount >>= 3) < RESOLUTION) clo
else if((ctcCount >>= 3) < RESOLUTION) clo
else if((ctcCount >>= 2) < RESOLUTION) clo
else if((ctcCount >>= 2) < RESOLUTION) clo
else if (ctcCount >= RESOLUTION) ret
ICR1 = ctcTimerCount = ctcCount;
TCCR1B &= ~(_BV(CS10) | _BV(CS11) | _BV(CS
TCCR1B |= clockSelectBits;
return((unsigned int)ctcTimerCount);
/ Device Attach : device intialize and Time
/
nsigned int SecTimerOne::attachInterrupt(vo
unsigned int ctcTimerCount;
ctcTimerCount = 0; // no operation
if(seconds > 0)
{
if ((ctcTimerCount = Timer1.initialize(s
Timer1.isrCallback = isr; //
TIMSK1 = _BV(ICIE1); //
sei(); //
start();
}
}
return( ctcTimerCount );
/ Device Dettach : device intialize and Tim
/
oid SecTimerOne::detachInterrupt()
TIMSK1 &= ~_BV(ICIE1); //
/ Start Interrupt
/
oid SecTimerOne::start()
TCCR1B |= clockSelectBits;
/ Stop Inerrupt
/
oid SecTimerOne::stop()
TCCR1B &= ~(_BV(CS10) | _BV(CS11) | _BV(CS
/ reset CTC counter
/
oid SecTimerOne::restart()
TCNT1 = 0;
/
/
*
nsigned long SecTimerOne::read() //re
//rember
unsigned int tmp=TCNT1;
char scale=0;
switch (clockSelectBits)
{
case 1:// no prescalse
scale=0;
break;
case 2:// x8 prescale
scale=3;
break;
case 3:// x64
scale=6;
break;
case 4:// x256
scale=8;
break;
case 5:// x1024
scale=10;
break;
}
while (TCNT1==tmp) //if the timer has no
{
//do nothing -- max delay here is ~1
}
tmp = ( (TCNT1>tmp) ? (tmp) : (ICR1-TCN
return ((tmp*1000L)/(F_CPU /1000L))<<sca
/
#endif
＜外部割り込み処理と割り込み操作 ＞
Ａｒｄｕｉｎｏシステムで使用することのできる割り込みは、特定なピンに対する外部信号要因による”外部割り込み処理”です。例えば、Ａｒｄｕｉｎｏ ＵＮＯでは表 で示す通りピン番号２，３がそれに該当し、そのほかのピンでは割り込み処理を実行できません。
この外部割り込み処理というのは、特定なピンに接続された外部からの信号状態により、その信号の変化に対する条件に合致した場合にのみ割り込みが発生し、予め AttachInterrupt(）関数で指定した割り込み処理関数を実行させようとするものです。
このような処理は、ｌｏｏｐ（）関数内で実行している主（メイン）処理の状態に関係なく、特定なピンの信号状態が所定の条件が満たされた時に発生する例外的な処理で、主処理に割り込んで実行されるのでこれを”割り込み処理 interrupt”と呼ばれています。
割り込み処理を使わないで不定期に発生する信号変化に対する処理を行なおうとすると、ｌｏｏｐ（）関数内などで定期的に信号の変化を検出するようにしなくてはなりません。例えば特定なデジタルピンやレジスタなどの状態を定期的に検査することを”ポーリング”とよんでいますが、このような不定期の信号に対するポーリング処理は大方何もしなくてすむものなので、信号変化を定期的に行なうこと自体が非常に大きな無駄を生むのです。このような無駄は、主処理の処理能力を阻害し、一般に”処理が遅い”だの”計算に時間がかかる”だのとかいったＭＣＵの能力に無関係な不具合の事態が発生します。
組み込みプログラムを作成したことのないエンジニアやアプリケーションを作成したことしかないプログラマは、一般的にこのようなことが理解できていないことが原因で自らの作成したプログラムの処理がひじ用に遅いと嘆いて、その原因をプロセッサ能力の無さの所為にすることが多いものです。でも実際は、設計者自身の設計能力が足りないことに気づいていません。
0コメント