Arduino

stillalive

./SPI通信_S25FL_1

./SPI通信_S25FL_1 by Spresense

./3.3V_5Vdetector

./Positioning1 GPS by Spresense

Arduino開発; &aname(d42a984e,super,full){†

2.Arduino開発環境 †

■IDEツールのダウンロード

下記サイトより、ダウンロードする。2016/9/20現在
・''Arduino"
Arduino usa
からDownloadのタブにて、下記サイトからOSにあったInstallerを選択。
・''Arduino download site"

切り替わったSiteから"Just Download"をクリックすると、ダウンロードが始まります。
ファイル名：arduino-1.6.11-windows.exe

これを実行し、基本的は"Yes"を選択していってください。
再度のウィンドウで、"Close"をクリックするとインストールは完了です。

さて次にハードをUSBケーブルで接続してみましょう。
うまくいくと、PCで認識し、デバイスマネージャーでみることができます。

このときCOM5でに認識しているのがわかります。
それでは、Arduinoを起動します。Programfilesの中にある、"Arduino"をクリックしますと下記ウィンドウが表示されます。

ここで、"ツール"→シリアルポートCOMnと辿り、先ほどに錦しているポートを選択してください。
また同じく”ツール”→ボード***から正しいボードを選択します。
ここではArduino/Genuino Unoを選択します。（下記絵図）

セットアップはこれで完了です。

2.Arduino開発環境 †

■1.LED blink

今度は実際にマイコンを動かします。
・ハードウェアセットアップ
13pinとGNDに、LEDを取り付けます。(リードを指すだけですが、13ピンがアノード、GNDにカソードです。)
これだけです。
・ソフトウェアセットアップ

下記プログラムを入力します。

 const int LED = 13; //LED connected to digital pin 13  ----- LEDに13を代入　intなので、整数、constは、プログラム中に変更がない定数を意味する。
 void setup()　　----  この｛｝内をブロックという、setup()は必ず１回だけ実行される。
 {
 pinMode(LED,OUTPUT);  //sets the digital      ----ピンモード関数でピン状態を設定する。13pin(LEDと名前がついた)をデジタル出力と設定する。
 　                      //pin as output
　}
　void loop()　　　----この{}内をブロックという。loop()は繰り返し実行される。
　{
 　digitalWrite(LED,HIGH); //turns the LED on　　　---digitalWrite関数は、２つの引数。最初の引数LEDはピン指定。次の引数HIGHは状態を指定。このときはHIgh
 　delay(1000);           //waits for a second            ---delay関数はもじ通り遅延時間を与える。引数はmsec。
 　digitalWrite(LED,LOW); //turns the LED off　　　---digitalWrite関数。今度はLowとする。
 　delay(1000);           //waits for a second　　　　　 ---既出
  ｝

■2.LED SW

今度はSWを入力として、動作を変化させるプログラムです。
・ハードウェアセットアップ
13pinとGNDに、LEDを取り付けます。(リードを指すだけですが、13ピンがアノード、GNDにカソードです。)
7pin ---プルダウン抵抗1kをGNDへ接続
7ipn ---SW片側を接続、SWの逆側端子---5Vへ接続

下記写真の通りです。実体と回路構成を示します。

・ソフトウェアセットアップ

//Example 02 : SW入力によるLED点灯

const int LED = 13; //LED connected to 13pin
const int BUTTON =7; //push botton to 7

int val = 0 ; //入力ピンの状態がこの変数に記憶

void setup(){
  pinMode(LED,OUTPUT);  //sets LET to OUTPUT
  pinMode(BUTTON,INPUT); //buttonは入力に設定                 
  }

void loop(){
 val = digitalRead(BUTTON); //入力を読み取り、valに格納

 if(val == HIGH){
 digitalWrite(LED,HIGH); //turns the LED on
 }else{
 digitalWrite(LED,LOW); //turns the LED off
 }
}

押した状態を保持する場合は下記のようにします。
ハードウェアは 同じです。
入力値（新値）をval ,旧値はold_val です。~この２つに差異があり、新値が1の場合は点灯statusを1として点灯します。　新値が0の場合は消灯です。

//Example 02-2 : SW入力によるLED点灯(押した状態保持)

const int LED = 13; //LED connected to 13pin
const int BUTTON =7; //push botton to 7

int val = 0 ; //入力ピンの状態がこの変数に記憶
int old_val = 0 ; //valの前回値
int state = 0 ; //LEDを点灯させる直接の変数　1ならオン、0ならオフ

void setup(){
  pinMode(LED,OUTPUT);  //sets LET to OUTPUT
  pinMode(BUTTON,INPUT); //buttonは入力に設定                 
  }

void loop(){
 val = digitalRead(BUTTON); //入力を読み取り、valに格納

 if((val == HIGH)&&(old_val == LOW)){     //valがHIGH且つold_valがLOWのとき、&&は論理AND
 state = 1- state;
 delay(100);
 }
 old_val = val ; //
 if(state == 1){
   digitalWrite(LED,HIGH); //turns the LED on
 }else{
 digitalWrite(LED,LOW); //turns the LED off
 }
}

■4.RTC　I2C

次にRTCをI2CのI/Fにて制御する方法を実験します。

・ハードウェアセットアップ
RTCモジュールをArduinoの外付けとします。
ここではDS1307のモジュールを使用しますが、接続が合えば単品でも構いません。
ここではサインスマート製Tiny RTC I2C DS1307 AT24C32 24C32 メモリ　リアルタイムクロックモジュール for Arduinoを使用します。

・ソフトウェアセットアップ
(1)まず動作確認用のスケッチを作成します。下記のとおりです。

// Date and time functions using a DS1307 RTC connected via I2C and Wire lib
#include <Wire.h>
const int DS1307_ADDRESS=0x68;int val=0; 
byte sec,minute,hour,day,week,month,year,ctrlb;

void setup(){
 Wire.begin();
 Serial.begin(2400);
   Wire.beginTransmission(DS1307_ADDRESS);
  Wire.write(val);
   Wire.write(val);
    Wire.endTransmission();
}
 
void loop () {
 Wire.beginTransmission(DS1307_ADDRESS);
  Wire.write(val);
 Wire.endTransmission();
 Wire.requestFrom(DS1307_ADDRESS,8);
 sec=Wire.read();
 
 minute=Wire.read();
 hour=Wire.read();
 week=Wire.read();
 day=Wire.read();
 month=Wire.read();
 year=Wire.read();
 ctrlb=Wire.read();

   Serial.print("sec=");
   Serial.println(sec,HEX);
   Serial.print("minute=");
   Serial.println(minute,HEX);
   Serial.print("hour=");
   Serial.println(hour,HEX);
   Serial.print("week=");
   Serial.println(week,HEX);
   Serial.print("day=");
   Serial.println(day,HEX);
   Serial.print("month=");
   Serial.println(month,HEX);
   Serial.print("year=");
   Serial.println(year,HEX);
   Serial.print("ctrlb=");
   Serial.println(ctrlb,HEX);
   delay(2800);
}

検証コンパイル後、Arduinoに書き込みます。その後、IDEの"ツール"メニューから→シリアルモニタをクリックします。 下記画面でシリアル通信にて取得したRTCの内部レジスタの時刻を確認できます。

■4-2.RTC　I2C
次に同じハードウェア構成で、時刻設定をシリアルから行い、それをシリアルで受信するようにプログラムを改変します。

・ソフトウェアセットアップ

// Date and time functions using a DS1307 RTC connected via I2C and Wire lib
#include <Wire.h>
const int DS1307_ADDRESS=0x68;int val=0; 
byte command;

void setup(){
 Serial.begin(2400);
 Wire.begin();
 Serial.flush();
} 
void loop () {
 if(Serial.available()){
 command=Serial.read();
 if(command==0x74){          //"t"=0x74
   setTime();
 }
 Serial.println(command);
 if(command==0x64){         //"d"=0x64
   setDay();
  }
}
printTime(); 
delay(2000);
}

void setTime(){
 byte hour=(Serial.read()<<4);
 hour=hour+(Serial.read() & 0x0F);
 byte minute=(Serial.read()<<4);
 minute=minute+(Serial.read() & 0x0F);
 byte sec=(Serial.read()<<4);
 sec=sec+(Serial.read() & 0x0F);

 Wire.beginTransmission(DS1307_ADDRESS);
 Wire.write(val);
 Wire.write(sec);
 Wire.write(minute);
 Wire.write(hour);
 Wire.endTransmission();
}

void setDay(){
 byte year=(Serial.read() <<4);
 year=year+(Serial.read() & 0x0F);
 byte month=(Serial.read() <<4);
 month=month+(Serial.read() & 0x0F);
 byte day=(Serial.read() <<4);
 day=day+(Serial.read() & 0x0F);
 byte day_of_week=(Serial.read() & 0x07);
 Wire.beginTransmission(DS1307_ADDRESS);
 Wire.write(0x03);
 Wire.write(day_of_week);
 Wire.write(day);
 Wire.write(month);
 Wire.write(year);
 Wire.endTransmission();
 }
void printTime(){
 Wire.beginTransmission(DS1307_ADDRESS);
 Wire.write(val);
 Wire.endTransmission();
 Wire.requestFrom(DS1307_ADDRESS,7);
 byte r_sec=Wire.read();
 byte r_minute=Wire.read();
 byte r_hour=Wire.read();
 byte r_day_of_week=Wire.read();
 byte r_date=Wire.read();
 byte r_month=Wire.read();
 byte r_year=Wire.read();
 Serial.print(r_year,HEX);
 Serial.print("/");
 Serial.print(r_month,HEX);
 Serial.print("/");
 Serial.print(r_date,HEX);
 Serial.print(" ");
 Serial.print(r_hour,HEX);
 Serial.print(":");
 Serial.print(r_minute,HEX);
 Serial.print(":");
 Serial.print(r_sec,HEX);
 Serial.print(" smtwtfs= ");
 Serial.println(r_day_of_week,HEX);
 
}
 

■5.SD SPI

SDカードアクセスの仕方を学びます。基本的にはSPIモードでのアクセスです。

・ハードウェアセットアップ 写真省略。
回路図は下記の通りです。

#include <SD.h>

// CS信号は今回4とします。
const int chipSelect = 4;
void setup()
{
 // シリアルポート初期化
 Serial.begin(9600);
 }
 Serial.print(F("Initializing SD card..."));
 // SSピン（Unoは10番、Megaは53番）は使わない場合でも出力にする必要があります。
 // そうしないと、SPIがスレーブモードに移行し、SDライブラリが動作しなくなります。
 pinMode(SS, OUTPUT);

 // SDライブラリを初期化
 if (!SD.begin(chipSelect)) {
   Serial.println(F("Card failed, or not present"));
   // 失敗、何もしない
   while(1);
 }
 Serial.println(F("ok."));

 // 日付と時刻を返す関数を登録
 SdFile::dateTimeCallback( &dateTime );
}

void loop()
{
 // ファイルを開く
 File dataFile = SD.open("datalog.txt", FILE_WRITE);

 // もしファイルが開けたら値を書き込む
 if (dataFile) {
   int value = analogRead(0);
   dataFile.println(value);
   dataFile.close();
   // シリアルポートにも出力
   Serial.println(value);
 }
 // ファイルが開けなかったらエラーを出力
 else {
   Serial.println(F("error opening datalog.txt"));
 } 

 // 一秒待つ
 delay(1000);
}

void dateTime(uint16_t* date, uint16_t* time)
{
 uint16_t year = 2013;
 uint8_t month = 2, day = 3, hour = 9, minute = 0, second = 0;

 // GPSやRTCから日付と時間を取得
 // FAT_DATEマクロでフィールドを埋めて日付を返す
 *date = FAT_DATE(year, month, day);

 // FAT_TIMEマクロでフィールドを埋めて時間を返す
 *time = FAT_TIME(hour, minute, second);
}

■6.RTC_SD

ある入力ポートのデジタル値が変化したときの、RTCの値をSDカードに記録するデバイスを作成します。
前述の4-2RTCと5SD_SPIの結合で実現します。

・ハードウェアセットアップ 下記の通りです。digital7ピンは便宜上SWを接続し、Highレベルの検知を行います。ここが観測対象のデバイスからのトリガ入力となります。
あとはRTC,SDの結合です。

・ソフトウェアセットアップ

#include <SD.h>       //SDのライブラリ使用
#include <Wire.h>     //Wire（I2C)のライブラリ使用
const int DS1307_ADDRESS=0x68;int val=0; //I2Cのアドレス選択
const int BUTTON =7; //push botton to 7 デジタル入力トリガ用
byte command; //command 定義 シリアルにて時刻設定コマンド
int valb = 0 ; //入力ピンの状態がこの変数に記憶
int valb_old = 0 ;//入力前回値
int status = 1 ;//ステータス

// SUNFOUNDER製のCSも4ピンに設定します。
const int chipSelect = 4;

void setup()
{
  pinMode(BUTTON,INPUT); //buttonは入力に設定
 // シリアルポート初期化
  Serial.begin(9600);
 //I2C初期化
  Wire.begin();
  Serial.flush();
 }

Serial.print(F("Initializing SD card..."));
 // SSピン（Unoは10番、Megaは53番）は使わない場合でも出力にする必要があります。
 // そうしないと、SPIがスレーブモードに移行し、SDライブラリが動作しなくなります。
 pinMode(SS, OUTPUT);

 // SDライブラリを初期化
 if (!SD.begin(chipSelect)) {
   Serial.println(F("Card failed, or not present"));
   // 失敗、何もしない
  while(1);
}
 Serial.println(F("ok."));
}

void loop()
{
 valb = digitalRead(BUTTON); //入力を読み取り、valbに格納

 // ファイルを開く
 if((valb == HIGH)&&(valb_old == LOW))  
 {File dataFile = SD.open("datalog.txt", FILE_WRITE);
  status = 1 ;
 //statusが1だったらファイル書き込みを行う。
 if(status == 1);
 Wire.beginTransmission(DS1307_ADDRESS);
 Wire.write(val);
 Wire.endTransmission();
 Wire.requestFrom(DS1307_ADDRESS,7);
 byte r_sec=Wire.read();
 byte r_minute=Wire.read();
 byte r_hour=Wire.read();
 byte r_day_of_week=Wire.read();
 byte r_date=Wire.read();
 byte r_month=Wire.read();
 byte r_year=Wire.read();
 dataFile.print(r_year,HEX);
 dataFile.print("/");
 dataFile.print(r_month,HEX);
 dataFile.print("/");
 dataFile.print(r_date,HEX);
 dataFile.print(" ");
 dataFile.print(r_hour,HEX);
 dataFile.print(":");
 dataFile.print(r_minute,HEX);
 dataFile.print(":");
 dataFile.print(r_sec,HEX);
 dataFile.print(" smtwtfs= ");
 dataFile.println(r_day_of_week,HEX);
 dataFile.close();
   //     シリアルポートにも出力
printTime();　　//関数呼び出し。自作関数 loop()の後ろに記述
 }
  // ファイルが開けなかったらエラーを出力なのだが、とりあえずログがうるさくなるのでコメントアウト
 else {
 //   Serial.println(F("error opening datalog.txt"));
 } 
delay(100);// 0.1秒のラッチ時間
  status = 0 ;  //結局0にする。　Arduino内部では100msecのHIGH入力としたいため。
 // 0.1秒待つ。ﾁｬﾀ防止
 delay(100);

//時刻設定
if(Serial.available()){
 command=Serial.read();
 if(command==0x74){       //"t"=0x74
   setTime();
 }
 Serial.println(command);
 if(command==0x64){         //"d"=0x64
   setDay();
 printTime();
 delay(2000);
   }
  }
}

//setTime,setDay,printTimeの関数記述。
void setTime(){  
byte hour=(Serial.read()<<4);
 hour=hour+(Serial.read() & 0x0F);
 byte minute=(Serial.read()<<4);
 minute=minute+(Serial.read() & 0x0F);
 byte sec=(Serial.read()<<4);
 sec=sec+(Serial.read() & 0x0F);
 Wire.beginTransmission(DS1307_ADDRESS);
 Wire.write(val);
 Wire.write(sec);
 Wire.write(minute);
 Wire.write(hour);
 Wire.endTransmission();
}

void setDay(){
 byte year=(Serial.read() <<4);
 year=year+(Serial.read() & 0x0F);
 byte month=(Serial.read() <<4);
 month=month+(Serial.read() & 0x0F);
 byte day=(Serial.read() <<4);
 day=day+(Serial.read() & 0x0F);
 byte day_of_week=(Serial.read() & 0x07);
 Wire.beginTransmission(DS1307_ADDRESS);
 Wire.write(0x03);
 Wire.write(day_of_week);
 Wire.write(day);
 Wire.write(month);
 Wire.write(year);
 Wire.endTransmission();
 }
 
void printTime(){
 Wire.beginTransmission(DS1307_ADDRESS);
 Wire.write(val);
 Wire.endTransmission();
 Wire.requestFrom(DS1307_ADDRESS,7);
 byte r_sec=Wire.read();
 byte r_minute=Wire.read();
 byte r_hour=Wire.read();
 byte r_day_of_week=Wire.read();
 byte r_date=Wire.read();
 byte r_month=Wire.read();
 byte r_year=Wire.read();
 Serial.print(r_year,HEX);
 Serial.print("/");
 Serial.print(r_month,HEX);
 Serial.print("/");
 Serial.print(r_date,HEX);
 Serial.print(" ");
 Serial.print(r_hour,HEX);
 Serial.print(":");
 Serial.print(r_minute,HEX);
 Serial.print(":");
 Serial.print(r_sec,HEX);
 Serial.print(" smtwtfs= ");
 Serial.println(r_day_of_week,HEX); 
}

■7.RTC_SD_NANO

ある入力ポートのデジタル値が変化したときの、RTCの値をSDカードに記録するデバイスを作成します。
6.RTC_SDをArduinoNano?用に修正します。
とはいってもポートは全て一緒ですので、同じピン名のコネクタにつなげ帰るだけでOKです。

・ハードウェアセットアップ 下記の通りです。digital7ピンは便宜上SWを接続し、Highレベルの検知を行います。ここが観測対象のデバイスからのトリガ入力となります。

回路図は、6,rtc_sdと同じです。

・ソフトウェアセットアップ

#include <SD.h> //SDのライブラリ使用
#include <Wire.h> //Wire（I2C)のライブラリ使用
const int DS1307_ADDRESS=0x68;int val=0; //I2Cのアドレス選択
const int BUTTON =7; //push botton to 7
byte command; //command 定義
int valb = 0 ; //入力ピンの状態がこの変数に記憶
int valb_old = 0 ;//入力前回値
int status = 1 ;//ステータス

// イーサーネットシールドは 4  サウンドワンダー製のCSもこれで可能
const int chipSelect = 4;

void setup()
{
  pinMode(BUTTON,INPUT); //buttonは入力に設定
 // シリアルポート初期化
 Serial.begin(9600);
 //I2C初期化
  Wire.begin();
  Serial.flush();
    while (!Serial) {
  ; // USBケーブルが接続されるのを待つ。この待ちループは Leonardo のみ必要。
 }

Serial.print(F("Initializing SD card..."));
 // SSピン（Unoは10番、Megaは53番）は使わない場合でも出力にする必要があります。
 // そうしないと、SPIがスレーブモードに移行し、SDライブラリが動作しなくなります。
 pinMode(SS, OUTPUT);

 // SDライブラリを初期化
 if (!SD.begin(chipSelect)) {
   Serial.println(F("Card failed, or not present"));
   // 失敗、何もしない
  while(1);
}
 Serial.println(F("ok."));
}

void loop()
{
 valb = digitalRead(BUTTON); //入力を読み取り、valbに格納

 // ファイルを開く
 if((valb == HIGH)&&(valb_old == LOW))  
 {File dataFile = SD.open("datalog.txt", FILE_WRITE);
  status = 1 ;
//   もしファイルが開けたら値を書き込む
 if(status == 1);
   Wire.beginTransmission(DS1307_ADDRESS);
 Wire.write(val);
 Wire.endTransmission();
 Wire.requestFrom(DS1307_ADDRESS,7);
 byte r_sec=Wire.read();
 byte r_minute=Wire.read();
 byte r_hour=Wire.read();
 byte r_day_of_week=Wire.read();
 byte r_date=Wire.read();
 byte r_month=Wire.read();
 byte r_year=Wire.read();
    dataFile.print(r_year,HEX);
  dataFile.print("/");
 dataFile.print(r_month,HEX);
  dataFile.print("/");
  dataFile.print(r_date,HEX);
 dataFile.print(" ");
 dataFile.print(r_hour,HEX);
 dataFile.print(":");
  dataFile.print(r_minute,HEX);
  dataFile.print(":");
  dataFile.print(r_sec,HEX);
  dataFile.print(" smtwtfs= ");
  dataFile.println(r_day_of_week,HEX);
   dataFile.close();
   //     シリアルポートにも出力
printTime();
 }
 // ファイルが開けなかったらエラーを出力
 else {
//   Serial.println(F("error opening datalog.txt"));
 } 
delay(200);
  status = 0 ;
 // 0.01秒待つ
 delay(20);
 
if(Serial.available()){
 command=Serial.read();
 if(command==0x74){       //"t"=0x74
   setTime();
 }
 Serial.println(command);
 if(command==0x64){         //"d"=0x64
   setDay();
 printTime();
 delay(100);
  }
 }
}

void setTime(){  
byte hour=(Serial.read()<<4);
 hour=hour+(Serial.read() & 0x0F);
 byte minute=(Serial.read()<<4);
 minute=minute+(Serial.read() & 0x0F);
 byte sec=(Serial.read()<<4);
 sec=sec+(Serial.read() & 0x0F);
 Wire.beginTransmission(DS1307_ADDRESS);
 Wire.write(val);
 Wire.write(sec);
 Wire.write(minute);
 Wire.write(hour);
 Wire.endTransmission();
}

void setDay(){
 byte year=(Serial.read() <<4);
 year=year+(Serial.read() & 0x0F);
 byte month=(Serial.read() <<4);
 month=month+(Serial.read() & 0x0F);
 byte day=(Serial.read() <<4);
 day=day+(Serial.read() & 0x0F);
 byte day_of_week=(Serial.read() & 0x07);
 Wire.beginTransmission(DS1307_ADDRESS);
 Wire.write(0x03);
 Wire.write(day_of_week);
 Wire.write(day);
 Wire.write(month);
 Wire.write(year);
 Wire.endTransmission();
 }
 
void printTime(){
 Wire.beginTransmission(DS1307_ADDRESS);
 Wire.write(val);
 Wire.endTransmission();
 Wire.requestFrom(DS1307_ADDRESS,7);
 byte r_sec=Wire.read();
 byte r_minute=Wire.read();
 byte r_hour=Wire.read();
 byte r_day_of_week=Wire.read();
 byte r_date=Wire.read();
 byte r_month=Wire.read();
 byte r_year=Wire.read();
 Serial.print(r_year,HEX);
 Serial.print("/");
 Serial.print(r_month,HEX);
 Serial.print("/");
 Serial.print(r_date,HEX);
 Serial.print(" ");
 Serial.print(r_hour,HEX);
 Serial.print(":");
 Serial.print(r_minute,HEX);
 Serial.print(":");
 Serial.print(r_sec,HEX);
 Serial.print(" smtwtfs= ");
 Serial.println(r_day_of_week,HEX);
 
}