アストロボーイへの道        astro1

1. ワンチップマイコン

 トラ技などの雑誌の記事を見ると、PICマイコンの例が多い。日本の雑誌ではPICマイコンの使用例が多いが、世界的にはAVRマイコンを組み込んだ Arduinoが多いようだ。シールドと呼ばれる拡張ボードも多種類が存在し、中国産の格安品も多い。ネット上には、英文だが、Arduinoを使用した 実用例が多数存在する。以上から、ワンチップマイコンにはArduinoを選んだ。

 Arduinoの中でも、使用例が多く、比較的入手が容易なArduino Unoを使用する。
 
      Arudino Uno Rev3  秋月電子 2,940円

   ArduinoUnoRev3  
                        Arduino Uno 外観図            Arduino Uno ピン配置図



                           Arduino Uno 回路図

 電源としては以下の3Wayを用意する。3Way同時に接続しても、ボードの誤動作または電源損傷を招かない仕掛けが一応用意されているが、USB電源 への他電源からの流入防止は、外部電源または電池の電圧が6.6V以上で働くようになっている。安全サイドで考えれば、3WAyの何かのみを働かせること が望ましい。

  ・USBケーブル接続時にX2-1から直接+5V供給
  ・外部電源アダプタケーブル接続時に、U1のレギュレータを通して+5V供給。レギュレータ U1 はNCP1117ST50T3G(5V, 2.2A MAX, 最大入力電圧20V)
  ・POWERコネクタのVinピンに電池006P(+9V)接続時に、U1のレギュレータを通して+5V供給

 +3.3Vは+5VをU2のレギュレータを通して作成しているが、このボードの中では使用せずに、POWERコネクタの+3V3ピンに出力しているだけである。レギュレータ U2 はLP2985-33DBVR(3.3V, 150mA MAX)。

 USBからの+5VラインにはF1のヒューズ(500mA)が入っており、負荷電流過多でPC損傷を招かない仕掛け。

 ZU1のATMEGA328P-PUがボードの中心機能を実行する8bit RISCアーキテクチャーのワンチップマイコン。フラッシュメモリ32KB、10bit ADC入力 6本、デジタル入出力14本(内、PWM出力可能 6本、UART 1組、I2C 1組)。PCからZU1へのプログラムのダウンロードはUSBコネクタ経由U3から、UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter:調歩同期方式)回路で行われる。

 U3のATMEGA16U2-MUはUSB-シリアル変換用の8bitマイクロコントローラ。16KBのISP(In-System Programming)可能なフラッシュメモリを内臓する。ファームウエアはArduino社で書き込み済み。USB用のドライバはArduinoの IDE(Integrated Development Enviroment:統合開発環境)の中に含まれる。

   Arduino IDEのダウンロード先   Arduino IDEインストール記事   Arduino IDEの設定と使い方の記事   Arduino言語 日本語リファレンス

 Arudino IDEには、Arudinoに組み込んで動作させるサンプルのプログラム(スケッチと呼ぶ)、「スケッチの例」が幾つか含まれている。その中に Blink.inoというファイル名の簡単なスケッチがあるので、それを一部改造して、Blink500ms.inoを作ったので、その内容を次に示す。 Arduino Unoのデジタル13ピン(回路図では、IOH 10x1F の6ピン、信号名 SCK)からバッファー1段経由で黄色LEDが接続されている。このスケッチでは、点滅時間を10msから500msまで徐々に変化させ、それを繰り返し ている。



                     Blik500ms.inoのスケッチ

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