Ｈ８Ｔｉｎｙコンソールボードを動かしてみよう
Ｒｅｖ１．０
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Ｈ８Ｔｉｎｙコンソールボードを動かしてみよう
はじめに
このテキストは、弊社製コンソールボード“ＮＢ３０４”を使ってプログラムを勉強することを目的として作られ
ています。
これからハードウェア制御のプログラムを作ってみたい、またはＣＰＵに触れてみたいといった初心者の
方々を対象とし、トランジスタ技術誌などで取り上げられているルネサステクノロジ製の“Ｈ８Ｔｉｎｙ”と呼ばれ
ている、ごく一般的なＣＰＵを使用します。
テキストの内容についても、ＬＥＤランプを点灯させる、ブザーを鳴らす、スイッチを読み込む、ＬＣＤに表
示するなどの、入出力機能やタイマ機能といったＣＰＵにとって最も基本で重要な部分に絞り込み、これら
をコンソールボードでどのように実現するかについて、わかりやすく説明しています。
通常、新しいことを始める前には分厚い専門書やそれに関わる多くの資料を読み、わかりにくい部分はイ
ンターネットで検索したり、誰かに聞いてみたりしないとなかなか上手くいきません。
新しいことを始めるためには当たり前のことなのですが、初心者にはこれが大きな壁となってしまい、挫折
してしまうのです。
そこで、このテキストは、“とりあえず動かしてみる”を念頭に置き構成されています。
プログラムの作成から、それをＣＰＵに書き込み、動かすまでの大まかな流れを非常に簡単に説明してあ
りますので、テキスト通りに実行すればＣＰＵは確実に動作します。
本テキストを活用することで、“自分がＣＰＵを動かせる”ことのすばらしさに感動するに違いありません。
また、本テキストがＣＰＵへの興味を持つきっかけになると確信しています。
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目次
はじめに ........................................................................................................................................... ii
目次 ................................................................................................................................................ iii
第１章
とりあえず動かす..................................................................................................................1
１−１ 早速、コンソールボードを組み立てます .................................................................................1
１−２ それでは電源を入れて動かしてみましょう ..............................................................................2
１−３ 今度は、別のプログラムを書き込んでみましょう.......................................................................3
１−４ 書き込んだプログラムの動作を確認してみましょう ...................................................................5
第２章
ＬＥＤランプを光らせる ..........................................................................................................6
２−１ まずはＬＥＤランプを光らせてみましょう ..................................................................................6
２−２ ＣＰＵポートの仕組み ............................................................................................................7
２−３ それでは、早速プログラムを書いてみましょう ..........................................................................8
２−４ 開発ツールを使ってＨＥＸファイルを作成してみましょう ......................................................... 11
２−５ 次はＬＥＤランプを１つずつ、ずらしながら点灯させてみましょう ..............................................16
第３章
スイッチの読み込み............................................................................................................24
３−１ ポートを使ってスイッチの状態を読み込んでみましょう...........................................................24
３−２ スイッチの読み込みをプログラムしてみましょう......................................................................25
３−３ スイッチの状態をＬＥＤランプに反映させてみましょう .............................................................25
３−４ チャタリング処理.................................................................................................................29
第４章
ブザーを鳴らす..................................................................................................................34
４−１ タイマ機能を使ってブザーを鳴らしてみましょう.....................................................................34
４−２ タイマ部分のプログラムを考えてみましょう............................................................................35
４−３ スイッチを押すとブザーが鳴るようにする ..............................................................................36
第５章
ＬＣＤに文字を表示する ......................................................................................................40
５−１ ＬＣＤへのアクセスタイミング ................................................................................................40
５−２ アクセス波形をプログラムで書いてみましょう ........................................................................41
５−３ ＬＣＤのイニシャライズ .........................................................................................................42
５−４ ＬＣＤに文字を表示させる....................................................................................................43
第６章
まとめ ................................................................................................................................49
６−１ コンソールボードの全機能をまとめて動かす.........................................................................49
６−２ キーマトリックスを読み取る ..................................................................................................50
６−３ チャタリング対策に割り込みを使う........................................................................................52
６−４ 割り込み内の処理 ..............................................................................................................53
６−５ 割り込みの初期設定...........................................................................................................55
６−６ スイッチ入力判定処理 ........................................................................................................60
付録１ ダウンロードアダプタ関連........................................................................................................a
参考文献 ...........................................................................................................................................b
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第１章
とりあえず動かす
１−１ 早速、コンソールボードを組み立てます
ＬＣＤの接続部分とＤＣジャックを半田付けします。
ＬＣＤを接続し、ネジとスペーサで固定します。
基板固定用のスペーサを付けて完成です。（写真４）
写真１ 同梱品一式
写真２ 半田付け部品１
コンソールボードにはこの他にユーザーズマニュ
ＬＣＤコネクタ、ＤＣジャックそれからプログラムダウ
アルが同梱されています。
ンロード用にピンヘッダを半田付けしします。
写真３ 半田付け部品２
写真４ 組み立て完了
コネクタＨＤ２用のピンヘッダも半田付けする。
基板に固定用のスペーサをつけて完成です。
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１−２ それでは電源を入れて動かしてみましょう
ＤＣジャックにＡＣアダプタ（５Ｖ）を差し込みます。
ＬＣＤにＳｕｎｔｅｃｈと表示されました。（写真５）
スイッチを押すとＬＥＤランプが光り、ブザーが鳴ります。また、スイッチに応じた番号がＬＣＤに表示さ
れます。（写真７）
写真５ 電源を入れる
写真６ ＬＣＤコントラストボリューム
半田付けしたＤＣジャックに※ダウンロードアダプ
ＬＣＤのコントラスト調整用ボリュームです。
タＣセットにあるＡＣアダプタを差し込むとＬＣＤに
もし、ＬＣＤに何も表示されない場合は、ボードの
Ｓｕｎｔｅｃｈの文字が表示されます。
裏に付いているボリュームをドライバなどでどちら
もしご自分でＡＣアダプタを入手される場合は５
かに回して下さい。
Ｖ・１Ａ以上の容量でプラグの直径が５．５ｍｍ（セ
ンタ＋）の物をご用意ください。
写真７ スイッチを押してみる
スイッチを押すとＬＥＤランプが光り、ブザーが鳴り
ます。また、スイッチに応じた番号がＬＣＤに表示
されます。
※ 付録１ ダウンロードアダプタ関連をご覧下さい
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１−３ 今度は、別のプログラムを書き込んでみましょう
添付ＣＤ １章フォルダ内のファイル WELCOME.ｍｏｔを書き込みます。
書き込みツールは、※ダウンロードアダプタを使います。
また書き込みソフトは※H8WriteProg を使います。
まず、コンソールボードとダウンロードアダプタを接続します。（写真８）
さきにダウンロードアダプタのフラットケーブルをＨＤ２に接続し、次にＡＣアダプタをＤＣジャックに挿し
て下さい。（必ずこの順番で行って下さい）
続いてＨ８ＷｒｉｔｅＰｒｏｇを操作方法に従って実行すると書き込み終了です。（以下操作方法）
※ ダウンロードアダプタ及び H8WriteProg については、付録１のダウンロードアダプタ関連をご覧下さい。
コンソールボードもダウンロードアダプタ
も裏面で接続出来る様にピンヘッダを裏
面に半田付けして下さい。
写真８
ダウンロードアダプタのフラットケーブルのコネクタ
で、２列のうち１ピン側（１ピンマーク有り）の列に HD2
のピンヘッダを挿入して下さい。
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Ｈ８ＷｒｉｔｅＰｒｏｇ操作方法
① Ｈ８ＷｒｉｔｅＰｒｏｇのアイコンをクリックしソフトウェアを起動します。起動すると図 1 のような画面が表示
されます。
② ターゲットは、デバイスのプルダウンリストより、ＣＰＵボードに実装されているＣＰＵ型名を選択して
下さい。（今回はＨ８／３６７２です。）
周波数は、１６と入力して下さい。
③ 信は、ダウンロードアダプタを接続したシリアルポートを選択してください。
ボーレートはＨ８Ｔｉｎｙ ＣＰＵボードの場合、９６００を選択してください。
④ 最後に、送信（書き込む）ファイルを指定してください。今回は、WELCOME.mot です。
ＣＰＵ型名を選択してくだ
さい。
数値を１０進数で直接入力し
てください。
書き込みファイルを指
定してください。
図１．設定画面
⑤ 送信ボタンをクリックしてください。
⑥ 送信が正しく行われると、図２のような画面が表示され、送信完了です。
図２．送信完了の画面
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１−４ 書き込んだプログラムの動作を確認してみましょう
ダウンロードアダプタとＡＣアダプタを抜いてＡＣアダプタを再接続します。
すると、ＬＣＤの表示がＳｕｎｔｅｃｈからＷeｌcｏｍｅに変わりました。（写真９）
確かにプログラムが書き換えられたことがわかります。
プログラムがどういう仕組みになっているのか、またどのように開発したらよいかについて、次章で勉強
していきましょう。
写真９
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第２章
ＬＥＤランプを光らせる
２−１ まずはＬＥＤランプを光らせてみましょう
コンソールボードには４つのＬＥＤランプが付いており、ＣＰＵとの接続は下図のようになっています。
ということは、ＣＰＵのポートがハイレベルつまり５Ｖを出力すればＬＥＤランプは光ります。
ＣＰＵのポートＰ８のＬＥＤランプが接続している端子に１を書き込むことで５Ｖを出力します。
逆に０を書き込むことでＬＥＤランプは消灯します。
※回路図のＰ８０∼Ｐ８３は、ポートＰ８のビット０∼３を意味します。
回路図１
Ｐ８０
ＬＥＤ１
Ｐ８１
ＬＥＤ２
ＣＰＵ
Ｐ８２
ＬＥＤ３
ＬＥＤ４
Ｐ８３
ＧＮＤ
※ ＣＰＵのポートから出力できる電流には制限があり、最大値を超えた場合にはＣＰＵそのものを壊してし
まう可能性があります。
出力可能な電流値を超えないようにハードウェアを設計する必要があります。
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２−２ ＣＰＵポートの仕組み
まずは、ポートというものについて説明します。
一般に、“ワンチップＣＰＵ”と呼ばれるＣＰＵには“ポート“と呼ばれる入出力可能な端子が有ります。
出力用のポートは、その先につながっている端子に信号を与え、入力用のポートはハードウェアからの
信号を読み込みます。
それらの信号を絡み合わせることで、外部のハードウェアを制御します。
つまり、ワンチップＣＰＵの場合、ポートの入出力ができれば何でも（ハードウェアが許す範囲で）できる
ことになります。
それでは、コンソールボードを例にとって説明します。
ポートＰ８のＬＥＤが接続されている端子に１を書き込むには、まずポートＰ８のアドレスを調べます。
Ｈ８／３６７２シリーズハードウェアマニュアル（以後ハードウェアマニュアル）より、アドレスは FFDB（１６
進数）です。
このアドレスの下位４ビット（ビット０∼３）に１を書けば良いことがわかります。
その前に、ポートＰ８が出力に設定されていなければポートデータレジスタに１がセットされても端子に
５Ｖは出力されません。
ポートのアドレスを調べた要領で、ポート８の方向（入力／出力）を決めるＰ８ポートコントロールレジス
タのアドレスを調べます。
ハードウェアマニュアルより FFEB（１６進数）がアドレスと判ります。
このレジスタのビットを１にすることでそれに応じた端子が出力になります。
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２−３ それでは、早速プログラムを書いてみましょう
Ｈ８ＴｉｎｙＣＰＵのポートのレジスタにアクセスする方法は、ポインタを使って直接そのアドレスにアクセス
する方法と、構造体／共用体を使う方法があります。
（構造体／共用体を使う場合でも実体を取るときにアドレスを定義しておく必要があります）
ここでは、ポインタを使う方法を説明していきます。
リスト１ ポインタを使ったポートデータレジスタへのアクセス
*(char *)0xffdb = 0x0f;
先頭の‘＊’は、ポインタの指し示すアドレスの中身を意味します。
続く“（ｃｈａｒ ＊）”で、これに続く数値を“８ビット単位でアクセスされるアドレス”という型に変換していま
す。
このように型を変換することを“キャスト”と言います。
次の数値“０ｘｆｆｄｂ”は、ハードウェアマニュアルで調べたポートＰ８ ポートデータレジスタのアドレスで
す。
つまり、ここまでで、ポートＰ８ ポートデータレジスタのアドレスの中身を意味します。
‘＝’から後ろは代入を意味しますので、ポートデータレジスタに“０ｘ０ｆ”を書き込むことができます。
Ｐ８の下位４ビット全てに１、上位４ビットには０を書き込むことができました。（リスト１）
∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼
ポイント！！
ここでは
＊（ｃｈａｒ ＊）アドレス = 書きこむデータ；
と書けば「指定のアドレスにデータが書きこめる」と丸暗記しても良いのですが、
ポインタ・キャストは C 言語を使う上で絶対避けてとおることができない重要なものです。
きちんと習得しておきましょう
∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼
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ＣＰＵの起動時には、ポートの状態が不定になっているものがあります。
そういった場合には、意図しないデータの出力を防ぐためにポートを一旦入力方向にし、出力させた
いデータを書き込んだ後でポートを出力方向に設定します。
Ｈ８Ｔｉｎｙでは、ポートは初期状態が入力になっていますので心配ありませんが、そういった場合を想
定してプログラムを変更してみます。
※
一部のＬＳＩではこの方法が使えない場合があります。
１． 意図しないデータの出力を防ぐために、Ｐ８を一旦入力方向にします。（リスト２の１行目）
２． それから、リスト１のように出力したいデータを書き込みます。（リスト２の２行目）
３． その後、ポートの方向を出力方向にします。（リスト２の３行目）
これでＬＥＤランプが全て点灯します。
この部分を続けて書くと、リスト２のようになります。
リスト２
*(char *)0xffeb = 0x00;
/* Ｐ８を入力に設定 */
*(char *)0xffdb = 0x0f;
/* Ｐ８に出力データをセット */
*(char *)0xffeb = 0x0f;
/* Ｐ８のＬＥＤが接続された４ビットを出力に設定 */
ＬＥＤランプの点灯部分（リスト２）に加え、ＣＰＵの初期設定やポートのイニシャライズを含めたプログラ
ムは以下のようになります。（LED_TEST1.c）
リスト３−１
void main(void)
{
/* Ｉ／Ｏの初期化 */
*(char *)0xffd4 = 0x00;
/* ポート１に０ｘ００を設定 */
*(char *)0xffd5 = 0x00;
/* ポート２に０ｘ００を設定 */
*(char *)0xffd8 = 0x00;
/* ＬＣＤデータセット（ポート５に０ｘ００を設定） */
*(char *)0xffda = 0xff;
/* ＬＣＤ信号全てＨｉｇｈ */
*(char *)0xffe0 = 0x00;
/* ポート１を汎用ポートに設定 */
*(char *)0xffd0 = 0x00;
/* ポート１ プルアップしない */
*(char *)0xffe4 = 0x00;
/* ポート１を入力に設定 */
*(char *)0xffe5 = 0x00;
/* ポート２を入力に設定 */
*(char *)0xffe1 = 0x00;
/* ポート５を汎用ポートに設定 */
*(char *)0xffd1 = 0x00;
/* ポート５ プルアップしない */
*(char *)0xffe8 = 0xff;
/* ＬＣＤデータ出力端子に設定 */
*(char *)0xffea = 0x70;
/* ＬＣＤ信号出力端子に設定 */
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リスト３−２（３−１からの続き）
/* メイン（ＬＥＤ点灯） */
*(char *)0xffeb = 0x00;
/* ポート８を入力に設定 */
*(char *)0xffdb = 0x0f;
/* Ｐ８のＬＥＤが接続されたビットを１にする */
*(char *)0xffeb = 0x0f;
/* Ｐ８のＬＥＤが接続されたビットを出力に設定 */
while(1);
/* プログラム実行終了（無限ループ） */
}
それでは、１−３でやった要領で実際にプログラムを書き込んでみましょう。書き込む HEX ファイルは
添付ＣＤ ２章フォルダ内の LED_TEST1.mot です。
書き込みが終わったら、電源を入れ直します。
４つのＬＥＤランプが全部点灯しましたね。（写真１０）
写真１０
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２−４ 開発ツールを使ってＨＥＸファイルを作成してみましょう
ルネサステクノロジのホームページで、Ｔｉｎｙ／ＳＬＰ専用無償版コンパイラをダウンロードできますので、
これを使うことにします。
ダウンロード、インストールの方法はルネサステクノロジのホームページを参照して下さい。
インストールが終了したら、HEW２を起動します。
"新規プロジェクトワークスペースの作成"をチェックして OK を押し、プロジェクトを作成します。
続いて“ワークスペース名”を入力（この例ではＬＥＤ＿ＴＥＳＴ１とします）し、“プロジェクトタイプ”の
“Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ”を選択して OK を押します。
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“ＣＰＵ Ｓｅｒｉｅｓ”で“Ｔｉｎｙ”を、“ＣＰＵ Ｔｙｐｅ”で“３６６４Ｆ”をそれぞれ選択し、Ｓｔｅｐ８までＮｅｘｔで進
みＳｔｅｐ９のダイアログでＦｉｎｉｓｈを押します。
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Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｓｕｍｍａｒｙのダイアログが表示されますので、ＯＫを押してプロジェクトを作成します。
次にワークスペースウィンドウ内“Ｃ Ｓｏｕｒｃｅ Ｆｉｌｅ”の下にある“ＬＥＤ＿ＴＥＳＴ１．ｃ”を選択し、右クリ
ックの“ファイル削除”で“ＬＥＤ＿ＴＥＳＴ１．ｃ”を削除します。
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今度は、プログラムをビルドするためにファイルを追加します。“プロジェクト”の“ファイルの追加”を選
択し、サンプルプログラムで提供している“ＬＥＤ＿ＴＥＳＴ．ｃ”を追加します。
サンプルプログラムを表示したいときは、ワークスペースウィンドウ内の“ＬＥＤ＿ＴＥＳＴ１．ｃ”をダブルク
リックします。
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それでは、ビルドしてみましょう。
メニューから”ビルド“の”全てをビルド“を選択し実行すると、ビルドが完了し、エラーが無いというメッセ
ージ(丸で囲まれた部分)が出てビルドが完了しました。
ここで表示されている“１ Ｗａｒｎｉｎｇｓ”は、“Ｃ”というセクション（コードエリア）が見つからないために出
力された警告です。
動作上支障がありませんので、ここでは無視します。
ＣＰＵに書き込むためのファイルが“Ｄｅｂｕｇ”ディレクトリの中にｍｏｔの拡張子で出来ました。
※ ＨＥＷ２は標準状態でインストールした場合、Ｃ：￥ＨＥＷ２がワークスペースディレクトリになっています
ので、”C:¥HEW2¥LED_TEST1¥LED_TEST1¥Debug”の中にファイルが作られます。
このファイルは、先ほどＣＰＵに書き込んだサンプルプログラムと全く同じものです。
ＣＰＵに書き込んで実行してみてください。
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２−５ 次はＬＥＤランプを１つずつ、ずらしながら点灯させてみましょう
前回、４つのＬＥＤランプを全部点灯させましたが、今度はＬＥＤランプを１つずつずらしながら点灯させ
ていくプログラムに変更してみましょう。
また、ここでは構造体／共用体を使ったポートアクセスの方法についても説明します。
Ｈ８ＴｉｎｙＣＰＵの内蔵Ｉ／Ｏポートレジスタは、０ｘＦＦ８０番地以降に連続して割り付けられています。
このような場合、構造体／共用体を使ってＩ／Ｏポートレジスタにアクセスすることができます。
ＨＥＷ２では、Ｉ／Ｏポートレジスタの構造体を定義したファイル“ｉｏｄｅｆｉｎｅ．ｈ”が自動生成されていま
す。
構造体の内容までは説明しませんが、“ｉｏｄｅｆｉｎｅ．ｈ”の最後に２０行ほどアドレスを指定して実体を取
っている部分があります。
これでＩ／Ｏポートレジスタにアクセスすることができるようになっています。
例 シンボル値の設定 ： 絶対値やアドレス値をシンボルで置き換えることが出来る。
IO.PDR8.BYTE = 0x00;
/* ポートデータレジスタ８に０を書き込む */
また、ビットフィールドも定義されていますので、必要なビットのみ入出力することもできます。
IO.PDR8.BIT.B0 = 1;
/* ポートデータレジスタ８のビット０に１を書き込む */
ここからは、この構造体を使ってプログラムを作っていきます。
ＬＥＤランプをずらしながら点灯させるには、ビットシフトをしてそのデータをポートに出力します。
ビットシフトとは、データのビットの並びはそのままに、左または右にｎビットずらすことを言います。
左１ビットシフトの場合は１（初期値）→２→４→８…となり、右１ビットシフトでは逆に８（初期値）→４→２
→１→０（これ以下はありません）となります。
通常、左シフトには「左シフト演算子」“＜＜”、右シフトには「右シフト演算子」“＞＞”を使いますが、上
の数値を見てお気づきの通り、左シフトは掛け算、右シフトは割り算で代用できます。
それでは、これらを踏まえてプログラムを書いてみましょう。
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ＨＥＷ２を起動し、前回と同じ要領でプロジェクトを作成します。
今回のワークスペース名は“ＬＥＤ＿ＴＥＳＴ２”とします。
但し、今回は“Ｃ Ｓｏｕｒｃｅ Ｆｉｌｅ”の下にある“ＬＥＤ＿ＴＥＳＴ２．ｃ”を削除せず、このファイルを編集し
て使います。
リスト中の“／／”以降、改行まではコメントです。
Ｃ言語では通常“／＊”から“＊／”までをコメントとして扱いますが、コンパイラによっては“／／”が許
されている物もあります。
Ｈ８Ｔｉｎｙ用のコンパイラでは“／／”が使えますので、今後積極的に使っていきます。
最初に“ｉｏｄｅｆｉｎｅ．ｈ”を使えるようにします。
ソースファイルの先頭に、 ＃ｉｎｃｌｕｄｅ “ｉｏｄｅｆｉｎｅ．ｈ” と書いておきます。
リスト４−１
#include
"iodefine.h"
次にｍａｉｎ関数の中身を考えます。
ＬＥＤのポートに１→２→４→８→１…と書き込むのですから、何か変数を使わなければならないことが
予想できます。
使いそうな変数は、
① ＬＥＤを点灯させるためのデータ
② データを書き込む部分を４回ループさせるためのカウンタ
これらを関数の先頭で定義します。（ローカル変数）
リスト４−２ ローカル変数の定義
void main(void)
{
char
data;
// ＬＥＤを点灯させるためのデータ
int
i;
// ループカウンタ
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次にリスト３−１のＩ／Ｏの初期化を打ち込みます。
ポートのアクセスには“ｉｏｄｅｆｉｎｅ．ｈ”の構造体を使います。
リスト４−３ Ｉ／Ｏの初期化部分
// Ｉ／Ｏの初期化
IO.PDR1.BYTE = 0x00;
// ポート１に０ｘ００を設定
IO.PDR2.BYTE = 0x00;
// ポート２に０ｘ００を設定
IO.PDR5.BYTE = 0x00;
// ＬＣＤデータセット（ポート５に０ｘ００を設定）
IO.PDR7.BYTE = 0xff;
// ＬＣＤ信号全てＨｉｇｈ
IO.PMR1.BYTE = 0x00;
// ポート１を汎用ポートに設定
IO.PUCR1.BYTE = 0x00;
// ポート１ プルアップしない
IO.PCR1 = 0x00;
// ポート１を入力に設定
IO.PCR2 = 0x00;
// ポート２を入力に設定
IO.PMR5.BYTE = 0x00;
// ポート５を汎用ポートに設定
IO.PUCR5.BYTE = 0x00;
// ポート５ プルアップしない
IO.PCR5 = 0xff;
// ＬＣＤデータ出力端子に設定
IO.PCR7 = 0x70;
// ＬＣＤ信号出力端子に設定
IO.PCR8 = 0x00;
// ポート８を入力に設定
IO.PDR8.BYTE = 0x01;
// Ｐ８に初期値を出力する
IO.PCR8 = 0x0f;
// Ｐ８のＬＥＤが接続されたビットを出力に設定
続けてＬＥＤを点灯させる部分を書いていきます。
リスト４−４ ＬＥＤを点灯させる部分
// メイン（ＬＥＤをずらしながら点灯）
while(1){
// 無限ループ
data = 0x01;
// ＬＥＤ点灯のための初期値
for(i = 0 ; i < 4 ; i++){
// ４回ループする
IO.PDR8.BYTE = data;
// 点灯データの出力
data = data << 1;
// １ビット左シフトする
}
}
最後に、ｍａｉｎ関数を閉じます。
}
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ｄａｔａ ＝ ｄａｔａ ＜＜ １； の部分は、ｄａｔａ ＜＜＝ １； と書くこともできます。
“＜＜＝”は左シフト代入演算子と言い、左シフトした内容を代入するための演算子です。
Ｃ言語にはこのほかにも単純代入演算子（＝）と、他の演算子を組み合わせた“○○代入演算子”とい
う演算子が用意されています。
ここでは書き込むデータを１ビットずつシフトさせていきましたが、少し考え方を変えるだけで何通りか
の書き方が考えられます。
どの書き方を採用するかはプログラムの読み易さ、実行速度、ビルド後のメモリ消費量等を考慮して決
めていくことになります。
以下に他の書き方を４種類記載しておきますので、何かの時に参考にして下さい。
① データは固定値にしてシフトするビット数を変えるというプログラムの組み方。
この場合、ｄａｔａという変数は不要です。
リスト４−４ａ
// メイン（ＬＥＤをずらしながら点灯）
while(1){
for(i = 0 ; i < 4 ; i++){
// 無限ループ
// ４回ループする
IO.PDR8.BYTE = 1 << i; // 点灯データの出力
}
}
② リスト４−４ａを元に、ｆｏｒループを無くしてしまう組み方。
リスト４−４ｂ
// メイン（ＬＥＤをずらしながら点灯）
i = 0;
while(1){
// 無限ループ
IO.PDR8.BYTE = 1 << (i & 0x03);
i++;
// 点灯データの出力
// 左シフト数加算
}
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③ 配列変数（テーブル）を使ったプログラムの組み方。
この場合、ｄａｔａという変数は配列で定義します。
この方法の利点は、点灯させる順番の変更が容易なことです。
（データの並び順を変えれば自由に設定できる）
リスト４−４ｃ
char
data[] = { 1, 2, 4, 8 };// ローカル変数のため、関数の先頭で定義する
// メイン（ＬＥＤをずらしながら点灯）
while(1){
// 無限ループ
for(i = 0 ; i < 4 ; i++){
// ４回ループする
IO.PDR8.BYTE = data[i]; // 点灯データの出力
}
}
④ ｓｗｉｔｃｈ∼ｃａｓｅ文を使ったプログラムの組み方。
一番単純な方法です。
リスト４−４ｄ
ｍａｉｎ（）関数先頭の“ｉｎｔ ｉ；”
// メイン（ＬＥＤをずらしながら点灯）
を置き換えて下さい。
unsigned char i = 0;
while(1){
// 無限ループ
switch(i & 0x03){
case 0:
IO.PDR8.BYTE = 0x01;// 点灯データの出力
break;
case 1:
IO.PDR8.BYTE = 0x02;// 点灯データの出力
break;
case 2:
IO.PDR8.BYTE = 0x04;// 点灯データの出力
break;
case 3:
IO.PDR8.BYTE = 0x08;// 点灯データの出力
break;
}
i++;
}
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リスト４−４のままでは早すぎて、全てのＬＥＤランプが光っているようにしか見えません。
動いていることが判るようにするには、１回シフトするごとに待ち時間を入れる必要があります。
ウェイト関数を使ってＬＥＤランプの点灯消灯タイミングを考慮してプログラムを完成させると、リスト４に
なります。（リスト４−１ ＋ ４−２ ＋ ４−３ ＋ ４−４（タイミング考慮） ＋ ウェイト関数）
リスト４
#include
“iodefine.h”
// プロトタイプ宣言
void main(void);
void wait(int);
void wait1mS(void);
void main(void)
{
char
data;
// ＬＥＤを点灯させるためのデータ
int
i;
// ループカウンタ
// Ｉ／Ｏの初期化
IO.PDR1.BYTE = 0x00;
// ポート１に０ｘ００を設定
IO.PDR2.BYTE = 0x00;
// ポート２に０ｘ００を設定
IO.PDR5.BYTE = 0x00;
// ＬＣＤデータセット（ポート５に０ｘ００を設定）
IO.PDR7.BYTE = 0xff;
// ＬＣＤ信号全てＨｉｇｈ
IO.PMR1.BYTE = 0x00;
// ポート１を汎用ポートに設定
IO.PUCR1.BYTE = 0x00;
// ポート１ プルアップしない
IO.PCR1 = 0x00;
// ポート１を入力に設定
IO.PCR2 = 0x00;
// ポート２を入力に設定
IO.PMR5.BYTE = 0x00;
// ポート５を汎用ポートに設定
IO.PUCR5.BYTE = 0x00;
// ポート５ プルアップしない
IO.PCR5 = 0xff;
// ＬＣＤデータ出力端子に設定
IO.PCR7 = 0x70;
// ＬＣＤ信号出力端子に設定
IO.PCR8 = 0x00;
// ポート８を入力に設定
IO.PDR8.BYTE = 0x01;
// Ｐ８に初期値を出力する
IO.PCR8 = 0x0f;
// Ｐ８のＬＥＤが接続されたビットを出力に設定
∼ 次ページへ ∼
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// メイン（ＬＥＤをずらしながら点灯）
while(1){
// 無限ループ
data = 0x01;
// ＬＥＤ点灯のための初期値
for(i = 0 ; i < 4 ; i++){
// ４回ループする
IO.PDR8.BYTE = data;
// 点灯データの出力
data = data << 1;
// １ビット左シフトする
wait(1000);
// １秒待つ
}
}
}
// ｎミリ秒待つウェイト関数
void wait(int time)
{
int i;
// ループカウンタ
for(i = 0 ; i < time ; i++)
// ｔｉｍｅ回数分ループ
wait1mS();
// １ミリ秒のウェイト関数を呼び出す
}
// １ミリ秒待つウェイト関数
void wait1mS(void)
{
int i;
// ループカウンタ
for(i = 0 ; i < 2662 ; i++);
// １ミリ秒の間ループする
}
ｗａｉｔ１ｍＳ関数で、Ｃ言語で全て書く場合の欠点が出てしまいました。
１ミリ秒の間ループするために使われている数値“２６６２”とは一体何でしょうか？
実は、この数値には理論も何もなく、単に実験して決定した数値です。
Ｃ言語では、実際にＣＰＵが実行できるコード（マシン語）への変換は、完全にコンパイラ任せです。
コンパイラが変わったり、コンパイラの最適化オプションを変更したりすると、再度実験して値を変更し
なければなりません。
そういったことが起きないようにするために、通常はインラインアセンブラという書き方や、ＣＰＵがもとも
と持っているタイマ割り込み（後で説明します）という機能を使います。
今はそこまでする必要がありませんのでこのままの値を使って下さい。
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それでは、打ち込んだプログラムをビルドしてみましょう。
“Ｄｅｂｕｇ”ディレクトリの中に“ＬＥＤ＿ＴＥＳＴ２．ｍｏｔ”が出来ましたね。
早速コンソールボードに書き込んで動作確認をしましょう。
ＬＥＤランプが１つずつ移動しながら点滅します。
∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼
ポイント！！
Ｄｅｂｕｇ（デバッグ）とはプログラム作成中にチェックなどを行うモードのことです。
ＨＥＷ２に限らずプログラムの開発統合環境ではデバッグモードが初期状態になっています。
これに対して、チェックが完了し製品に書き込むプログラムを作成する時はＲｅｌｅａｓｅ（リリース）
モードを使用します。
皆さんが作ったプログラムはデバッグモードでコンパイルされています。
このテキストで扱う内容ではデバッグもリリースもほとんど差が無いため、ＨＥＷ２の設定を変更
せず、デバッグモードのまま使用しています。興味の有る方はモードをリリースに変更してみて
ください。Ｒｅｌｅａｓｅディレクトリが作成され、その中にＬＥＤ＿ＴＥＳＴ２．ｍｏｔができています。
これを実行すると、デバッグモードよりほんの少し動作速度が速くなっています。
人間の間隔でわからないかもしれませんけどね。
∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼
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Ｈ８Ｔｉｎｙコンソールボードを動かしてみよう
第３章
スイッチの読み込み
３−１ ポートを使ってスイッチの状態を読み込んでみましょう
コンソールボードには、５列４行のマトリックスで２０個のスイッチが付いています。
まず、マトリックスの１列のみを例にとって説明します。
ＣＰＵとの接続は下図のようになっています。
Ｐ１の方向レジスタを出力方向に設定し、ハイレベルを出すようにポートに１を書き込みます。
入力側のポートＰＢは抵抗を介してＧＮＤに接続されているので、スイッチが押されない限りローレベル、
つまり０が検出されます。
ところが、スイッチＳＷ１∼５のどれかまたは全部が押されると、ポートＰ１からダイオードを経由して５Ｖ
が出力され、抵抗の両端に電位差が生じます。
抵抗とつながっているポートＰＢには５Ｖが検出され、ハイレベルとなります。
これでＰＢは、スイッチが押されるとハイレベル、押されないとローレベルとなり、スイッチのＯＮ／ＯＦＦ
の検出が出来るのです。
回路図では上からＳＷ７、ＳＷ１３、ＳＷ９、ＳＷ５、ＳＷ１と
なっていますが、今回はこの番号を付けています
回路図２
Ｐ１６
Ｐ１５
Ｐ１２
Ｐ１１
ＣＰＵ
Ｐ１０
ＳＷ５
ＳＷ４
ＳＷ３
ＳＷ２
ＳＷ１
ダイオード
（前の章の回路と良く似
ていますが発光ダイオ
ードではありません）
ＰＢ０
抵抗
スイッチ ＯＮで ５Ｖ
スイッチ ＯＦＦで ０Ｖ
ＧＮＤ
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３−２ スイッチの読み込みをプログラムしてみましょう
１． スイッチの接続されているＰ１の端子をハイレベルにし、ポート方向も出力側にします。（リスト５−
１の２∼３行目）
２． ＰＢ端子がＡＤ端子と共用になっているため入力ポートとして使うときこの処理が必要です。（この
ＣＰＵ特有な処理です。）（リスト５−１の４行目）
３． ポートＰＢの０ビット目を読み取ります。
これで、変数ｓｗにスイッチの状態が格納されました。（リスト５−１の５行目）
もしＳＷ１だけを読み取りたい場合は、方向レジスタは
このままでポートに０ｘ０１を書くようにすればよい。
リスト５−１
char sw;
// スイッチ読み込み内容
IO.PDR1.BYTE = 0x67;
// ポート１をハイレベルに設定
IO.PCR1 = 0x67;
// ポート１の必要なビットを出力に設定
AD.CSR.BYTE = 0x03;
// アナログ入力チャネルを端子３に設定
while(1){
// 無限ループ
sw = IO.PDRB.BIT.B0;
// ＰＢ０の状態読み込み
３−３ スイッチの状態をＬＥＤランプに反映させてみましょう
スイッチが押されているときにＬＥＤランプを点灯し、それ以外は消灯するプログラムを書いてみましょ
う。
リスト５−１に続けてスイッチの状態を判断するプログラムを書きます。（リスト５−２）
これでスイッチを押すとＬＥＤ１が点灯するプログラムが出来ました。
リスト５−２
if(sw == 1)
IO.PDR8.BIT.B0 = 1;
// ＬＥＤ１を点灯
else
IO.PDR8.BIT.B0 = 0;
// ＬＥＤ１を消灯
}
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リスト５−１、リスト５−２にＣＰＵポートのイニシャライズを含めたプログラムは“ＳＷ＿ＴＥＳＴ１．ｃ”です。
添付ＣＤ ３章フォルダ内にありますので、ダウンロードアダプタでコンソールボードに書き込んでみま
しょう。（ＳＷ＿ＴＥＳＴ１．ｍｏｔ）
スイッチを押すとＬＥＤ１が点灯しますね。
この行のどのスイッチを押してもＬＥＤ１が点
写真１０
灯しますね。（複数押しにも反応しますね）
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スイッチを押すたびにＬＥＤランプの点灯が右にシフトするプログラムを書いてみましょう。
先ほど作成したスイッチの読み取り部分（リスト５−１，２）と、２章で作ったＬＥＤランプを１ビットずつシフ
トするプログラム（リスト４−２）を応用して使ってみましょう。
今回のワークスペース名は“ＣＨＡＴＡ＿ＴＥＳＴ１”とします。
リスト６（ＣＨＡＴＡ＿ＴＥＳＴ１．ｃ）
#include
"iodefine.h"
void main(void)
{
char data;
// Ｉ／Ｏの初期化
IO.PDR1.BYTE = 0x00;
// ポート１に０ｘ００を設定
IO.PDR2.BYTE = 0x00;
// ポート２に０ｘ００を設定
IO.PDR5.BYTE = 0x00;
// ＬＣＤデータセット（ポート５に０ｘ００を設定）
IO.PDR7.BYTE = 0xff;
// ＬＣＤ信号全てＨｉｇｈ
IO.PMR1.BYTE = 0x00;
// ポート１を汎用ポートに設定
IO.PUCR1.BYTE = 0x00;
// ポート１ プルアップしない
IO.PCR1 = 0x00;
// ポート１を入力に設定
IO.PCR2 = 0x00;
// ポート２を入力に設定
IO.PMR5.BYTE = 0x00;
// ポート５を汎用ポートに設定
IO.PUCR5.BYTE = 0x00;
// ポート５ プルアップしない
IO.PCR5 = 0xff;
// ＬＣＤデータ出力端子に設定
IO.PCR7 = 0x70;
// ＬＣＤ信号出力端子に設定
IO.PCR8 = 0x00;
// ポート８を入力に設定
IO.PDR8.BYTE = 0x00;
// Ｐ８に初期値（全て消灯）を出力する
IO.PCR8 = 0x0f;
// Ｐ８のＬＥＤが接続されたビットを出力に設定
IO.PDR1.BYTE = 0x67;
// ポート１をハイレベルに設定
IO.PCR1 = 0x67;
// ポート１の必要なビットを出力に設定
AD.CSR.BYTE = 0x03;
// アナログ入力チャネルを端子３に設定
∼ 次ページへ ∼
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data = 0x01;
// ＬＥＤ点灯のための初期値
while(1){
// 無限ループ
while(IO.PDRB.BIT.B0 == 0); // スイッチが押されるまで待つ
IO.PDR8.BYTE = data;
// 点灯データの出力
data <<= 1;
// １ビット左シフトする
if(data > 0x08)
// ＬＥＤ４を越えた？
data = 0x01;
// ＬＥＤ点灯の初期値に戻す
while(IO.PDRB.BIT.B0 == 1); // スイッチが放されるまで待つ
}
}
これでスイッチが押されるたびにＬＥＤランプの点灯が１つずつシフトするプログラムが出来ました。
ビルドし、ＣＰＵに書き込んで実行してみて下さい。
スイッチを押すたびにＬＥＤが１つずつシフトしていきます。
今度はスイッチをゆっくり（そっと）押してみてください。
ＬＥＤが勝手にシフトしてしまいます。
この現象はリスト６のプログラムでは想定していなかった現象です。
このままにしておくと、装置が誤動作してしまうかも知れません。
実はこの現象はスイッチを普通に押しても発生することがあります。
この現象については次項で説明します。
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３−４ チャタリング処理
先程、作成した“ＣＨＡＴＡ＿ＴＥＳＴ１.ｃ”は、うまく動いてくれませんね、これは、チャタリングが発生し
ているからです。
チャタリングとは、スイッチなどの接点の状態が移行する際、ＯＮ／ＯＦＦを繰り返しながら最終的に安
定する事を言います。
コンソールボードに使われているスイッチは、数１００ｕＳ∼数ｍＳの期間を経て安定すると言われてい
ます。
人間にとってはほんの一瞬ですが、ＣＰＵにとってはとても長い時間です。
チャタリング概念図
チャタリング期間（数１００ｕＳ∼数ｍＳ）
ＯＮ
ＯＦＦ
安定期間（この期間でスイッチが読まれればよい）
チャタリング対策にはいくつかの方法がありますが。下記の方法を使ってプログラムを作成してみましょ
う。
この方法で安定期間内にスイッチの読み込みが可能になるはずです。
① 複数回のスイッチ読み込みを行い読み込みの間隔はチャタリング期間より十分長く取る。
② １回目と２回目のスイッチの状態が一致した時のみ正常にスイッチが読み込まれたと判断する。
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まず、リスト６−１のスイッチ読み込み部を、方法①に従って１０ｍＳの間を空けて２回読み取るように変
更します。
さらに、方法②を盛り込み、リスト７−１にします。
変数ｓｗ１とｓｗ２つまり１回目と２回目のスイッチの読み込み値を比べます。
一致していれば、ＬＥＤランプの点灯処理へ入ります。
リスト７−１
data = 0x01;
// ＬＥＤ点灯のための初期値
while(1){
// 無限ループ
sw1 = IO.PDRB.BIT.B0;
// スイッチが状態読み込み１回目
wait(10);
// １０ｍＳ待つ
sw2 = IO.PDRB.BIT.B0;
// スイッチが状態読み込み２回目
if((sw1 == 1) && (sw2 == 1)){
// ２回とも押されている
IO.PDR8.BYTE = data;
// 点灯データの出力
data <<= 1;
// １ビット左シフトする
if(data > 0x08)
// ＬＥＤ４を越えた？
data = 0x01;
// ＬＥＤ点灯の初期値に戻す
while((sw1 == 1) ￨￨ (sw2 == 1)){
// スイッチが放されるまで待つ
sw1 = IO.PDRB.BIT.B0;
// スイッチが状態読み込み１回目
wait(10);
// １０ｍＳ待つ
sw2 = IO.PDRB.BIT.B0;
// スイッチが状態読み込み２回目
}
}
}
１０ｍＳの間隔でスイッチの読み取りを行い、ｎ回目の値とｎ＋１の値を変数ｓｗ１とｓｗ２にそれぞれ保
管する。
リスト７−１の６行目、１１行目のスイッチの状態判定は、以下のように書き換えることも出来ます。
if((sw1 & sw2) == 1){
// ２回とも押されている
while((sw1 ￨ sw2) == 1){
// スイッチが放されるまで待つ
（ｓｗ１ ＆ ｓｗ２）では変数ｓｗ１とｓｗ２の論理積の結果が１であれば点灯データの出力へ進みます。
（ｓｗ１ ｜ ｓｗ２）では変数ｓｗ１とｓｗ２の論理和の結果が０になるまでスイッチを読み込み続けます。
※ 今はスイッチが押されたかどうかしか見ていませんので、１と比較しています。
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そろそろｍａｉｎ（）関数が長くなってきました。
決まり切っているＩ／Ｏポートの初期設定部分や、２カ所で同じことをやっているスイッチの読み込み部
分を関数化してすっきりさせてみましょう。
Ｉ／Ｏポートの初期設定の関数は、“ｉｏｉｎｉｔ（）”とし、“ｍａｉｎ（）”のＩ／Ｏポート初期設定部分をそのまま
抜き出します。
スイッチ読み込み部分の関数は、“ＳＷ＿Ｒｅａｄ（）”とし、スイッチが押されていれば１、押されていなけ
れば０を返すという仕様にしておきます。
リスト７−１に必要な処理を加え、関数化などの変更を施したものがリスト７です。
添付ＣＤ ３章フォルダ内に“ＣＨＡＴＡ＿ＴＥＳＴ２.ｃ”がありますので、ビルドして書き込んで動作させ
てみましょう。
リスト７
#include
"iodefine.h"
// プロトタイプ宣言
void main(void);
void IOinit(void);
int SW_Read(void);
void wait(int);
void wait1mS(void);
void main(void)
{
char data;
IOinit();
// Ｉ／Ｏの初期化
data = 0x01;
// ＬＥＤ点灯のための初期値
while(1){
// 無限ループ
while(SW_Read() == 0);
// スイッチが押されるまで待つ
IO.PDR8.BYTE = data;
// 点灯データの出力
data <<= 1;
// １ビット左シフトする
if(data > 0x08)
// ＬＥＤ４を越えた？
data = 0x01;
// ＬＥＤ点灯の初期値に戻す
while(SW_Read() == 1);
// スイッチが放されるまで待つ
}
}
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// Ｉ／Ｏの初期化
void IOinit(void)
{
IO.PDR1.BYTE = 0x00;
// ポート１に０ｘ００を設定
IO.PDR2.BYTE = 0x00;
// ポート２に０ｘ００を設定
IO.PDR5.BYTE = 0x00;
// ＬＣＤデータセット
IO.PDR7.BYTE = 0xff;
// ＬＣＤ信号全てＨｉｇｈ
IO.PMR1.BYTE = 0x00;
// ポート１を汎用ポートに設定
IO.PUCR1.BYTE = 0x00;
// ポート１ プルアップしない
IO.PCR1 = 0x00;
// ポート１を入力に設定
IO.PCR2 = 0x00;
// ポート２を入力に設定
IO.PMR5.BYTE = 0x00;
// ポート５を汎用ポートに設定
IO.PUCR5.BYTE = 0x00;
// ポート５ プルアップしない
IO.PCR5 = 0xff;
// ＬＣＤデータ出力端子に設定
IO.PCR7 = 0x70;
// ＬＣＤ信号出力端子に設定
IO.PCR8 = 0x00;
// ポート８を入力に設定
IO.PDR8.BYTE = 0x00;
// Ｐ８に初期値（全て消灯）を出力する
IO.PCR8 = 0x0f;
// Ｐ８のＬＥＤが接続されたビットを出力に設定
IO.PDR1.BYTE = 0x67;
// ポート１をハイレベルに設定
IO.PCR1 = 0x67;
// ポート１の必要なビットを出力に設定
AD.CSR.BYTE = 0x03;
// アナログ入力チャネルを端子３に設定
}
// スイッチの状態読み込み
int SW_Read(void)
{
int sw1,sw2;
sw1 = IO.PDRB.BIT.B0;
// スイッチが状態読み込み１回目
wait(10);
// １０ｍＳ待つ
sw2 = IO.PDRB.BIT.B0;
// スイッチが状態読み込み２回目
return(sw1 & sw2);
// ２回とも押されていれば１を返す
}
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// ｎミリ秒待つウェイト関数
void wait(int time)
{
int i;
// ループカウンタ
for(i = 0 ; i < time ; i++)
// ｔｉｍｅ回数分ループ
wait1mS();
// １ミリ秒のウェイト関数を呼び出す
}
// １ミリ秒待つウェイト関数
void wait1mS(void)
{
int i;
// ループカウンタ
for(i = 0 ; i < 2662 ; i++);
// １ミリ秒の間ループする
}
前と同じように普通にスイッチを押してみて下さい。
スイッチを押すたびにＬＥＤが１つずつシフトしていきます。
今度はスイッチをゆっくり（そっと）押してみてください。
ＬＥＤが勝手にシフトするという現象が出なくなっているはずです。
これでチャタリング対策が効いていることが確認できます。
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第４章
ブザーを鳴らす
４−１ タイマ機能を使ってブザーを鳴らしてみましょう
ブザーには、自励振と呼ばれる発信回路を内蔵したタイプと他励振と呼ばれる発信回路を内蔵してい
ないタイプがあります。コンソールボードに使われているのは他励振タイプです。
このため、ブザーに接続されているポート端子から矩形波（パルス）を与えることで鳴らすことが出来ま
す。
ＣＰＵ周辺機能のタイマ機能を使ってブザーを鳴らすことにします。
タイマとは、名前の通り時間を管理できるものです。基本となるクロックをカウントしそのクロック数（時
間）を前もって指定しておけば、その時間が来れば知らせてくれたり、指定したイベントを発生させたりし
てくれるものです。
今回は、パルスを発生させるわけですから、タイマＷのアウトプットコンペア機能を使うことにします。
動作原理は、下の図のようになります。
カウント開始ビット（ＣＴＳ）を１にすると、ＴＣＮＴが０ｘ００００からカウントアップし、ＧＲＤの値と同じにな
るとＰ８４（ＦＴＩＯＤ）端子の出力を反転（トグル）します。
また、その時ＧＲＡ＝ＧＲＤにしておくとＴＣＮＴの値を０ｘ００００にリセットし、カウントアップ動作を再開
します。
この動作を繰り返し、パルス波形を出力します。
ＴＣＮＴの値
250＝GRA＝GRD
0
CTS
Ｐ８４
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４−２ タイマ部分のプログラムを考えてみましょう
タイマＷの初期設定が完了する前に動作しないようにまず、カウンタを停止します。
またタイマＷの割込も禁止にします。（リスト８−１の１∼２行目）
カウンタＴＣＮＴとＧＲＡの値が同じでＴＣＭＴをクリアする設定（ビット７）、カウントソースを内部クロック８
分周に設定（ビット６∼４）、ＦＴＩＯＤ端子初期レベルをローレベルに設定（ビット３）、その他を０に設定し
ます。（リスト８−１の３∼４行目）
ブザーとつながっているＰ８４（ＦＴＩＯＤ）端子をアウトプットコンペア出力に設定し、トグル出力となるよう
に設定します。（リスト８−１の５∼６行目）
カウンタＴＣＮＴに初期値０ｘ００００を設定し、トグルするタイミングとカウンタをリセットするタイミングをＧ
ＲＤとＧＲＡにそれぞれ設定します。（リスト８−１の７∼１０行目）
今回ブザーへのパルス周期を４ＫＨｚとするので、システムクロック０．６２５ｕＳの８分周を２５０回カウント
すれば、パルスのトグルタイミングになります。
ＧＲＡ、ＧＲＤへセットする値２５０は、９行目の式から逆算します。
最後にＣＴＳビットを１にするとブザーが鳴ります。（リスト８−１の１１行目）
リスト８−１
TW.TMRW.BYTE = 0x00;
// カウント停止、その他イニシャル
TW.TIERW.BYTE = 0x00;
// タイマＷ割り込み禁止
TW.TCRW.BYTE = 0xb0;
// コンペアマッチでＴＣＮＴクリア
// φ／８、ＴＯＤ＝０
TW.TIOR0.BYTE = 0x00;
// ＦＴＩＯＤ以外通常ポートに設定
TW.TIOR1.BYTE = 0x30;
// ＦＴＩＯＤコンペアマッチトグル出力に設定
TW.TCNT = 0x0000;
// カウンタＴＣＮＴに０（初期値）を設定
TW.GRD = 250;
// トグル出力周期を設定
// ２５０×８×０．６２５×２＝２５０μＳ（４ＫＨｚ）
TW.GRA = 250;
// ＴＣＮＴをクリアする値を設定
TW.TMRW.BIT.CTS = 1;
// タイマＷスタート（ブザーＯＮ）
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４−３ スイッチを押すとブザーが鳴るようにする
リスト８−１のままだと、電源を入れたとたんにブザーが鳴り始め、電源を切らない限り止まりません。
そこで前回スイッチを押すとＬＥＤランプが点灯しましたが、ＬＥＤランプの代わりにブザーを鳴らしてみ
ましょう。
但し、ブザーに直流電圧をかけるとブザーが正常に動作しなくなる事がありますので、ブザーをＯＦＦ
する場合はブザーの両端に電圧がかからないようなプログラムにします。
ＬＥＤランプをシフトしながら点灯させたときに使ったリスト７のｍａｉｎ（）関数の７∼１０行目を、ブザーを
鳴らす様に変更します。
さらに１２行目にブザーを鳴らさないようにする部分を追加します。（リスト８−３）
変更部分では、基本的にＣＴＳビットを操作するだけでブザーは制御できますが、ＯＦＦしたときにブザ
ーの両端に直流電圧がかからないように、汎用ポートに戻します。
このためポートを前もってローレベルにする必要があります。この部分が、リスト８−２になります。
リスト８−２
IO.PCR8 = 0x00;
// ＬＥＤ、ブザーポートを入力に設定
IO.PDR8.BYTE = 0x00;
// ＬＥＤ、ブザー全ポートをＯＦＦ
IO.PCR8 = 0x1f;
// ＬＥＤ、ブザーポートを出力に設定
リスト８−３
while(SW_Read() == 0);
// スイッチが押されるまで待つ
TW.TIOR1.BYTE = 0x30;
// ＦＴＩＯＤコンペアマッチトグル出力に設定
TW.TMRW.BIT.CTS = 1;
// タイマＷスタート（ブザーＯＮ）
while(SW_Read() == 1);
// スイッチが放されるまで待つ
TW.TIOR1.BYTE = 0x00;
// タイマ出力端子を通常ポートに設定
TW.TMRW.BIT.CTS = 0;
// タイマＷストップ（ブザーＯＦＦ）
リスト７からの変更部分
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それでは、整理してみます。
まず、ＬＥＤとブザーポートを初期設定（リスト８−２）し、タイマＷの初期設定（リスト８−１）を行い、次に
スイッチのＯＮ／ＯＦＦによりブザーを鳴らす部分（リスト７から変更したリスト８−３）を加えます。
これで目的のプログラムになりました。
これにＣＰＵの初期設定やポートのイニシャライズを含めたプログラムがリスト８です。
添付ＣＤ ４章フォルダ内に“ＢＵＺＺＥＲ＿ＴＥＳＴ.ｃ”がありますので、ビルドして書き込んで動作させて
みましょう。
リスト８
#include
"iodefine.h"
// プロトタイプ宣言
void main(void);
void IOinit(void);
int SW_Read(void);
void wait(int);
void wait1mS(void);
void main(void)
{
IOinit();
// Ｉ／Ｏの初期化
while(1){
// 無限ループ
while(SW_Read() == 0);
// スイッチが押されるまで待つ
TW.TIOR1.BYTE = 0x30;
// ＦＴＩＯＤコンペアマッチトグル出力に設定
TW.TMRW.BIT.CTS = 1;
// タイマＷスタート（ブザーＯＮ）
while(SW_Read() == 1);
// スイッチが放されるまで待つ
TW.TIOR1.BYTE = 0x00;
// タイマ出力端子を通常ポートに設定
TW.TMRW.BIT.CTS = 0;
// タイマＷストップ（ブザーＯＦＦ）
}
}
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// Ｉ／Ｏの初期化
void IOinit(void)
{
IO.PDR1.BYTE = 0x00;
// ポート１に０ｘ００を設定
IO.PDR2.BYTE = 0x00;
// ポート２に０ｘ００を設定
IO.PDR5.BYTE = 0x00;
// ＬＣＤデータセット（ポート５に０ｘ００を設定）
IO.PDR7.BYTE = 0xff;
// ＬＣＤ信号全てＨｉｇｈ
IO.PMR1.BYTE = 0x00;
// ポート１を汎用ポートに設定
IO.PUCR1.BYTE = 0x00;
// ポート１ プルアップしない
IO.PCR1 = 0x00;
// ポート１を入力に設定
IO.PCR2 = 0x00;
// ポート２を入力に設定
IO.PMR5.BYTE = 0x00;
// ポート５を汎用ポートに設定
IO.PUCR5.BYTE = 0x00;
// ポート５ プルアップしない
IO.PCR5 = 0xff;
// ＬＣＤデータ出力端子に設定
IO.PCR7 = 0x70;
// ＬＣＤ信号出力端子に設定
IO.PCR8 = 0x00;
// ＬＥＤ、ブザーポートを入力に設定
IO.PDR8.BYTE = 0x00;
// ＬＥＤ、ブザー全ポートをＯＦＦ
IO.PCR8 = 0x1f;
// ＬＥＤ、ブザーポートを出力に設定
IO.PDR1.BYTE = 0x67;
// ポート１をハイレベルに設定
IO.PCR1 = 0x67;
// ポート１の必要なビットを出力に設定
AD.CSR.BYTE = 0x03;
// アナログ入力チャネルを端子３に設定
TW.TMRW.BYTE = 0x00;
// カウント停止、その他イニシャル
TW.TIERW.BYTE = 0x00;
// タイマＷ割り込み禁止
TW.TCRW.BYTE = 0xb0;
// コンペアマッチでＴＣＮＴクリア
// φ／８、ＴＯＤ＝０
TW.TIOR0.BYTE = 0x00;
// タイマ出力端子を通常ポートに設定
TW.TIOR1.BYTE = 0x00;
//
TW.TCNT = 0x0000;
// カウンタＴＣＮＴに０（初期値）を設定
TW.GRD = 250;
// トグル出力周期を設定
// ２５０×８×０．６２５×２＝２５０μＳ（４ＫＨｚ）
TW.GRA = 250;
// ＴＣＮＴをクリアする値を設定
}
∼ 次ページへ ∼
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// スイッチの状態読み込み
int SW_Read(void)
{
int sw1,sw2;
sw1 = IO.PDRB.BIT.B0;
// スイッチが状態読み込み１回目
wait(10);
// １０ｍＳ待つ
sw2 = IO.PDRB.BIT.B0;
// スイッチが状態読み込み２回目
return(sw1 & sw2);
// ２回とも押されていれば１を返す
}
// ｎミリ秒待つウェイト関数
void wait(int time)
{
int i;
// ループカウンタ
for(i = 0 ; i < time ; i++)
// ｔｉｍｅ回数分ループ
wait1mS();
// １ミリ秒のウェイト関数を呼び出す
}
// １ミリ秒待つウェイト関数
void wait1mS(void)
{
int i;
// ループカウンタ
for(i = 0 ; i < 2662 ; i++);
// １ミリ秒の間ループする
}
39
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Ｈ８Ｔｉｎｙコンソールボードを動かしてみよう
第５章
ＬＣＤに文字を表示する
５−１ ＬＣＤへのアクセスタイミング
ＬＣＤへは図のようなタイミングでアクセス（書き込み）し、データやコマンドを送ることでＬＣＤを制御す
ることが可能となります。
ＬＣＤメーカや種類によってタイミングがちがいますので、それぞれメーカなどから出している資料に従
ってタイミングを考慮し設計しましょう。
ｍｉｎ値のタイミングの取り扱い例
表より min４０ｎＳとありますので RS 信号や R/W 信号をセットしてから
少なくとも４０ｎＳたってからＥ信号をハイレベルにするようにします。
タイミングチャート１
RS
tAS
tAH
tEF
R/W
pWEH
tAH
E
tER
tDSW
tH
DB0∼DB7
tCYCE
ＲＳ・・・ＬＣＤに対してハイレベル：ＤＢがデ
表１
項目
記号
ｍｉｎ
ｍａｘ
単位
Enable cycle time
tCYCE
５００
−
ｎＳ
Enable pulse width
pWEH
２２０
−
ｎＳ
Enable rise/fall time
tER,tEF
−
２５
ｎＳ
Set-up time
tAS
４０
−
ｎＳ
Address hold time
tAH
１０
−
ｎＳ
Data set-up time
ｔDSW
６０
−
ｎＳ
Data delay time
tDSW
６０
１２０
ｎＳ
Data hold time
tH
１０
−
ｎＳ
ータ、ローレベル：コマンド
Ｒ／Ｗ・・・ハイレベル：ＬＣＤから読み出
し、ローレベル：ＬＣＤへの書き込み
Ｅ・・・書き込み及び読み出し信号
ＤＢ・・・データ
※ タイミングチャート１や表１はメーカーデータシートからの抜粋です。
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５−２ アクセス波形をプログラムで書いてみましょう
タイミングチャート１の波形をＣＰＵのポートを使って作ります。
プログラムで書くとリスト９−１のようになります。
この関数は、ＤＢへ出力する値と、ＲＳ信号のレベル（コマンドか、データか）を引数として受け取り、ＬＣ
Ｄに出力するという機能を持ちます。
書き込みの場合、ＲＳ信号、ＤＢ信号を設定した後、Ｅ信号を赤線の様に変化させれば、ＬＣＤに書き
込みが出来るのです。
また、このときタイミング（のｍｉｎ／ｍａｘの値）も考慮しなくてはいけません。
リスト９−１の説明は、以下のようになります。
１． ＤＢ信号端子（ポート５）にデータをセットします。
２． ＲＳ信号（ポート７のビット６）をコマンド書き込み関数では０、データ書き込み関数では１に変化さ
せます。
（Ｒ／Ｗ信号は、読み出しをしないという前提で、初期設定でローレベルに固定しています）
３． Ｅ信号を一度ハイレベルにし、続けてローレベルにします。
Ｅ信号のパルス幅は２２０ｎＳ以上必要ですが、コンソールボードに搭載されているＨ８ＴｉｎｙＣＰＵ
の処理速度ではこれより短くなることはありませんので、１，０の出力を続けて書いて構いません。
リスト９−１
void LCD_Write(char data)
{
IO.PDR5.BYTE = data;
// データ／コマンドを出力
IO.PDR7.BIT.B6 = 1;
// ＲＳ信号を設定
IO.PDR7.BIT.B5 = 1;
// Ｅ信号をＨｉｇｈにする
IO.PDR7.BIT.B5 = 0;
// Ｅ信号をＬｏｗにする
wait(1);
// 書き込みサイクル待ち
}
void LCD_Command(char command)
{
IO.PDR5.BYTE = command;
// データ／コマンドを出力
IO.PDR7.BIT.B6 = 0;
// ＲＳ信号を設定
IO.PDR7.BIT.B5 = 1;
// Ｅ信号をＨｉｇｈにする
IO.PDR7.BIT.B5 = 0;
// Ｅ信号をＬｏｗにする
wait(1);
// 書き込みサイクル待ち
}
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５−３ ＬＣＤのイニシャライズ
電源投入時には、ＬＣＤをイニシャライズ（初期化）する必要があります。
下のリストのようにＬＣＤにコマンドを書き込むことで、ＬＣＤをイニシャライズできます。
（メーカーが推奨するイニシャライズシーケンスに乗っ取って行います。）
リスト９−２
// ＬＣＤコントローラーのコマンド
#define CLS
0x01
// 表示クリア
#define Home
0x02
// カーソルホーム
#define EntSet
0x07
// エントリーモードセット
// カーソル位置：インクリメント
// 書き込み後、カーソル移動
#define DisOn
0x0e
// 表示ＯＮ、カーソルＯＮ、ブリンクＯＦＦ
#define DisOff
0x08
// 表示ＯＦＦ、カーソルＯＦＦ、ブリンクＯＦＦ
#define CurRSft
0x14
// カーソル右シフト
#define CurLSft
0x10
// カーソル左シフト
#define DisRSft
0x1c
// 表示右シフト
#define DisLSft
0x18
// 表示左シフト
#define FuncSet
0x38
// ファンクションセット
// ８ビットＩ／Ｆ、２行表示、５×７ドット
#define CGAdd
0x40
// セットＣＧＲＡＭアドレス
#define DDAdd
0x80
// セットＤＤＲＡＭアドレス
// ＬＣＤの初期化
void LCDinit(void)
{
wait(50);
// 電源安定後、１５ｍＳ以上待つ
LCD_Command(FuncSet);
// ファンクションセット１回目
wait(5);
// ４．１ｍＳ以上待つ
LCD_Command(FuncSet);
// ファンクションセット２回目
wait(1);
// ０．１ｍＳ以上待つ
LCD_Command(FuncSet);
// ファンクションセット３回目
LCD_Command(FuncSet);
// ファンクションセット４回目
LCD_Command(DisOff);
// 表示ＯＦＦ
LCD_Command(CLS);
// 表示クリア
LCD_Command(EntSet);
// エントリーモードセット
LCD_Command(DisOn);
// 表示ＯＮ
}
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５−４ ＬＣＤに文字を表示させる
ＬＣＤのイニシャライズが終了したら、文字を表示させてみましょう。
ここでは、どこかで見たような文字列“Ｈｅｌｌｏ Ｗｏｒｌｄ ！！”と表示させてみます。
Ｃ言語の標準関数“ｐｒｉｎｔｆ”は使うことが出来ませんので、もっと簡単な関数を自分で作る必要があ
ります。
コンソールボードに付いているＬＣＤの場合、ＲＳ信号をハイレベルにし、アスキーコードを書き込む
だけで文字が表示されます。
１文字書き込まれるごとに表示位置が次の桁に移りますので、ＬＣＤの表示桁数（１６桁）までは、連
続して書き込むことが出来ます。（リスト９−３）
リスト９−３
void HelloWorld(void)
{
LCD_Write('H');
// １文字表示
LCD_Write('e');
// １文字表示
LCD_Write('l');
// １文字表示
LCD_Write('l');
// １文字表示
LCD_Write('o');
// １文字表示
LCD_Write(' ');
// １文字表示
LCD_Write('W');
// １文字表示
LCD_Write('o');
// １文字表示
LCD_Write('r');
// １文字表示
LCD_Write('l');
// １文字表示
LCD_Write('d');
// １文字表示
LCD_Write(' ');
// １文字表示
LCD_Write('!');
// １文字表示
LCD_Write('!');
// １文字表示
}
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リスト９−３のままでは“Ｈｅｌｌｏ Ｗｏｒｌｄ ！！”以外表示できません。
もっと融通の利く関数を作ってみましょう。
引数で渡された文字列をＬＣＤに表示するようにすれば、“ｐｒｉｎｔｆ”の代わりで文字列を表示できる
関数が出来ます。
リスト９−４
void Print(char *data)
{
while(*data != 0x00){
// 文字が無くなるまで
LCD_Write(*data);
// １文字表示
data++;
// 次の文字
}
}
このＬＣＤでは通常制御コードに割り当てられているアスキーコードの内、０ｘ００∼０ｘ０ｆまでの部分
にＣＧＲＡＭ（外字が定義できるエリア）というものが割り当てられています。
このため、“￥ｒ”や“￥ｎ”（０ｘ０ｄ，０ｘ０ａ）を制御コードとして使うと、ここに登録した外字が使えなくな
ってしまうため、リスト９−４の関数では“￥ｒ”や“￥ｎ”による改行制御が使えないようにしてあります。
また、外字を使わない場合でも、機器組み込み用のプログラムでは表示位置や表示内容をプログラ
マが管理できますので、“￥ｒ”，“￥ｎ”による改行制御は必要がありません。
代わりに、「何行目の何桁から表示する」という指定が出来るようになっていれば、一応は使える関
数ということになります。
それでは、リスト９−４の関数を改造してみます。
リスト９−５
void Print(int line, int column, char *data)
{
if(line == 1)
// １行目
LCD_Command(DDAdd + 0x00 + (column - 1));
if(line == 2)
// ＤＤＲＡＭアドレスセット
// ２行目
LCD_Command(DDAdd + 0x40 + (column - 1));
while(*data != 0x00){
// ＤＤＲＡＭアドレスセット
// 文字が無くなるまで
LCD_Write(*data);
// １文字表示
data++;
// 次の文字
}
}
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今まで説明したリスト９−１∼５までと、いつものＣＰＵ関係のイニシャル部分が含まれているプログラム
がリスト９です。
ワークスペース名は“ＬＣＤ＿ＴＥＳＴ”とします。
添付ＣＤ ５章のフォルダ内の“ＬＣＤ＿ＴＥＳＴ．ｃ”になりますので、ビルドした後、ダウンロードアダプ
タで、コンソールボードに書き込んでみましょう。
リスト９
#include
"iodefine.h"
// ＬＣＤコントローラーのコマンド
#define CLS
0x01
// 表示クリア
#define Home
0x02
// カーソルホーム
#define EntSet 0x07
// エントリーモードセット
// カーソル位置：インクリメント
// 書き込み後、カーソル移動
#define DisOn
0x0e
// 表示ＯＮ、カーソルＯＮ、ブリンクＯＦＦ
#define DisOff 0x08
// 表示ＯＦＦ、カーソルＯＦＦ、ブリンクＯＦＦ
#define CurRSft 0x14
// カーソル右シフト
#define CurLSft 0x10
// カーソル左シフト
#define DisRSft 0x1c
// 表示右シフト
#define DisLSft 0x18
// 表示左シフト
#define FuncSet 0x38
// ファンクションセット
// ８ビットＩ／Ｆ、２行表示、５×７ドット
#define CGAdd
0x40
// セットＣＧＲＡＭアドレス
#define DDAdd
0x80
// セットＤＤＲＡＭアドレス
// プロトタイプ宣言
void main(void);
void IOinit(void);
void LCDinit(void);
void Print(int, int, char *);
void LCD_Write(char);
void LCD_Command(char);
void wait(int);
void wait1mS(void);
∼ 次ページへ ∼
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void main(void)
{
IOinit();
// Ｉ／Ｏの初期化
LCDinit();
// ＬＣＤの初期設定
Print(1,1,"Hello World !!");
// ＬＣＤに表示する
while(1);
// 無限ループ
}
// Ｉ／Ｏの初期化
void IOinit(void)
{
IO.PDR1.BYTE = 0x00;
// ポート１に０ｘ００を設定
IO.PDR2.BYTE = 0x00;
// ポート２に０ｘ００を設定
IO.PDR5.BYTE = 0x00;
// ＬＣＤデータセット（ポート５に０ｘ００を設定）
IO.PDR7.BYTE = 0x00;
// ＬＣＤ信号全てＬｏｗ
IO.PMR1.BYTE = 0x00;
// ポート１を汎用ポートに設定
IO.PUCR1.BYTE = 0x00;
// ポート１ プルアップしない
IO.PCR1 = 0x00;
// ポート１を入力に設定
IO.PCR2 = 0x00;
// ポート２を入力に設定
IO.PMR5.BYTE = 0x00;
// ポート５を汎用ポートに設定
IO.PUCR5.BYTE = 0x00;
// ポート５ プルアップしない
IO.PCR5 = 0xff;
// ＬＣＤデータ出力端子に設定
IO.PCR7 = 0x70;
// ＬＣＤ信号出力端子に設定
IO.PCR8 = 0x00;
// ＬＥＤ、ブザーポートを入力に設定
IO.PDR8.BYTE = 0x00;
// ＬＥＤ、ブザー全ポートをＯＦＦ
IO.PCR8 = 0x1f;
// ＬＥＤ、ブザーポートを出力に設定
}
∼ 次ページへ ∼
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// ＬＣＤの初期化
void LCDinit(void)
{
wait(50);
// 電源安定後、１５ｍＳ以上待つ
LCD_Command(FuncSet);
// ファンクションセット１回目
wait(5);
// ４．１ｍＳ以上待つ
LCD_Command(FuncSet);
// ファンクションセット２回目
wait(1);
// ０．１ｍＳ以上待つ
LCD_Command(FuncSet);
// ファンクションセット３回目
LCD_Command(FuncSet);
// ファンクションセット４回目
LCD_Command(DisOff);
// 表示ＯＦＦ
LCD_Command(CLS);
// 表示クリア
LCD_Command(EntSet);
// エントリーモードセット
LCD_Command(DisOn);
// 表示ＯＮ
}
// ＬＣＤに文字を表示する
void Print(int line, int column, char *data)
{
if(line == 1)
// １行目
LCD_Command(DDAdd + 0x00 + (column - 1));
if(line == 2)
// ＤＤＲＡＭアドレスセット
// ２行目
LCD_Command(DDAdd + 0x40 + (column - 1));
while(*data != 0x00){
// ＤＤＲＡＭアドレスセット
// 文字が無くなるまで
LCD_Write(*data);
// １文字表示
data++;
// 次の文字
}
}
∼ 次ページへ ∼
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// ＬＣＤへデータ書き込み
void LCD_Write(char data)
{
IO.PDR5.BYTE = data;
// データ／コマンドを出力
IO.PDR7.BIT.B6 = 1;
// ＲＳ信号を設定
IO.PDR7.BIT.B5 = 1;
// Ｅ信号をＨｉｇｈにする
IO.PDR7.BIT.B5 = 0;
// Ｅ信号をＬｏｗにする
wait(1);
// 書き込みサイクル待ち
}
// ＬＣＤへコマンド書き込み
void LCD_Command(char command)
{
IO.PDR5.BYTE = command;
// データ／コマンドを出力
IO.PDR7.BIT.B6 = 0;
// ＲＳ信号を設定
IO.PDR7.BIT.B5 = 1;
// Ｅ信号をＨｉｇｈにする
IO.PDR7.BIT.B5 = 0;
// Ｅ信号をＬｏｗにする
wait(1);
// 書き込みサイクル待ち
}
// ｎミリ秒待つウェイト関数
void wait(int time)
{
int i;
// ループカウンタ
for(i = 0 ; i < time ; i++)
// ｔｉｍｅ回数分ループ
wait1mS();
// １ミリ秒のウェイト関数を呼び出す
}
// １ミリ秒待つウェイト関数
void wait1mS(void)
{
int i;
// ループカウンタ
for(i = 0 ; i < 2662 ; i++);
// １ミリ秒の間ループする
}
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第６章
まとめ
６−１ コンソールボードの全機能をまとめて動かす
それでは、今まで作成してきたプロフラムを応用してコンソールボードの全機能をプログラムでまとめて
動作させてみましょう。
何をさせるか下記にあげてみます。
① 電源を投入すると、ＬＣＤに“Ｈｅｌｌｏ ＣＰＵ”と表示する。
② ４×５のスイッチマトリックスを読み込み、押されたスイッチに応じて番号をＬＣＤに表示させる。
③ 押されたスイッチの行の違いにより点灯させるＬＥＤランプを変える。
④ スイッチが押されている間は、ブザーを鳴らす。
※ スイッチの同時複数押しは無効（スイッチが押されていない）とする。
尚、今回のワークスペース名は“ＨＥＬＬＯ”とします。
ここまでで説明されていないスイッチマトリックスの読み込みや、割り込み処理、また、今まで全く変更し
なかったソースファイル“ｒｅｓｅｔｐｒｇ．ｃ”、“ｉｎｔｐｒｇ．ｃ”についても次ページ以降で説明していきます。
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６−２ キーマトリックスを読み取る
スイッチマトリックスの読み込みについては、今までやっていませんでしたので、ここで説明します。
スイッチの数が多かったり、ＣＰＵのポートが少なかったりした場合、マトリックスを組んでスイッチの読
み込みを行います。
ＣＰＵのポートを入力と出力に分けスイッチの値を読み込みます。
ここでは、５×２のマトリックスを例に挙げて説明します。
ポートＰ１０∼Ｐ１６の５本のいずれか１本のみにハイレベルを出力し、ポートＰＢ０∼ＰＢ１で２ビットの色
分けしてある２つのスイッチの状態を読み込みます。
これをポートＰ１０∼１６の端子分繰り返し、スイッチの数だけ読み取るようにします。（リスト１０−１）
読み込まれたキースイッチ１０個の情報は、ｓｃａｎ＿ｄ［ｎ］（ｎ：０∼４）の下位２ビットに０か１で保存されま
す。
回路図３
ＣＰＵ
Ｐ１６
Ｐ１５
出力部
Ｐ１２
Ｐ１１
Ｐ１０
入力部
ＳＷ５
ＳＷ１０
ＳＷ４
ＳＷ９
ＳＷ３
ＳＷ８
ＳＷ２
ＳＷ７
ＳＷ１
ＳＷ６
ＰＢ０
ＰＢ１
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リスト１０−１
// スイッチ状態読み込み
char SW_Read(void)
Ｈ８ＴｉｎｙＣＰＵ特有の入力処理。
{
ポートＢの特性上、アナログ入力チャネルを
char sw1, sw2;
ずらして２回読み込む必要がある。
AD.CSR.BYTE = 0x00;
// アナログ入力チャネルを端子０に設定
sw1 = (IO.PDRB.BYTE & 0x0e);
// ポートＢ ビット１∼３読み込み
AD.CSR.BYTE = 0x03;
// アナログ入力チャネルを端子３に設定
sw2 = (IO.PDRB.BYTE & 0x07);
// ポートＢ ビット０∼２読み込み
return(sw1 ￨ sw2);
// ２回のＯＲをとって４ビット分とする
}
// スイッチマトリックススキャン
void Key_Scan(void)
{
const char scan_line[5] = { 0x01, 0x02, 0x04, 0x20, 0x40 };
// スキャンのための出力データ
char scan_d[5];
// スイッチ読み込みデータ
int i;
for(i = 0 ; i < 5 ; i++)
// スイッチ読み込みデータクリア
scan_d[i] = 0;
for(i = 0 ; i < 5 ; i++){
// ５ライン分スキャンする
IO.PDR1.BYTE = scan_line[i];
// スキャンのための信号出力
scan_d[i] = SW_Read();
// スイッチの状態を読み込む
}
}
スイッチマトリックススキャン関数“Ｋｅｙ＿Ｓｃａｎ（）”の中では、まず読み込みデータの保管場所をクリア
し、ポート１にビットをずらしながらハイレベルを出力して、スイッチの状態を読み込んでいます。
ポート１で使っている端子がＰ１０，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１５，Ｐ１６と飛んでいるため、出力するデータはビット
シフトを使わずに配列で定義してあります。
下側のｆｏｒループで、‘ｉ’が０の時に回路図３の水色の部分、１の時は青色の部分、２の時はピンク色の
部分、３の時は緑色の部分、４の時には赤色の部分のスイッチを読み込んでいます。
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６−３ チャタリング対策に割り込みを使う
チャタリング対策は、３−４では必要時間待たせるサブルーチンを実行しウェイト時間を作りましたが、
効率が悪いため割り込みを使って処理を行います。
イメージはこうです。
チャタリング期間より長く割り込みタイマを設定し、その時間が来たら割り込みを発生させ、割り込みの
中でチャタリング対策の一部の処理を行い、終了すればまた、メインに戻り通常通りプログラムを実行しま
す。
こうするとＣＰＵが次のチャタリング対策処理まで待つ必要が無く、何も気にせず通常の処理を行って
いればいいのです。
タイマが必要な時間を割り込みが知らせてくれるので非常に効率的です。
割込概念図
メイン処理
割込処理
割込発生
割り込み処理終了
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６−４ 割り込み内の処理
２０個のスイッチをスキャンライン毎に４個づつ５列に分け、スイッチマトリックスの読み込みを１０ｍＳごと
に実行し、１回毎に別なアドレスに保存します。
プログラムではグローバル変数“ｓｃａｎ＿ｄ［０］［ｎ］”（ｎ＝０∼４）と“ｓｃａｎ＿ｄ［１］［ｎ］”（ｎ＝０∼４）です。
電源投入後最初の割り込み処理での誤検出を避けるために、“ｍａｉｎ（）”関数の中でｓｃａｎ＿ｄ［０］［ｎ］、
ｓｃａｎ＿ｄ［１］［ｎ］を０（スイッチが押されていない状態）に初期化しておくことを忘れないで下さい。
ｓｃａｎ＿ｄ［０］［ｎ］は前回のスイッチの状態を保存し、ｓｃａｎ＿ｄ［１］［ｎ］に今回の割り込みで読み込んだ
内容を保存します。
そのため、割り込み処理の先頭でｓｃａｎ＿ｄ［１］［ｎ］の内容をｓｃａｎ＿ｄ［０］［ｎ］にコピーしてからスイッチ
の読み込み処理を行うようにします。
この内容を比較し、同じであれば正式な入力と判断し、違っていればチャタリング中と判断します。
尚、割り込みのタイミングを作り出すタイマＶは、最長でも２０４０μＳまでしか設定できません。
そこで、割り込み処理に入ってきた回数をカウントして、１０ｍＳになったときにスイッチの読み込みを行
うようにします。（２ｍＳ周期の割り込みで５回）
この割り込み回数のカウンタもグローバル変数とし、割り込みが発生する前に０クリアしておきます。
リスト１０−３が割り込み処理のプログラムです。
このプログラムは“ｉｎｔｐｒｇ．ｃ”に記述します。
※ “ｉｎｔｐｒｇ．ｃ”は割り込み処理の関数を記述するためのソースファイルです。
この中に記述することで、ベクターアドレスの定義や割り込み終了命令を記述するといった作業が
不要になります。（コンパイラ／リンカが処理してくれます）
まず、”ｉｎｔｐｒｇ．ｃ”を開き、先頭（＃ｉｎｃｌｕｄｅの行と＃ｐｒａｇｍａの行の間あたり）に、リスト１０−２の内容
を記述しておきます。
リスト１０−２
#include
“iodefine.h”
// プロトタイプ宣言（＃ｉｎｃｌｕｄｅの行と＃ｐｒａｇｍａの行の間）
extern void Key_Scan(void);
extern void Key_Check(void);
// グローバル変数（＃ｉｎｃｌｕｄｅの行と＃ｐｒａｇｍａの行の間）
extern char scan_d[2][5];
// スイッチ読み込みデータ
extern int Int_Counter;
// 割り込み回数カウンタ
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次に、
// vector 22 Timer V
__interrupt(vect=22) void INT_TimerV(void) {/* sleep(); */}
という行を探します。
プログラムの実体は、“｛／＊ ｓｌｅｅｐ（）； ＊／｝”の中に書き込みます。
リスト１０−３
// vector 22 Timer V
__interrupt(vect=22) void INT_TimerV(void)
{
int i;
if(++Int_Counter == 5){
// 割り込み回数カウンタをインクリメント
for(i = 0 ; i < 5 ; i++)
// 前回のスイッチ読み込み値をコピー
scan_d[0][i] = scan_d[1][i];
Key_Scan();
// スイッチの読み込み
Key_Check();
// スイッチ判定処理
Int_Counter = 0;
// 割り込み回数カウンタをクリア
}
TV.TCSRV.BIT.CMFA = 0;
// コンペアマッチフラグＡをクリア
}
割り込み処理に入ってきた時点で割り込み回数カウンタをインクリメントし、５回目か（１０ｍＳたったか）
どうかを確認します。（リスト１０−３の６行目）
５回目であれば、前回のスイッチ読み込み状態をコピーします。（７∼８行目）
コピーが済んだ後に、スイッチの読み込みを行います。（９行目）
この時点で、ｓｃａｎ＿ｄ［１］［ｎ］に新しいスイッチの状態が読み込まれます。
その後、スイッチの判定処理を行います。（１０行目）
スイッチの判定処理では、読み込んだスイッチの状態が前回（ｓｃａｎ＿ｄ［０］［ｎ］）と同じかどうか比較し、
押されているスイッチの番号を取得します。
複数同時押しの処理もこの中で行います。
そして、割り込み回数カウンタを０にリセットします。（１１行目）
※ この０クリアを忘れると、スイッチの読み込みが約２分１０秒間隔になってしまいます。
最後にコンペアマッチフラグＡをクリアして割り込み処理を終了します。（１３行目）
※ この０クリアを忘れると、割り込みが発生しなくなってしまいます。
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６−５ 割り込みの初期設定
割り込みを実行するためには、割り込み時間を決めるためのソースクロックの設定やカウンタ値の設定
など、タイマＶの初期設定をしておかなければなりません。
また、初期設定が終わらないうちに割り込みが発生しないように、割り込みを禁止にしておき、諸々の
初期設定が終了した後で割り込みを許可する必要があります。
では、まず初期設定が終わるまで割り込みが発生しないように、割り込みを禁止しておくように変更し
てみましょう。
“ｒｅｓｅｔｐｒｇ．ｃ”を開いて“ｓｅｔ＿ｉｍａｓｋ＿ｃｃｒ（０）；”と書いてある行を探します。
見つかったらその行の先頭に“／／”を書いて、コメントにしてしまいます。
この“ｓｅｔ＿ｉｍａｓｋ＿ｃｃｒ（０）；”が割り込みを許可している行ですので、これで割り込みが発生しなくな
ります。
“ＨＥＬＬＯ．ｃ”を開き、先頭部分で使用するグローバル変数を宣言しておきます。
宣言する変数は、先ほどの割り込み処理で使用する変数と、スイッチの入力があった場合にスイッチ
番号を入れるための変数です。
// グローバル変数
char scan_d[2][5];
// スイッチ読み込みデータ
int Int_Counter;
// 割り込み回数カウンタ
char Key_No;
// スイッチ番号
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次に“ｍａｉｎ（）”関数の中で、グローバル変数の初期化、Ｉ／Ｏの初期化を行い、割り込みを許可しま
す。
その後、ＬＣＤに“Ｈｅｌｌｏ ＣＰＵ”と表示させ、スイッチの入力を待ちます。
スイッチの入力があれば、ブザーを鳴らし、ＬＥＤを点灯し、ＬＣＤにスイッチ番号を表示させます。
スイッチの入力が無くなれば、ブザーをＯＦＦし、ＬＥＤも消灯します。
割り込みを許可するには、先ほど“ｒｅｓｅｔｐｒｇ．ｃ”でコメントにした“ｓｅｔ＿ｉｍａｓｋ＿ｃｃｒ（０）”を使います。
この“ｓｅｔ＿ｉｍａｓｋ＿ｃｃｒ（０）”は“ｍａｃｈｉｎｅ．ｈ”で定義されているマクロです。
ソースプログラムの先頭に“＃ｉｎｃｌｕｄｅ ＜ｍａｃｈｉｎｅ．ｈ＞”と記述しておきましょう。
リスト１０−４
void main(void)
{
int i;
char key_no_old;
for(i = 0 ; i < 5 ; i++){
// スイッチ読み込みデータクリア
scan_d[0][i] = 0;
scan_d[1][i] = 0;
}
Int_Counter = 0;
// 割り込み回数カウンタクリア
Key_No = 0;
// スイッチ番号クリア
key_no_old = Key_No;
IOinit();
// Ｉ／Ｏの初期化
set_imask_ccr(0);
// 割り込み許可
LCDinit();
// ＬＣＤの初期設定
Print(1,1,"Hello CPU");
// ＬＣＤに表示する
∼ 次ページへ ∼
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while(1){
// 無限ループ
if(Key_No != key_no_old){
// 以前のスイッチ番号と変わった
key_no_old = Key_No;
// 前のスイッチ状態を保存
if(Key_No != 0x00){
// スイッチの入力があった
LCD_Command(DDAdd + 0x40); // ＬＣＤの表示位置を２行目の先頭にする
LCD_Write(Key_No);
// スイッチ番号を表示
LED_Set(Key_No);
// ＬＥＤを点灯
Buzzer(ON);
// ブザー鳴動開始
}
else{
Buzzer(OFF);
// ブザー鳴動停止
LED_Set(OFF);
// ＬＥＤを消灯
}
}
}
}
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Ｉ／Ｏの初期化にタイマＶの初期化部分を追加します。
まず、ＴＣＳＲＶのフラグと端子への出力方法を初期化します。（リスト１０−５の５行目）
次にタイムコンスタントレジスタＡに値を設定します。（６行目）
タイマＶがカウントを開始して、この値になったときに割り込みが発生します。
今回は２ｍＳ周期で割り込みを発生させますので、２５０にします。
７行目と８行目でタイマＶに入力されるクロックソースと、カウンタのクリア条件を設定しています。
ここでは、内部クロックを１２８分周したものをクロックソースとし、コンペアマッチＡ（コンスタントレジスタ
Ａの設定値とカウンタの値が一致した）でカウンタをクリアするように設定しています。
最後にコンペアマッチＡによる割り込みを許可しています。
これで、２ｍＳ周期での割り込みが発生できるようになります。
リスト１０−５
// Ｉ／Ｏの初期化
void IOinit(void)
{
：
TV.TCSRV.BYTE = 0x00;
// タイマコントロール／ステータスレジスタＶ設定
TV.TCORA = 250;
// タイムコンスタントレジスタＡに２５０を設定
// ２５０×１２８÷１６＝２ｍＳ
TV.TCRV1.BYTE = 0x01;
// ＴＣＫＳ０ビットのみ１
TV.TCRV0.BYTE = 0x0b;
// コンペアマッチＡでカウンタクリア
// 内部クロック１２８分周 カウンタスタート
TV.TCRV0.BIT.CMIEA = 1;
// コンペアマッチＡ 割り込み許可
}
ＬＣＤの点灯／消灯処理は、スイッチ番号からどの行のスイッチかを判断し、その行に対応したＬＥＤを
点灯します。
これは、ｓｗｉｔｃｈ∼ｃａｓｅ文を使えば簡単に実現できます。
リスト１０−６
// ＬＥＤ点灯処理
void LED_Set(char position)
{
∼ 次ページへ ∼
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switch(position){
case '1':
case '2':
case '3':
case '4':
case '5':
IO.PDR8.BYTE = 0x01;
// ＬＥＤ１を点灯
break;
case '6':
case '7':
case '8':
case '9':
case 'A':
IO.PDR8.BYTE = 0x02;
// ＬＥＤ２を点灯
break;
case 'B':
case 'C':
case 'D':
case 'E':
case 'F':
IO.PDR8.BYTE = 0x04;
// ＬＥＤ３を点灯
break;
case 'G':
case 'H':
case 'I':
case 'J':
case 'K':
IO.PDR8.BYTE = 0x08;
// ＬＥＤ４を点灯
break;
case OFF:
IO.PDR8.BYTE = 0x00;
// 全ＬＥＤを消灯
break;
default:
IO.PDR8.BYTE = 0x0f;
// 全ＬＥＤを点灯
break;
}
}
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６−６ スイッチ入力判定処理
押されたスイッチの有効／無効の判定と、有効の場合にスイッチ番号を取得する関数を作ります。
この関数は、割り込み処理から呼び出されている“Ｋｅｙ＿Ｃｈｅｃｋ（）”という関数です。
“Ｋｅｙ＿Ｓｃａｎ（）”で保存したスイッチの読み込みデータを使います。
つまり、ｓｃａｎ＿ｄ［０］［ｎ］とｓｃａｎ＿ｄ［１］［ｎ］を比較し、同じ（０以外）であり、１つのスイッチしか押されて
いなければスイッチが押されたと判断し、それに応じたスイッチ番号をグローバル変数“Ｋｅｙ＿Ｎｏ”に入
れます。
複数押しを無効とするために、まず５つの列について確認します。
ここでは、確認のためにカウンタを使います。
押されている列があればカウンタをインクリメントします。
つまり、カウンタが０であれば押されていないことになり、また、２以上になっていれば２列以上のどこか
のスイッチが同時に押されたと言うことになり、無効と判断することが出来ます。
１列のみ押されていた場合には、押されたスイッチを確認します。
ここでは単純に０ｘ０１，０ｘ０２，０ｘ０４，０ｘ０８との比較を行います。
これで列の中での複数押しは無効とすることが出来ます。
最後に押されていた行と列をもとに、スイッチ番号を変数に入れます。
このスイッチ番号は“テーブル”（配列）で定義していますので、ＬＥＤの点灯を無視すれば自由に変更
することが出来ます。
リスト１０−７
// スイッチ入力確認
void Key_Check(void)
{
const char SW_No[4][5] = {
{ '1', '2', '3', '4', '5' },
{ '6', '7', '8', '9', 'A' },
{ 'B', 'C', 'D', 'E', 'F' },
{ 'G', 'H', 'I', 'J', 'K' }
};
int y;
int i,count;
∼ 次ページへ ∼
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Key_No = 0x00;
// スイッチ番号をクリア
count = 0;
// カウンタをクリア
for(i = 0 ; i < 5 ; i++){
// 列の確認
if((scan_d[0][i] & scan_d[1][i]) != 0){ // スイッチが押されている
count++;
// カウンタをインクリメント
y = i;
// Ｙポジション
}
}
if(count == 1){
// 列の複数押し無し
switch(scan_d[1][y]){
// 行の確認
case 0x01:
// １行目
Key_No = SW_No[0][y];
break;
case 0x02:
// ２行目
Key_No = SW_No[1][y];
break;
case 0x04:
// ３行目
Key_No = SW_No[2][y];
break;
case 0x08:
// ４行目
Key_No = SW_No[3][y];
break;
default:
// 複数押し
break;
}
}
}
これで６−１の②、③の項目については出来ました。
①、④については、以前の章でやったものそのものですのでここでは、特に触れないことにします。
①∼④の機能をまとめたプログラムが添付ＣＤ ６章フォルダ内にありますので参照してみて下さい。
（“ＨＥＬＬＯ．ｃ”、“ｉｎｔｐｒｇ．ｃ”、“ｒｅｓｅｔｐｒｇ．ｃ”）
またコンパイルしてみてコンソールボードに書き込みをしてみて下さい。
コンソールボードの機能をフルに同時に使うことがで出来ましたね。
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付録１ ダウンロードアダプタ関連
この製品は、弊社のＨ８シリーズＣＰＵボード用のオンボードフラッシュ書き込みツールです。
パソコンのＲＳ２３２Ｃを使用しＣＰＵボードやコンソールボードと接続し、開発したプログラムを簡単にダ
ウンロード出来る便利なツールです。
また、シリアルインタフェースの電圧レベル変換基板としても使用可能です。
書き込みソフトは、弊社製Ｈ８ＷｒｉｔｅＰｒｏｇまたは、ルネサステクノロジ社製 Flash Development Toolkit
が使用出来ます。
Ｈ８ＷｒｉｔｅＰｒｏｇは、ダウンロードアダプタ購入時にＵＲＬを添付しますのでダウンロードして下さい。
ご購入の際は、ダウンロードアダプタ単体の他に、ＡＣアダプタ（５Ｖ）とＲＳ２３２Ｃケーブルがセットにな
ったものも用意しています。
ご利用内容に合わせお求め下さい。
ダウンロードアダプタ（Ｈ８シリーズ）
● アダプタ基板
● 接続ケーブル
● ピンヘッダ
ダウンロードアダプタ Ｃセット
● ダウンロードアダプタ
（基板、ケーブル、ピンヘッダ）
● ＡＣアダプタ（５Ｖ）
● ＲＳ−２３２Ｃケーブル
a
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参考文献
ルネサステクノロジ社
Ｈ８／３００Ｈシリーズ プログラミングマニュアル
Ｈ８Ｓ、Ｈ８／３００Ｈシリーズ クロスアセンブラ ユーザーズマニュアル
Ｈ８／３６７２シリーズ ハードウェアマニュアル
オーム社
Ｈ８ マイコン完全マニュアル
b
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