xpwiki : inc/mbed/20140629mbed ことはじめ

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mbed ことはじめ

まず頭に入れてくべきこと

- mbedオフィシャルサイト　全てはここから始まる。
- mbedとは：Wikiedia
- mbed と Arduino の違い

準備したもの

- mbed対応のマイコン。今回は、LPC1114FN28 を、秋月電子で購入。　１個たったの120円！（税込）
- USB-シリアル変換モジュール　FT232RL　秋月で購入。
- Arduinoスターターキット SGK-ARD-KIT 千石電商で購入　arduino uno 付きで4,940円。　arduino unoの他に付属のセット品が色々入っていて、初めてには良いですね。　arduinoからいじり始めてみたものの、mbedを教えていただいたら断然そちらが面白くなってます。

配線

参考
- mbed LPC1114でLチカしてみた(1)：しなぷすのハード製作記
  　マイコンとFT232RLの接続が参考になります。　プログラムを書き込んだあとリセットしなくても済みます。　なお、書き込みソフトはこのページの要領ではなく、LPC1114限定で下記ページのものが使いやすいです。
- mbed LPC1114でLチカしてみた(2)：しなぷすのハード製作記
  　LPC1114限定で「LPCISP」というソフトを公開しておられます。USB/serialコンバーター経由で一発書き込み、即座にリセットが働くので、楽ちんです。

ハード図
　ブレッドボードを使うとテストは楽にできるけど、一度バラしたら再現するのが面倒になっちゃいますんで、ちゃんと図面を書くクセをつけたいですね。今回は資料への使いまわしがしやすいようにEXCELでこんな感じで書いてみました。
- LPC1114のLED回路はソース出力（PNP)でプラスコモン、FT232RLのLEDモニタ回路は、シンク出力（NPN）でマイナスコモンになっているみたいで、ちょっと混乱します。
  　工業用制御部品に関していえば、日本国内やアジア圏ではシンク（NPN）でマイナスコモン、欧州ではソース出力（PNP)でプラスコモン　が多いですが、欧州への輸出時にはCEマーク表示の関係で本質安全の考え方から必ずPNPにしないといけなくなるため、国内でもPNPへの変更が徐々に進んでいる・・　のかなあ？
  　組み込み部品での状況は全くわからずです。

プログラム

　mbedはarduinoと違い、ほぼ素のC/C++で書けます。　オンラインコンパイラでビルドが通ったプロジェクトをエクスポートして、外部のIDEで編集・コンパイルできることからもそれを実感できます。

　とはいえまずはオンラインコンパイラで。

使用ライブラリ

Servo
　mbedのオンラインコンパイラ上の「Import」でキーワード「Servo」で検索し、sford cstyles　さんの　mbed R/C Servo Libraryを試しに使ってみました。
MySerial
　自作ライブラリ MySerial です。mbed標準のRawSerialクラスを継承し、受信文字列のchar配列格納を簡単にできるようにしてみました。　現時点でのソースを貼っておきます。
- GetString メソッドは、テンプレート化でオーバーロードしてあり、引数にポインタ変数指定でも　char配列指定の参照でも使えるようにしました。
- Wait時間の設定を追加してあります。
  　その他APIは、こちらを参照。

MySerial.h

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/** mbed Serial Library extend RawSerial
 * Copyright (c) 2014 Naoki Okino
 *
 * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
 * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
 * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
 * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
 * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
 * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
 * THE SOFTWARE.
 */
#ifndef MBED_MYSERIAL_H
#define MBED_MYSERIAL_H
 
#include "mbed.h"
    
/** MySerial control class, based on a RawSerial
 *
 * Example:
 * @code
 * #include "mbed.h"
 * #include "MySerial.h"
 * 
 * MySerial pc(USBTX,USBRX);   //instance of MySerial Class
 * char cWord[16]; //receive chars  or cWord[256], cWord[1024] etc..
 * 
 * void readbuf()
 * {
 *   // int iRtn =  pc.GetString(6,&cWord);    //Serial received chars by pointer cWord
 *    int iRtn =  pc.GetString(6,cWord); //Serial received chars byref of cWord
 * }
 * int main() {
 *    pc.baud(9600);                  //set baud rate
 *    pc.format(8, MySerial::None, 1);//set bits for a byte, parity bit, stop bit
 *    pc.SetRxWait(0.01, 0.001);       //set wait getting chars after interrupted, each char
 *    pc.attach( readbuf, MySerial::RxIrq );    //Set Interrupt by Serial receive
 * }
 * @endcode
 */
class MySerial : public RawSerial{
    
public:
    /** constructor to get chars received by serial
     * 
     * @param PinName tx
     * @param PinName rx
     */
    MySerial(PinName tx, PinName rx);
   
    /** set wait getting chars after interrupted
     * 
     * @param float _fRxStartWait wait getting a 1st char after interrupted
     * @param float _fRxEachWait wait getting each char
    */
    void SetRxWait(float _fRxStartWait, float _fRxEachWait);
 
    /** function to get chars after received chars by serial
     * 
     * @param int size for get chars
     * @param *cWord returns got chars by pointer
     * @param returns success by 0
     */
    virtual int GetString(int size, char *cWord);
    
    /** overload function to get chars after received chars by serial
     * 
     * @param int size for get chars
     * @param cWord returns got chars by ref
     * @param returns success by 0
     */
    template <class X> int GetString(int size, X cWord)
    {
        return GetString(size, &cWord);
    }
 
protected:
    float fRxStartWait;
    float fRxEachWait;
    
};  /*  class MySerial  */
 
#endif

MySerial.cpp

 
 
 
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#include "MySerial.h"
 
MySerial::MySerial(PinName tx,PinName rx):RawSerial(tx,rx)          //constructor
{
    fRxStartWait = 0.01;    //wait getting a 1st char after interrupted
    fRxEachWait = 0.001;    //wait getting each char
}
 
void MySerial::SetRxWait(float _fRxStartWait, float _fRxEachWait)
{
    fRxStartWait = _fRxStartWait;   //wait getting a 1st char after interrupted
    fRxEachWait = _fRxEachWait;     //wait getting each char
}
 
int MySerial::GetString(int size, char *cWord)            //by pointer
{
    int i=0;
    int ichar;
    memset(cWord, '\0', strlen(cWord));  //initialise chars
 
    wait(fRxStartWait);
 
    while(1) {
        if(!readable())    {
            break;
        }
        ichar = getc();
        if(i<size) {
            cWord[i] =ichar;
            //putc(ichar);
        }
        i++;
        wait(fRxEachWait);
    }
    return 0;
}

メイン

シリアルコマンド
ただの実験なので、<STX><ETX>などの制御コマンドは一切無しです。（汗）
- 「start」で開始
- 「pxxx」(xxxは角度)で位置決め
- 「stop」で停止
  です。
受信の割り込みと、50ms定時タイマ割り込みを受けてメインで動作及びLチカさせてみました。
- 割り込みのIRQ変数名は、シリアルが「UART_IRQn」、定時タイマが「TIMER_16_0_IRQn」でしたので、割り込み優先度や割り込み禁止を個別に管理できます。　この辺の定義は、こちらに全部書いてありますね。

まだ試していませんが、フロー制御を入れないと9600bps以外では取りこぼしが発生します。

ソース
volatile のつけ方などわかっていないので、まだ適当です。

main.cpp

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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#include "mbed.h"
#include "Servo.h"
#include "MySerial.h"
 
Servo myservo(dp18);
MySerial pc(USBTX,USBRX);         //instance of MySerial Class
Ticker timer;
DigitalOut led2(LED2);            //alive check LED
 
volatile int cntRx=0;
volatile int cntRx_old=0;
volatile int timeUp=0;
volatile int timeUp_old=0;
 
char cWord[6]; //receive chars  or cWord[256], cWord[1024] etc..
char *pCword = cWord;    //pointer for cword
const char ccStart[6] = "start";
const char ccStop[5] = "stop";
const char ccMove_[2] = "p";
 
int readSize = 5;
int doStatus;
int iDeg;
 
void atRx()
{
    NVIC_DisableIRQ(UART_IRQn);
    cntRx++;
}
 
void atTimer()
{
    //NVIC_DisableIRQ(TIMER_16_0_IRQn);
    timeUp++;
}
 
void readbuf()
{
    pCword = cWord;    //pointer for cword
 
    //int iRtn =  pc.GetString( readSize, &cWord[0] ); //Serial received chars by pointer of cWord
    int iRtn =  pc.GetString( readSize, cWord ); //Serial received chars byref of cWord
 
    if(strcmp(cWord, ccStart)==0) {     // start
        doStatus=1;
        printf("started\n");
    } else if(strcmp(cWord, ccStop)==0) { // stop
        doStatus=0;
        printf("stopped\n");
    } else if(cWord[0]==ccMove_[0]) { // 1st char matches
        pCword++;                    // increment pointer to get after 2nd chars
        iDeg = atoi( pCword );
        printf("%d\n",iDeg);
    } else {                        //no action except for start/stop
        printf(" no match %s\n" , cWord);
    }
    if ((doStatus == 1) && (0 <= iDeg) && (iDeg <= 180)) {
        wait(0.01);                           // waits for the servo to get there
        myservo.position(iDeg - 83.0);
    }
}
 
int main()
{
    pc.baud(9600);                  //set baud rate
    pc.format(8, MySerial::Odd, 1);//set bits for a byte, parity bit, stop bit
    //pc.format(8, MySerial::None, 1);//set bits for a byte, parity bit, stop bit
    //pc.set_flow_control(MySerial::RTSCTS,dp26,dp25);
    pc.SetRxWait(0.01, 0.001);       //set wait getting chars after interrupted, each char
 
    wait(0.25);     //startup wait
 
    pc.attach( &atRx, MySerial::RxIrq );    //Set Interrupt by Serial receive
    NVIC_SetPriority(UART_IRQn, 120);
    timer.attach( &atTimer, 0.05 );
    NVIC_SetPriority(TIMER_16_0_IRQn, 10);
 
    myservo.calibrate(/* range */ 0.00099, /* angle +/- */ 90.0);
 
    while(1) {
        wait(0.01);
 
        if(cntRx != cntRx_old)
        {
            readbuf();
            cntRx_old = cntRx;
            NVIC_EnableIRQ(UART_IRQn);
        }
 
        if(timeUp != timeUp_old)
        {
            if( 10 <= timeUp )
            {
                led2 = !led2;
                timeUp=0;
            }
             timeUp_old = timeUp;
            //NVIC_EnableIRQ(TIMER_16_0_IRQn);
        }
    }
}