カテゴリー: DIY

　昨日コーディングしたリングバッファーを使ったプログラムの
　検証が終わりました。
　ほぼ満足のいく結果で、データーの取りこぼしもほとんどなく
　なりました。
　今回、リングバッファーに使ったメモリーは、２５６バイトで、
　これだけで、メモリーの７４％を使ってしまいます。
　でも、効果、絶大ですね。パルスの生成に時間がかかる
　ので、その時間差を吸収してくれます。MPG1回転で、
　１００パルスですから、２回半程度の回転に対応できると
　思います。
　今回は、大きなはまりどころもなく、すんなりでした。
　ｍａｉｎ．ｃ
　ざっと、ゴミを取り除いたプログラムです。
　例によって、「ｕａｒｔ．ｃ」と「ｕａｒｔ．ｈ」は諸兄のものをそのまま
　使わせていただいてます。
　
　LCDのデバックモニターを作成予定ですが、ついでに、
　I2C接続のLCDもあれこれいじってみようと思います。
　本日、LCDの部品が到着しました。

　どこでデータが欠落するのか、いろいろ調べようと思って
　ます。そのために、LCDデバックモニターを作って、みようと思
　います。部品を注文しましたので、届くのをまちます。
　デバッグモニターの制作と平行して、データー受信を
　リングバッファーを使ったプログラムに変更しみようと
　思います。
　当初は、リングバッファーを使ったプログラムにする予定で
　したが、リングバッファーの理解がいまいちで、コーデング
　できませんでした。その一番の原因は、構造体とポインタの
　理解ができてないことでした。
　ネットには、リングバッファーを使ったプログラムが沢山ある
　のですが、そのほとんどが、構造体とポインタという、私が
　一番苦手な手法を使ってありました。
　いろいろあさっていると、構造体とポンタを使わないプログラム
　を使って解説しているHPを見つけました。
　Elementary data structures - Queue
　このHPでやっと、リングバッファーの仕組みが理解で
　きました。
　また、このプログラムを組むにあたって、割り算のあまりを
　求める、計算をしなければなりません。この計算に、結構
　な時間がかかります。一般的には、計算の時間を短縮す
　るために２のN乗の数を使うそうです。２のN乗の数を使う
　ことで、割り算のあまりを出す計算を、X　＆　（N-1）とする
　ことで可能にできるそうです。これで、飛躍的に計算を早く
　できると書いてあるHPにも出会ました。この２のN乗の大き
　さをバッファーの大きさにするそうで、計算時間の短縮がで
　きます。
　この　＆　を使った計算方法が、
　%(剰余)の最適化について
　というHPに分かり易く書いてありました。
　ということで、リングバッファーを使ったプログラムを
　コーデングしていきます。

　
　１６Ｆ１８２７への移植がほぼ終わったので、有線でのMPGと
　ワイヤレスのMPGの動作について、テストしました。
　Multi Step－Cycle　Jog　Step１．００の設定で
　１００パルス（MPG1回転）をSS経由でMachを動かして
　ました。
　　　ワイヤレスMPG　ゆっくり回転　９７．００
　　　　　　　　　　　　　　早めに回転　６４．００
　　　有線　　　　MPG　ゆっくり回転　１００．００
　　　　　　　　　　　　　　早めに回転　１００．００
　というような結果で、ワイヤレスの方は、早く回転すると、
　４割ほど、パルスが欠落するようです。
　今回生成したA相とB相のパルスは、振幅を少し広めに
　とりました。この振幅をもうちょっと狭くすると、応答もよく
　なるような気がします。
　送信と受信側で、送受信のデータの個数を計測してみ
　
　ようと思います。

　外部セラロックを使わないで、内部PLLを使って、３２Mhzで
　動作させるために、１６Ｆ１８２７に１６Ｆ８８のプログラムを移
　植しました。
　今回、移植するのに、丸々３日ほどかかりました。はまっ
　てしまったのは、二つでした。
　一つ目は、大いなる勘違いで、
　　　　　ｆｏｒ（　；　；　）
　の使い方を誤ってました。そのため、Ａ相、Ｂ相のパルスが
　正しく発生できませんでした。１６Ｆ８８で作った時は、パルス
　の発生を前後の余裕をもってしていたので、その余裕が、
　ロジックの誤りを吸収してくれたようです。初期値１～５まで、
　５回のループを作りたいのに、
　　　ｆｏｒ（ｉ＝０；ｉ＜５；ｉ＋＋）
　のような記述をしてました。これでは、０～４までの５回の
　ループになってしまいます。正しくは、
　　　ｆｏｒ（ｉ＝１；ｉ＜＝５；ｉ＋＋）
　でした。
　もう一つは、原因がよく分からないのですが、クロックを早く
　すると、ＰＯＲＴが思った動作をしてくれなくなるようで、
　PORTレジスタとLATレジスタ
　
　と
　PICとMikroC
　
　に記事がありました。
　早速、ＬＡＴレジスタを使って組み直すと、見事動きました。
　動いたプログラムです。ゴミが沢山残ってます。
　　ｍａｉｎ．ｃ
　特に、メインの処理では、ｓｗｉｔｃｈ分とｉｆ分が混在してます。
　原因をあれこれ探るためにやった名残です。
　もしかして、このように、ＰＩＣは癖があるのかもしれませんね。
　ＡＶＲ等は、どうなんでしょうか。
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＊　　　　　　　　　　　追記　　　　　　　　　　　＊
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　もしやと思い、諸兄の記事を参考に、ポートのビット操作
　の間に’ｎｏｐ’を一ついれて動かして見ました。
　あれほどなやんだのが嘘のように、通常の書き込みで、
　ＬＡＴレジスタを使わないで、動きました。
　　　’ｎｏｐ’をいれたプログラムです。
　　　　　ｍａｉｎ．ｃ
　やはり、諸兄はすごい。

　やっと動作確認できた、送受信の基板を使って、SS経由で、
　MACHを動かしてみました。
　不具合が出るかなと思いましたが、あっけなく動いてしまい
　ました。
　MACHの数字の変化は、有線でつないだMPGに比べてみて、
　若干もたつくような印象でしたが、とりあえず動くことがわ
　かりました。
　今回の回路です。手直した方がいいところがあるかと思いま
　すが、一応動作したもの覚え書きです。

　

　今回は、エンコーダーが作り出した信号でなくて、PICで作っ
　た信号をSSに入れてますので、両者をオシロで比較してみ
　ました。

　

　PICで作った信号の振幅がやや狭いようです。
　広くするのは、簡単ですが、その分、応答速度が遅くなるような
　気がするので、このままにしようと思います。
　また、今回は、UART（USART)の通信速度は、９６００bpsに
　しました。PIC周期を３２Mhzにすれば、倍の１９２００bpsに設定
　しても大丈夫だと思いますので、後日変更してみようと思います。
　ただ、受信側に使ってる１６F８８は、２０Mhzまでなので、
　ついでに購入しておいた１６F１８２７に置き換えてみようと思い
　ます。幸い、RXとTXのピンは、プログラムから変更できるようで
　すが、１６Ｆ８８と同じ設定にできるようです。

　受信側の基板が完成し、動作確認をしました。今日、丸一日
　かかってやっと動作の確認ができました。
　今回、MCLREの設定ではまりました。
　デバック用につけたLEDがプログラムの開始で、点灯してくれ
　ません。いつも使ってる基板では、きちんと動作してくれるの
　であれこれやりました。幸い、RA５ピンの近くにLEDをつけ
　てましたので、LEDを触ると、つきました。あれ、と思いあれ
　これやっていると、RA5ピンをさわると点灯することが分かり
　ました。RA5ピンは、MCLRE（リセットピン）わりあてられてい
　ます。CONFIGでは、MCLRE＝ONの設定で、外部ピンによ
　るリセットが有効になっていました。
　いつも使ってるテスト用の基板は、RA5ピンがリセット用に、
　プルアップされていました。今まで気づきませんでした。
　MCLRE＝OFFにして、コンパイルし直すと、デバッグ用の
　LEDがやっとつきました。

　

　自作MPG→PIC→Xbee・・・・・（キャラクタ送信）・・・
　　　　　　　Xbee→PIC→SS
　の経路の作成が８割完成です。
　明日は、受信側で、生成するパルスの確認をします。
　切り替えは、フォットカプラーを介して、該当のピンをグランド
　に落とすことでします。このテストもやります。

　ほぼでき上がったテスト基板で、ワイヤレス送信のテストを
　しました。

　
　有線部分をワイヤレスに置き換えても、目で見えるタイムラグ
　は見えないようです。

　PICの処理速度も気になりましたが、この程度の信号だと、
　ほぼリアルタイムで処理ができるようです。
　データの送受信で、処理しきれずに取りこぼしがあるのか
　もしれませんが、確かめるまでもないかなと思います。
　回路図といえるほどのものではありませんが、覚え書き
　の送信の回路図です。MPGのA相B相の信号から、DIRの
　信号を作るため、あまっていた、７４HC74の
　DフリップフロップのICを使ってます。電源と信号のやり取り
　の線を結んだだけの回路です。

　
　本当は、自作のMPGに全部組み込んでしまえば、新たな
　プログラムを作る必要もなかったのですが、行き当たりばっ
　たりの私の性格そのものですね。

　テスト基板とテストプログラムの検証がおわりました。
　無事、目的のキャラクターをRS２３２C経由でPCのターミナル
　ソフトに送信できました。
　切り替えの判定をするのに、「状態変化割り込み」を
　使用しましたが、どうも、隣のポートまで影響をうけるよう
　で、「状態判定」のｉｆ文をいれて、思った動作になりました。
　送信側の問題か、受信側の問題かは、わかりませんでし
　た。修正とテストのすんだプログラムです。インクルードし
　ている「ｕａｒｔ．ｈ」と「ｕａｒｔ．ｃ」は、諸兄の作られたものを
　そのまま使用してます。
　　　　　　　修正ｍａｉｎ．ｃ
　有線での接続では、ＭＰＧのダイヤルを結構早く回しても
　送信は、ついていけるようです。

　

　「１～７」の数字と、「ｆ」と「b」のキャラクターの送信をしている
　ようすです。このキャラクターを受信して、それに応じた処理
　をします。受信側のプログラムはできていますので、
　ワイヤレスでの、送受信のテストをします。

　テストに使う送信用のプログラムとテスト基板がほぼ完成
　しました。
　基板にICはさしていませんが、こんなレイアウトになります。

　

　明日は、次のプログラムをICに書き込んで、テストをする
　予定です。
　　　　　今回のプログラムです。ｍａｉｎ．ｃ
　
　ハードに頼り切っていますので、シンプルなプログラムです。　
　TXの線をRS232C経由でPCにつなぎ、プログラム通りに
　「１～７」の数字と、「ｆ」と「b」のキャラクターの送信ができて、
　ターミナルの画面「１～７」の数字と、「ｆ」と「b」のキャラクター
　の表示ができると無事成功です。
　まあ、一度では成功しないと思いますし、原因を探って
　何日か悩むようかなと思います。
　今回は、気がかりが一つ。今までののPICライターは、今回
　のPICには対応してないので、PICKIT３を使いますが、うまく
　書き込めるかどうか、心配です。
　それに、プログラムが動いているか確認するための正常動作
　する基板がないのです。
　トライアンドエラーでやるようです。

　今回自作MPGのワイヤレス化にともなって購入した部品です。

　

　一番下のものは、Xbeeの設定を変えるために、USB経由で
　PCに接続するためのアダプターで、○月製です。
　一番上の変換基板は、Xbeeに３．３Vの電源を供給するため
　の変換基板です。この変換基板で、電源とデーターの受け
　渡しのレベルの変換をします。変換されるのは、TX（送信）
　RX（受信）だけです。両脇は,言わずとしれたアンテナです。
　一番下のは○月で、後のは、○イッチサイエンスから、通販
　でもとめました。
　全部、○イッチサイエンスでもよかったのですが、
　インターフェースの基板は、高かったので、○月のにしました。

　一番最初にしたのXbeeの設定を変えるためのXCTUの
　インストールですが、詳細は諸兄のHPに譲ることにします。
　このソフトを使って、Xbeeの設定を、変更しました。
　　　　一つ目・・・・・・・・・ZigBee　Rｏutor　ＡＴ
　　　　二つ目・・・・・・・・・ZigBee　Coordinater　AT
　にします。パラメーターを変えるのではなく、ファームウエア
　そのもを書き換えているようです。
　ZigBee　Coordinater　ATへの書き換えはうまくいきましたが、
　ZigBee　Rｏutor　ＡＴへの書き方に失敗し、PCに接続した
　インターフェース基板から、本体を検索できなくなってしまい
　ました。ちょっと、焦りましたが、XCTUをよく見ると、
　Xbee　Recoveryの項目があり、ここから、ファームウエア
　を書き戻すことができ、一安心です。
　この辺の操作も、諸兄のHPｎ記載がありますので、そちら
　にゆずることにします。