インターネットガジェットのUSB168の製作

書籍「面白チャレンジ！インターネットガジェット入門」の製作では、LIBUSBのライブラリを使用して、ソフトのみでUSBターゲットを製作できるのですが、そのもっとも簡単な、USB接続だけできる基板を製作しました。一応、ポートにLEDをつけると、オンオフすることはできます。

普通USBというと、仮想COMポートとして組み込まれて、ターミナルソフトでアクセスすることになるのですが、このLIBUSBでは、アクセスするソフトのほうにも、ライブラリをリンクして、直接アクセスすることになります。これは、Cygwinをインストールして、コンパイルを行なうときに、ライブラリを使用することを指定するだけで済むので、プログラムは容易です。

書籍を読み始めたときに、AVRライタから製作を始めましたが、このUSB168プログラムでは、書き込みを行なうときには、MakeコマンドでAVRDUDEを起動し、USBaspを使用するようになっていました。しかし、Makefileから、フューズビットを確認して、AVRDUDEGUIで書き込むことも出来ます。

基板をUSBケーブルで接続し、パソコンから、
./pc 1
コマンドを入力すると、LEDが点灯します。

USBの機能を欲張らず、パソコンから基板に対してUSBで接続できることだけできると思ったほうが良いようです。パラメータの渡し方も、きわめて簡単な方法でしか出来ません。それでも、USBで認識されるのは、気持ちが良いものでした。

インターネットガジェットのUSBーAVRライタ

AVRを使用すると、USBをソフトのみで使用できるライブラリがあります。書籍「面白チャレンジ！インターネットガジェット入門」では、それらをブレッドボードで組み立てながら実験をしていきます。

初めに、AVRに書き込みをするためのAVRライタの製作をします。これを使えば、専用のライタを用意しなくても書込みができます。このライタは、最も簡単な方法で書き込みを行なうもので、秋月のFT232RLモジュールを使い、ビットバンモードによって書き込みを行なうもので、AVRには、MOSI,MISO,SCK,RESETと電源だけを接続するだけになります。念のため、クロック用のセラロックも接続します。

書籍では、秋月のFT232RLモジュールを使用し、ブレッドボードに組み立てて使用しますが、FT232RLチップは使用することが多いので、ピッチ変換基板で組み立てて使用しました。基板上には、FT232RLと、AVR用の２８ピンのソケットしか見えません。

このライタを、今後の製作に使用するので、使い勝手はよいほうがよいのですが、著者のサイトから、AVRDUDEGUI.EXEをダウンロードして使うことで、ウィンドウ上で設定することが出来ます。一部のパラメータは、一度設定すれば変更することはありません。

AVRDUDEは、バージョンによって合わないことがあり、ドライバのバージョンを更新することでうまく動作することがあります。一度うまくいったら、なるべく変えないようにして使うのがよいでしょう。

AVEDUDEGUI.EXEでは、今まで使うことが出来なかったATｍega168Pなども書込みができるので、必要なときには、他のプログラムの書込みにも使用しています。開発環境は、確実に動くようにしておき、プログラムの製作に専念できるようにしたほうが良いでしょう。

秋月、R8C/2Aマイコンボード

秋月の、R8C/2Aマイコンボードを使ってみました。これは、マイコンボードだけなので、R8C/2D開発セットのマザーボードに挿し込んで使用します。

プログラムは、R8C/2D開発セットのCDROMに、全てのマイコンボードの分だけ入っているので、それをコンパイルして書き込みます。プログラムは、LEDの点滅、液晶モジュールの表示、AD変換器による入力、の３種類で、全てのマイコンボードで共通です。

開発セットは、マイコンボードを他のボードに実装して使うために、プログラムの開発やデバッグをするための開発環境として使うにはすこし役不足です。単に、デモ用のソフトを動作させるために必要なモジュールが実装されていると思ったほうが良いようです。書き込みだけならば、ターゲットボードに、シリアル入出力と、MODEのスイッチをつければ済むことです。

開発セットの最も役に立つと思ったのは、プログラムの書き込みに使う、M16Cフラッシュスタータが、ノートパソコンのUSBシリアルケーブルでもうまく動作することでした。FDTを使うと、始めから組み込まれたCOMポートでないとうまく書けないことがあったからです。

R8C/2Aは、ピン数が多く、多くの入出力を制御できますが、マイコンボードの基板サイズはすこし大きすぎる気がします。もう少し小さな基板にしたもらったほうが使いやすいと思いました。

超小型ARM基板、OB基板UB基板でオシロ

書籍「組み合わせ自在！超小型ARMマイコン基板」に付属のマイコン基板に、オプションのOB基板（有機EL表示基板）と、UB基板（アナログ入出力＆スイッチ基板）を追加すると、アナログ信号を入力してグラフィック画面に表示できるようになるので、オシロスコープを作ることが出来ます。

書籍では、第２２章でオシロスコープのプログラムを紹介していますが、サンプリングが１０ｋHz（１００μS間隔）なので、最大周波数が５ｋHzまでとなります。画面が１２８ｘ１２８なので、縦軸は３２ドットとなり、これが３．３Vに相当します。また、時間軸は、１DIVが１６ドットなので、１．６ｍｓ／Divとなります。大体、５ｋHz以下の周期的な信号を表示できるというところです。

超小型ARMマイコン基板は、ADCは内蔵していますが、その入力となる回路がなかったので使えなかったのが、UB基板によって使えるようになっています。このように、拡張基板を最低２枚組み合わせて使うため、マイコン基板も２枚が必要になるようです。

オーディオ信号の監視などには立派に使うことが出来るようなので、プリント基板などに２つ分のLPC1114を組み立て、OB基板をそのまま接続して使うようなオシロを作ると面白いかもしれません。

ＬＰＣＸｐｒｅｓｓｏ１１１４で超小型ＡＲＭ基板のデバッグ

ＬＰＣＸｐｒｅｓｓｏ　ＮＸＰ　ＬＰＣ１１１４には、ＬＰＣ－ｌｉｎｋが一体化されており、書き込み、デバッグができるようになっています。この部分は、ＬＰＣ１１１４と切り離して単独で使用することができるようになっています。

基板の中央には、コネクタがあり、２列の左右それぞれがパターンで接続されていますが、それをカットすることでＬＰＣ－ｌｉｎｋが単独で使えるようになります。ここからリード線を引き出し、超小型ＡＲＭマイコン基板の書き込み端子に接続すると、書き込みやデバッグができるようになります。これは、トランジスタ技術２０１１年４月号の超小型ＡＲＭマイコン基板の第３回「まだまだある拡張基板群」の中の、Ｐ．６９に写真が出ています。更に詳しくは、マイコン基板が付属している書籍に説明があります。

超小型ＡＲＭマイコン基板は、小さく作るためにデバック機構などはありませんが、デバッグ用の端子はコネクタに引き出されています。それを使って、ＬＰＣＸｐｒｅｓｓｏ１１１４のＬＰＣ－ｌｉｎｋを利用してデバッグすることになります。今まで、超小型ＡＲＭ基板を使用するときには、書籍で提供されたプログラムをコンパイルしたり書き込んだりするだけだったので、デバック支援が必要と感じたことがありませんでしたが、汎用基板を使用してプログラムも製作すると必要になると思います。

ＬＰＣＸｐｒｅｓｓｏ ＮＸＰ ＬＰＣ１１１４評価キット

ＬＰＣＸｐｒｅｓｓｏ　ＮＸＰ　ＬＰＣシリーズは、３種類が販売されていますが、その中で最も簡単なものがＬＰＣ１１１４となります。前にＬＰＣ１３４３を購入したことがありますが、開発環境でコンパイルし、書き込みを行なって動作を見るところまでではほとんど変わりありません。

なぜＬＰＣ１１１４を購入したかといえば、超小型ＡＲＭマイコン基板でもＬＰＣ１１１４を使用していて、この評価基板のＬＰＣ－ＬＩＮＫを使うと、超小型ＡＲＭマイコン基板のデバッグや書込みができるとトランジスタ技術に出ていたからです。それは、いずれ試してみることにして、この基板でも開発環境でコンパイルすることから始めて動作するまでを確認してみました。

開発環境は、まえにＬＰＣ１３４３で使用したのと同じになっていましたが、ＬＰＣ１１１４用のサンプルプログラムをインポートするところから始めました。キットには、一連の手順が一枚の説明書で書かれていますので、そのとおりに進めました。

書込みまで終わると、ＬＥＤが点滅を始めました。自分でプログラムしてみるには、この手順を進めればよいようですが、豊富に揃ったライブラリを使いこなすまでにはなかなか行かないようです。サンプルプログラムの点滅速度を変えてみるにとどめました。

秋月キット、Ｒ８Ｃ／２５マイコンボード

ルネサスのＲ８Ｃ／２Ｘシリーズは、ほどほどのメモリと周辺機器を内蔵し、必要なポートに合わせてパッケージのサイズを選ぶことが出来ます。

Ｒ８Ｃ／２Ｄマイコン開発セットは、ピン数の比較的多いマイコンに対応し、何種類かのマイコンモジュールに対応します。このＲ８Ｃ／２５マイコンボードも、このマイコン開発セットで使用できるようにコネクタのサイズがあっています。

Ｒ８Ｃ／２５マイコンボードに使われているマイコンは、Ｒ５Ｆ２１２５６Ｓというマイコンチップが使われており、最後の数字の６がフラッシュメモリサイズを表します。６の場合、３２ｋＢとなり、ＲＡＭは２ｋＢとなります。同じＲ８Ｃ／２５でも、ＲＯＭサイズの異なるものがあることになりますが、Ｒ８Ｃ／２５マイコンボードでは、１種類のみとなります。

マイコンボードを、開発セットのマザーボードに取り付け、プログラムを書き込みます。サンプルプログラムは、開発セットのＣＤＲＯＭに全て入っており、マイコンボードのみを購入したのでは入手できません。サンプルとして、ＬＥＤ点滅、ＬＣＤ表示、ＡＤ変換があり、どのマイコンボードも共通になっています。

サンプルプログラムだけでは、動作確認はできますが、どのようなプログラムができるかは余りわかりません。やはり、自分でプログラムを作ってみることが大事のようです。開発セットは、サンプルプログラムを実行してみるには足りますが、実際のプログラムを作るときのマザーボードには不十分です。書き込みだけ使うのであれば、ターゲットボードに、シリアルポートをつけるだけなので、簡単な回路で書込みができます。

開発セットは、まったく初めてのときに、とにかく動かしてみるためのもののようです。マイコンボードのほうは、端子がすべてコネクタに引き出されていますが、これを使うよりも、ＩＣを使って回路設計をしたほうが小さく作れるようです。マイコンボードは、基板サイズが決まっているので、無駄に大きいという感じで、もう少し小さくしておいて欲しかったと思います。

しかし、マイコンボードを動作させて見るうちに、Ｒ８Ｃ／２Ｘが少しずつわかってきました。

ＩＣ－９１００コールサイン音声読み上げソフト

ＩＣ－９１００には、パソコンと通信するためのＲＥＭＯＴＥ端子があり、コントロールコマンドで情報を得ることが出来ます。その中で、ＤＶモードにおいて受信したコールサインを読み取るコマンドがあり、これを使えば、受信した電波のコールサインを音声で読み上げることが出来ます。

コールサインが受け取れることは、すでに確認済みで、その中の呼び出し元のコールサインを取り出し、音声に変換することで、誰の電波かを確認することが出来ます。

音声の読み上げは、アルファベットと数字の音声を別々のファイルに録音しておき、ＷｉｎＭＭライブラリで再生することで容易に実現することが出来ます。音声データは、すでにマイコンから読み上げる機器を作ったときに録音したものがありましたので、その基データを使用しました。

初めのうち、ＩＣ－９１００を確認するコマンドがうまく動作しなかったのですが、そのような処理は必要なく、すぐに受信を開始すればよいことがわかったのでプログラムを改めたところうまく動作しました。

ＩＣ－９１００をＤＶモードで受信にしていると、電波を受信することで、コールサインを音声で読み上げます。ただ、これができるのはデジタル通信であるＤＳＴＡＲのＤＶモードのときだけで、ＦＭモードやＳＳＢモードでできるわけではありません。

ｍｂｅｄにＵＳＢｈｏｓｔコネクタ取り付け

ｍｂｅｄには、コネクタを配線するだけで使えるインターフェースが多数ありますが、ＵＳＢのＨｏｓｔにも使えるインターフェースがあります。

これを使うと、ＵＳＢメモリやＵＳＢマウスなどを読み取ることができるのですが、トランジスタ技術の２０１１年３月号に、コネクタの配線と、使うプログラムの紹介があったので動作させて見ました。

ハードで必要なのは、ＵＳＢのＡタイプメスコネクタと、電源用のポリスイッチだけです。さっそく、配線して、ＣＯＯＫＢＯＯＫからダウンロードしてコンパイルしてみました。ｍｂｅｄに転送してリセットスイッチを押すと、青いＬＥＤが点滅します。これは、ＵＳＢメモリが挿入されていないエラーのメッセージです。ＵＳＢメモリを挿入して実行すると、何かアクセスされたようです。

なお、パソコンとｍｂｅｄを接続しているＵＳＢケーブルは、ディスクドライブとＣＯＭポートの複合デバイスで、ＣＯＭポートにターミナルソフトを接続していると、ＵＳＢの情報などが表示され、書込みが行われたことがわかります。ＵＳＢメモリをパソコンに挿入してみると、ファイルが作られていました。

ＰＣＭ２７０４ＤＢ、ＵＳＢスピーカの製作

秋月の店頭で、音楽を鳴らしてデモをしているので、どのようなアンプなのかと思ったら、ＵＳＢスピーカのＩＣでした。

回路を組み立てて、パソコンのＵＳＢ端子に接続すると、オーディオスピーカのデバイスとして認識され、パソコンのスピーカ出力が、ＵＳＢスピーカに切り替わります。外付け部品も多くなく、簡単なのですが、参考回路を見ると、スピーカをならすためには、スピーカアンプをこの後につける必要があるようです。イヤホンで聞くことにして、そのままの出力にしました。

このＩＣには、音量調整とＭＵＴＥのボタンをつけることが出来ますが、この調整は、ＩＣのアンプの音量を調整するものではなく、パソコンの音量調整を行なうために、もうひとつのＵＳＢデバイスとして組み込まれ、複合デバイスとなっていました。ボタンを押すと、パソコンのスピーカの設定を変更できました。