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あおいかつま
4 years ago
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1 マイコンをはじめよう割り込みを使おう徳島大学大学院ソシオテクノサイエンス研究部技術専門職員辻明典連絡先 : 徳島市南常三島町 2-1 TEL/FAX: :a-tsuji@is.tokushima-u.ac.jp

2 割り込みを使おう第 8 回 2013/9/14(Sat) 10:00 11:30 2

3 本日の予定 1 割り込みについて 2 タイマ割り込み 3 外部割り込み 4 割り込みでブザーを鳴らそう 3

4 本日の回路割り込みスイッチとブザー 4

5 1 割り込みについて 5

6 1.1 マイコンのプログラム基本構成ポートの初期化 init() setup() 割り込み関数無限ループポーリング関数ポーリング while(1) loop() 割り込みが発生したときにのみ呼ばれる関数 ISR: Interrupt Service Routine 割り込み要因 : 内部, 外部何がきっかけ? 割り込み 6

7 1.2 ポーリングポーリング関数の実行 void main() { init(); // ハードウェア初期化タスク setup(); // ユーザによる初期設定 while (1) { // 無限ループ loop(); // タスク : ポーリング関数時間 7

8 1.3 ポーリングと割り込みポーリング関数と割り込み関数の実行タスク割り込み発生 int main() { init(); setup(); // ハードウェア初期化 // ユーザによる初期設定割り込み関数 while (1) { // 無限ループ loop(); // タスク実行 ( ポーリング ) 時間 void isr() { // 割り込み関数 // タスク実行 8

9 2 タイマ割り込み 9

10 2.1 タイマ割り込み周波数と周期周波数 (f) 1 秒間に繰り返し発生するイベントの回数周期 (T) 繰り返しイベントの発生間隔周波数と周期の関係 : f = 1 / T T マイコンの動作周波数 16 MHz 時間新生児の脈拍 : 120 times / minute 周期 T= 0.5 (sec) 周波数 f = 2.0 Hz (2 times / sec) 10

11 2.2 タイマ割り込みポーリング使用タイマ割り込み使用 T ISR ウェイト関数 delay(ms) for(i=0;i<n;i++;); T? T T ISR ISR ISR 時間時間割り込み関数が正確な時間に呼ばれる 11

12 2.3 タイマの種類マイコン : Arduino UNO (AVR 社 ATmega328P) 3 種類のタイマ : タイマ 0, タイマ 1, タイマ 2 タイマ 0:8 ビット -delay(), millis(), micros() 関数に使用タイマ 1:16 ビット -Servo モータライブラリに使用 -TimerOne ライブラリに使用タイマ 2:8 ビット -tone() 関数に使用 -MsTimer2 ライブラリに使用 -3 番ピン,11 番ピンの PWM との併用不可 12

2.4 タイマライブラリの利用 MsTimer2 Library: 1 ミリ秒単位でタイマ割り込みを発生させる 1. MsTimer2.zipを展開 2. MsTimer2フォルダを C: arduino-1.0.

13 2.4 タイマライブラリの利用 MsTimer2 Library: 1 ミリ秒単位でタイマ割り込みを発生させる 1. MsTimer2.zipを展開 2. MsTimer2フォルダを C: arduino libraries に移動 3. Arduinoを実行 4. File -> Examlpes -> MsTimer2 -> FlashLed 5. サンプルスケッチを実行 Mar 3, 2012, The University of Tokushima,

14 E8.1 タイマ割り込み FlashLED: タイマ割り込みにより 500 ミリ秒ごとに LED を ON,OFF #include <MsTimer2.h> const int ledpin = 13; // 割り込み関数 void flash() { LED static boolean output = HIGH; digitalwrite(ledpin, output); 500ms 500ms 500ms output =!output; // toggle the LED 1.0 s void setup() { pinmode(ledpin, OUTPUT); MsTimer2::set(500, flash); // 500ms 周期, 割り込み関数 isrflash() MsTimer2::start(); // タイマの開始 void loop() { // Nothing to do 割り込み Mar 3, 2012, The University of Tokushima, ON OFF

15 3 外部割り込み 15

16 3.1 外部割り込みポーリングによる実行外部割り込みによる実行割り込み発生 ( スイッチが押された ) タスクスイッチが押されたか? 割り込み関数時間常に監視が必要時間変化があったときのみ 16

17 3.2 外部割り込みのピン Arduino UNO 外部割り込み : 2 番ピン,3 番ピン電源 3.3V 5V GND GND デジタル 0~13 アナログ A0 ~ A5 I2C: A4(SDA)A5(SCL), シリアル :D0(RX), D1(TX) SPI: 11(MOSI), 12(MISO), 10(SS), 13(SCK) PWM:3, 5, 6, 10, 11, ExtINT:2, 3, LED: 13 17

18 3.2 外部割り込みの種類 ( 要因 ) 立ち下がりエッジ FALLING 立ち上がりエッジ RISING ピン変化 CHANGE ローレベル LOW Mar 3, 2012, The University of Tokushima,

19 E8.2 スイッチによる割り込みスイッチを押すたびに LED が ON,OFF const int ledpin = 13; const int intpin0 = 2; // interrupt 0, pin(2) 立ち下がりエッジ volatile int state = LOW; void setup() { pinmode(ledpin, OUTPUT); digitalwrite(intpin0, HIGH); // set HIGH state pinmode(intpin0, INPUT); attachinterrupt(0, isrswitch, FALLING); // switch pin on interrupt 0 (pin 2) void loop() { digitalwrite(ledpin, state); void isrswitch() { state =!state; // NO delay function in the interrupt function Mar 3, 2012, The University of Tokushima,

20 4 割り込みでブザーを鳴らそう 20

21 4.1 tone() 関数の利用 tone() 関数タイマを使って方形波を作り出す関数タイマカウンタ 255 OCR2x 0 t tone 出力 H L Mar 3, 2012, The University of Tokushima, t

22 void setup() { E8.3 tone 関数による音の生成 Sketch Example -> Digital->toneMultiple void loop() { tone(6, 440, 200); delay(200); notone(6); tone(7, 494, 500); delay(500); notone(7); // ピン6,440Hzを200ミリ秒発生 // ピン6の出力停止 // ピン7,494Hzを 500ミリ秒発生 // ピン7の出力停止 tone(11, 523, 300); // ピン11,523Hzを 500ミリ秒発生 delay(300); notone(11); // ピン11の出力停止 Mar 3, 2012, The University of Tokushima,

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講習会 Arduino

講習会 Arduino 6 回目タイマー ( 時間の関数 ) 目的時間に関する関数を覚えプログラムの制御に使うタイマー割込みを知る制御をするときにセンサー等の外部入力以外にも時間で制御したい時があるかもしれない例えば一定の間隔をあけてから制御したい場合や制御してからある時間以内ではこの制御過ぎてからはこの制御をしたいなど時間に関する関数を紹介する時間による割り込みを入れることにより正確な計測を行うことができる