これらが、次の図のように接続されています。
まずはここでは、この全体構成図の詳細までみる必要はありません。
載っているLEDやスイッチなどが、CPUが実行する
プログラムによって制御できるんだ、ということだけ、
頭に入れておいてください。
「CPUがプログラムを実行する」とは、メモリに入っている プログラム(作業手順書)を順に「読み出し」、解釈して 実行し、必要に応じて結果をメモリに「書き込む」こと、 と言うことができます。
そしてメモリから命令やデータを読み書きするときには、 メモリの中の場所を「アドレス(address)」という数値によって 指定をするのでした。
このボードでは、LEDやスイッチなどの、入出力装置(Input/Output; I/Oと略記します)も、この「メモリに対する読み書き(アクセス)」と 同様に行うことができるようになっています。 このような仕組みを メモリマップドI/O (Memory-mapped I/O)と呼びます。
具体的には、それぞれのI/O装置が、次のように 割り当て(memory-mapped)されています。
| I/O装置 | アドレス(16進数表記) | アクセス方法 |
| 7セグメントLED(0桁目) | 0x4000番地 | 書き込み |
| 7セグメントLED(1桁目) | 0x4001番地 | 書き込み |
| 7セグメントLED(2桁目) | 0x4002番地 | 書き込み |
| 7セグメントLED(3桁目) | 0x4003番地 | 書き込み |
| スイッチ(8個) | 0x4004番地 | 読み出し |
| LED(8個) | 0x4005番地 | 書き込み |
例えば、0x4004番地を「読み出す」と、スイッチの状態がわかり、 0x4000番地に数値を「書き込む」と、7セグメントLEDの0桁目(右端)の 表示を設定できる、というわけです。
なお、書き込み用のものを読み出そうとしても、 正しい値を読み出すことはできません。 つまり右端の7セグメントLEDに表示されている値を調べようと思って、 次のような記述をしても、正しい値は得られません。 (正しくない値が読み出される可能性が高い。 偶然表示されている値が得られることもあるが、 得られないことも多い。 詳細はこちらをどうぞ。)
i = num0; /* NG (read) */ if (num0 == 0) /* NG (read) */
volatile BYTE xdata num0 _at_ 0x4000; // 0 digit of 7seg.LED volatile BYTE xdata num1 _at_ 0x4001; // 1 digit of 7seg.LED volatile BYTE xdata num2 _at_ 0x4002; // 2 digit of 7seg.LED volatile BYTE xdata num3 _at_ 0x4003; // 3 digit of 7seg.LED volatile BYTE xdata sw _at_ 0x4004; // SWs volatile BYTE xdata led _at_ 0x4005; // LEDs例えば、「led」というBYTE型(1バイト=8ビット)の変数が 0x4005番地に割り当てられています。 この0x4005番地の内容は、先のとおり「LED(8個)の点灯・消灯を決める メモリマップドI/O」でした。 そのため、変数ledに値を書き込むと、実際には0x4005番地に 書き込まれ、結果としてその値に応じて各LEDが点灯・消灯することに なります。 なおここで、変数ledの値は1バイト=8ビット、つまり 8組の「0または1の値」ですが、 その各桁が、8個のLEDそれぞれの点灯・消灯に対応していることに 注意しましょう。
例えばこの変数ledに、次のように値0x81を代入するとします。
led = 0x81;ここで代入している値0x81は、2進数で書くと"10000001"ですから、 値が1になっている、一番左端のLED(LED7)と一番右端のLED(LED0)のみが 点灯し、それ以外は消灯することになります。
同様に例えば、 1バイトの変数swの値を読み出すと 8個のスイッチそれぞれの状態がわかることになります。 つまり8ビットのそれぞれが8個のスイッチに対応し、 最上位が左端のSW7、最下位が右端のSW0の値をあらわし、 各スイッチが押されていれば、その桁(ビット)の値が1に、 押されていなければ0になります。 そこで、例えばSW3の値をif文で調べたければ、 次のように書けばよいでしょう。
if ((sw & 0x08) != 0){
..
詳細はビット操作を参照。
まず、実験用のフォルダを作成します。 スタート→コンピューター→Zドライブの中、 または、「マイ ドキュメント」の中に、 実験第1用のフォルダを作成します。 今後の作業はすべてこの中で行うことにします。 なお、「Zドライブ」または「マイ ドキュメント」に置いたファイルは どのパソコンでも共有されます。
次に、先ほどのフォルダ内に、適切な名称で、これからの作業用の
フォルダを作成します。
そこにサンプルプログラムとして、
sample.c
と
sample.Uv2
をダウンロードします。
その中にあるsample.Uv2の次のアイコンをダブルクリックすると、
コンパイラなどが統合された開発環境uVision2が起動します。
この左側のウインドウ内の、Target1→SourceGroup1と順に
+マークをクリックすると、sample.cが見つかるはずですので、
それをダブルクリックすると、右側のウインドウに、
プログラムsample.cの内容が表示されます。
#include "Fx2.h"
#include "Fx2regs.h"
// definition of memory-mapped I/O devices and external memories
volatile BYTE xdata num0 _at_ 0x4000; // 0 digit of 7seg.LED
volatile BYTE xdata num1 _at_ 0x4001; // 1 digit of 7seg.LED
volatile BYTE xdata num2 _at_ 0x4002; // 2 digit of 7seg.LED
volatile BYTE xdata num3 _at_ 0x4003; // 3 digit of 7seg.LED
volatile BYTE xdata sw _at_ 0x4004; // SWs
volatile BYTE xdata led _at_ 0x4005; // LEDs
main()
{
// initialization
CKCON |= 0x07; OEE = 0xef;
led = 0; num0 = 10; num1 = 10; num2 = 10; num3 = 10;
while(1){
// write your code here
}
}
最後のほうに、while文がありますが、while(1)ですので、
{}内が無限ループになっています。
そこでこの{}内に、実行するべきプログラムを書くことにします。
main()関数を終了させると予測不可能な動作をしますので、
無限ループを残しておいてください。
今回は、例として次のように書いてみましょう。
while(1){
// write your code here
led = sw;
}
プログラムを記述したら、保存した後、
メニューからProject→Build Target(F7)を
選んで、プログラムのコンパイルを行います。
(ファンクションキーのF7を押してもかまいません)
コンパイルの過程が下のウインドウに表示されますので、
エラーなどがないか確認します。
プログラムの書き換えができないときは、
ファイルが読み取り専用になっていないか
確認しましょう。
ボードとパソコンのUSBポートをケーブルで接続します。 (このとき、最初だけドライバのインストールが行われることがあります) このとき、8個のLEDのすべてまたは一部が点灯することがありますが、 ここでは気にしなくてかまいません。
その後、
タスクバーにある"EZ-USB Control Panel"ボタン
をクリックして
EZ-USB Control Panel(以下、ControlPanelと略記)を起動します。
起動すると、次のような画面になっているはずです。
なおControlPanelの中央上の「Target」のところが"FX2"となっていることを
確認しておいてください。
もしこのようになっていないときや、"No EZ-USB Device Found"と
表示されるときは、
ボードの接続を確認し、[Open All]ボタンを押してみましょう。
もし、以下のようなボード選択画面が表示された場合には、
"FX2"を選択してください。
続いて、コンパイルしたプログラムを、ボードに転送します。 [Download]ボタンを押すと、転送するプログラムファイルを選ぶ 画面が現れますので、さきほど作成したフォルダ内の sample.hexを選択します。
すると転送が行われ、直ちにプログラムの実行が開始されます。
なお2回目以降プログラムを転送するとき、 同じプログラムファイルを修正しただけであれば、 uVision2でコンパイル後に、ControlPanelで[Re-Load]ボタンを 押すだけで転送・実行が行われます。 (つまり毎回転送するプログラムファイルを選択する必要がない) ちなみに[HOLD]ボタンでCPUをリセットさせることができます。 また[RUN]ボタンで、プログラムの実行を停止・再開することができます。
int f() {
int a; // これはOK
a = 0; // 最初の実行文
int b; // 実行文の後ろに変数宣言を書くとエラーint f() {
int a; // これはOK
int b; // ここならOK
a = 0; // 最初の実行文main()関数を終了させないmain()関数を終了させると挙動不審になるので、
必ず無限ループ(例えば「while(1){ ... }」など) にする。
そしてプログラム側では、 それぞれの桁に表示させたい値(0〜9)を、 それぞれのメモリマップドI/Oのアドレスに書き込むだけで その値が表示されます。 例えば0桁目に「3」と表示させたければ、 次のように記述すればよいことになります。
num0 = 3;なお書き込む値が0〜9の範囲外のときは、数値が表示されません。 また前述のように、値を読み出すこともできません。 これを確認するには、例えば、
num0 = 3; num1 = 1; num2 = num0;を実行してみると良いでしょう。
void ShowInt(int d)
{
// write your code here
}
のように作成し、main()関数から呼び出すようにしましょう。
ただし、 表示させる0〜9999の数値は 内部ではint型の変数一個に保持させることとし、 その変数の値から千の位〜一の位をそれぞれ求め、 それらを7セグメントLEDに表示させることとします。
EZUSB_Delay(100);で、100ミリ秒(=0.1秒)待つことができます。
一般には、ある型が何ビット(何バイト)であるかは、一定ではなく、 CPUの種類や用いるコンパイラに依存します。 変数の型が何バイトであるかはsizeofという演算子で得ることができます。 「sizeof (データ型)」という式は、 「データ型」が必要とするバイト数を与えます。 「sizeof 変数名」は、「変数名」のバイト数を与えます。
このバイト数は、その変数に代入できる数値の限界に関係してきます。 例えば符号なし8ビット(unsigned char型)では0〜255の数値を表現できます。 代入できる数値の限界には、符号の有無も関係しています。 同じ8ビット(1バイト)であっても、 符号つき8ビット(char型)では-128〜127になります。 このように変数がプログラム中でとりうる値に 注意する必要があります。
num3 = sizeof(long); num2 = sizeof(int); num1 = sizeof(short); num0 = sizeof(char);
unsigned char x;である時に、
x = 255; x = x + 1; x = 16 * 17; x = 16 * 16;などを計算してみましょう。 また、符号を表示できるプログラムを作った場合は、
char y;である時に、
y = 128; y = 16 * 17; y = 16 * 16; y = 16 * 15; y = 16 * 8;なども計算してみると良いでしょう。
#include "Fx2.h"
#include "Fx2regs.h"
// definition of memory-mapped I/O devices and external memories
volatile BYTE xdata num0 _at_ 0x4000; // 0 digit of 7seg.LED
volatile BYTE xdata num1 _at_ 0x4001; // 1 digit of 7seg.LED
volatile BYTE xdata num2 _at_ 0x4002; // 2 digit of 7seg.LED
volatile BYTE xdata num3 _at_ 0x4003; // 3 digit of 7seg.LED
volatile BYTE xdata sw _at_ 0x4004; // SWs
volatile BYTE xdata led _at_ 0x4005; // LEDs
main()
{
// initialization
CKCON |= 0x07; OEE = 0xef;
led = 0; num0 = 10; num1 = 10; num2 = 10; num3 = 10;
while(1){
num0 = 1;
num1 = 2;
num2 = num0 + 2;
num3 = num1 + 2;
}
}