キット製作研修マイクロマウス研修（kora編）
HM-StarterKit

マイクロマウス研修（kora編）[8]ジャイロとエンコーダ

キット製作研修
2018.11.22

こんにちは。koraです。

HM-StarterKitには、タイヤの回転を測定するエンコーダと、車体の回転を測定するジャイロセンサが組み込まれています。今回は、これらを使えるようにします。

SPIの準備

エンコーダとジャイロセンサはSPI通信を使用して値を取得します。SPI（シリアル・ペリフェラル・インターフェース）は、マイコンと外部のデバイスの通信によく使われるインターフェースです。HM-StarterKit用のSPI通信用のライブラリがサンプルプログラム内にあるので、今回もそれをコピーして使います。

サンプルプログラムのStep7から、spi.hとspi.cをコピーしてmy_hm_starterkitフォルダ内に貼り付けます。そして、ファイル -> 追加 -> 既存のファイルを追加 を選んで、 先ほどコピーしたファイルをプロジェクトに取り込みます。

また、既存のファイルにいくつか変更点を加えます。

intprg.c

まず、プロトタイプ宣言を追加します。

 
extern void write_spdr_gyro(void); 
extern void spii_int_gyro(void); 
extern void read_spdr_gyro(void); 
extern void write_spdr_enc(void); 
extern void spii_int_enc(void); 
extern void read_spdr_enc(void);

次に、以下の行を、

// RSPI0 SPRI0
void Excep_RSPI0_SPRI0(void){ }

// RSPI0 SPTI0
void Excep_RSPI0_SPTI0(void){ }

// RSPI0 SPII0
void Excep_RSPI0_SPII0(void){ }

// RSPI1 SPRI1
void Excep_RSPI1_SPRI1(void){ }

// RSPI1 SPTI1
void Excep_RSPI1_SPTI1(void){  }

// RSPI1 SPII1
void Excep_RSPI1_SPII1(void){ }

下のように書き換えます。

// RSPI0 SPRI0
void Excep_RSPI0_SPRI0(void){
read_spdr_enc();
}

// RSPI0 SPTI0
void Excep_RSPI0_SPTI0(void){
write_spdr_enc();
}

// RSPI0 SPII0
void Excep_RSPI0_SPII0(void){
spii_int_enc();
}

// RSPI1 SPRI1
void Excep_RSPI1_SPRI1(void){
read_spdr_gyro();
}

// RSPI1 SPTI1
void Excep_RSPI1_SPTI1(void){
write_spdr_gyro();
}

// RSPI1 SPII1
void Excep_RSPI1_SPII1(void){
spii_int_gyro();
}
init.c

init.cでは、SPIの初期設定をするためspi.hをインクルードします。

#include "spi.h"

そして、init_all()関数内に、次の行を追加します。この関数は、spi.hとspi.cにすでにあるので、新しく中身を書く必要はありません。

init_spi_gyro();
init_spi_enc();

テスト

それでは、追加した機能をテストします。シリアル通信を使いますので、前回と同様にPCとTeraTermを準備しておきます。

my_hm_starterkit.c

まずは、main関数からSPI関連の関数を呼べるように、インクルードします。

#include "spi.h"

エンコーダをテストするときは、サンプルプログラムStep5のmain関数を参考に、自作プロジェクトのmain関数に反映します。

void main(void)
{
    init_all();

    unsigned long i = 0;
    int data = 0;
    for(i = 0; i < 100*1000*10; i++);
    while(1){
        RSPI0.SPCMD0.BIT.SSLA = 0x00;
        preprocess_spi_enc(0x1400);
        data = Get_enc_data();
        SCI_printf("R_Encdata_10bit,%d\n\r", ((int)(data & 0xFFFF)) & 0x2FFF );

        RSPI0.SPCMD0.BIT.SSLA = 	0x02;
        preprocess_spi_enc(0x1300);
        data = Get_enc_data();
        SCI_printf("L_Encdata_10bit,%d\n\r", ((int)(data & 0xFFFF)) & 0x2FFF );
        for(i = 0; i < 100*1000*10; i++);

        //画面クリアシーケンス
        SCI_printf("\x1b[2J");
        SCI_printf("\x1b[0;0H");
    }
}

実行してTeraTermに表示した結果は、このようになります。

ジャイロをテストするときは、サンプルプログラムStep6のmain関数を参考にします。

void main(void)
{
    init_all();

    unsigned long i = 0;
    long data = 0;
    for(i = 0; i < 100*1000*10; i++);
    preprocess_spi_gyro(0x062100);
    data = read_gyro_data();
    for(i = 0; i < 100*1000*10; i++);
	
    while(1){
        SCI_printf("data_H,%d\n\r",(data & 0x00FF00) >> 8);
        SCI_printf("data_L,%d\n\r\n\r",(data & 0x0000FF));
        SCI_printf("Ang_Velocity[deg/s],%d\n\r",((int)((2000.0*((float)data))/32767.0)));

        for(i = 0; i < 100*1000*10; i++);
        for(i = 0; i < 100*1000*100; i++);

        //画面クリアシーケンス
        SCI_printf("\x1b[2J");
        SCI_printf("\x1b[0;0H");
        preprocess_spi_gyro(0xB70000);
        data = (short)(read_gyro_data()&0x0000FFFF);
    }
}

TeraTermに表示すると、このようになります。

ちなみに、init_spi_gyro(); はジャイロセンサ関連のマイコン側の初期設定を行っており、ジャイロセンサ本体の初期設定は、preprocess_spi_gyro(0x062100); で行っています。06がPWR_MGMT_1（パワーマネジメント）のアドレスで、21がsleep mode解除やクロック自動指定の設定です。詳しい情報はジャイロセンサICM-20648のデータシートに記載されています。

次回

エンコーダとジャイロセンサの値を読むことができるようになりました。次は、割り込みでこれらの値を読み込んで、リアルタイム制御に反映できるよう準備したいと思います。

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