レジスタへのアクセスが基本！ SHマイコンで遊ぼう：Windows Embedded CEでマイコンとシリアル通信（1）（3/3 ページ）

[佐藤 晶則，＠IT MONOist]

5．スイッチの状態に合わせてLEDを光らせてみよう！

　ここまでの内容で、デジタルI/Oの出力は、自由に使えるようになったと思います。次は“入力”ですが、ここまで来ればもう手順の予想はつくでしょう。出力のときと同様に、マルチプレクスを“入出力”に設定し、I/Oレジスタを“入力”に設定し、データレジスタを読むだけです。先ほどのプログラムと違う点は、I/Oレジスタの設定を“入力”に設定している点だけです。

　ベースボードに付いている「スイッチ」を読み取れるように設定しましょう。このスイッチは、ポートEの第2ビットに接続されています。よって、PEIORLの設定は先ほどのものと同じで、

PFC.PEIORL.WORD = 0x0003; 

となります。

　後は、スイッチの状態をデータレジスタから読み出して、条件分岐でLEDを光らせるだけです。ソースコードは次のようになります（ソースコード2）。

#include "iodefine.h"
void main(void)
{
        // ポートE・コントロールレジスタの設定（すべて入出力に設定）
        PFC.PECRL4.WORD = 0x0000;
        PFC.PECRL3.WORD = 0x0000;
        PFC.PECRL2.WORD = 0x0000;
        PFC.PECRL1.WORD = 0x0000;
        // ポートE・IOレジスタの設定（PE0とPE1を出力、ほかは入力に設定）
        PFC.PEIORL.WORD = 0x0003;
        while (1)
        {
                if (PE.DRL.BIT.B2 == 1)
                {
                        PE.DRL.BIT.B0 = 0;
                        PE.DRL.BIT.B1 = 1;
                }
                else
                {
                        PE.DRL.BIT.B0 = 1;
                        PE.DRL.BIT.B1 = 0;
                }
        }
}

ソースコード2　スイッチの状態に合わせてLEDを光らせるプログラム

　ビルドして、MOTファイルをSHに書き込んで実行してみましょう。スイッチをスライドさせた方向のLEDが点灯するようになったでしょうか。

6．LEDの明るさを変えてみよう！

　LEDの明るさを変えるためには、LEDに掛ける電圧を変える方法が真っ先に浮かびます。しかし、これには「D/Aコンバータ」というアナログ電圧出力の機能が必要になります。今回使用するSH7125にはこの機能が付いていませんし、付いているマイコンもD/Aコンバータが使える端子が限られています。

　そこで、「PWM（Pulse Width Modulation）」を使います。日本語では「パルス幅変調」といいます。PWMを用いれば、短い時間の間でLEDの点灯／消灯の割合を変えることで、明るさが変わっているように見せることができます。すなわち、「パルスの幅を変える＝パルス幅変調」ということになります。もちろん、この周期を長くすると点滅して見えます。先ほどのLEDの点滅は、点灯／消灯のパルス幅を同じにして、周期を長くした「PWM制御」といえるでしょう。

　今回は、レジスタの設定はそのままで構いません。ウエイトの時間を調節するだけですので、無限ループの中身だけを変えてみましょう。例えば、次のようなプログラムになります（ソースコード3）。

#include "iodefine.h"
void msecwait(int msec)
{
        int i, j;
        for (i = 0; i < msec; i++)
                for (j = 0; j < 6000; j++);
}
void main(void)
{
        // ポートE・コントロールレジスタの設定（すべて入出力に設定）
        PFC.PECRL4.WORD = 0x0000;
        PFC.PECRL3.WORD = 0x0000;
        PFC.PECRL2.WORD = 0x0000;
        PFC.PECRL1.WORD = 0x0000;
        // ポートE・IOレジスタの設定（PE0とPE1を出力、ほかは入力に設定）
        PFC.PEIORL.WORD = 0x0003;
        while (1)
        {
                PE.DRL.BIT.B0 = 0;
                msecwait(8);
                PE.DRL.BIT.B0 = 1;
                msecwait(2);
        }
}

ソースコード3　LEDを点滅させるプログラム（その2）

　LEDを消灯して8msec待ち、点灯させて2msec待つというプログラムです。少々分かりにくいですが、電源LEDと比べてみると明るさの違いが分かると思います（図6）。

図6　LEDをPWMで暗くする様子（電源LEDと比較するとよく分かる）

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　いかがでしたか？ マイコンはレジスタの機能や構成が分かれば、簡単に使えるということが理解できたかと思います。もちろん、マイコンには難しい概念もありますが、データシートと“にらめっこ”して、レジスタの扱い方さえ理解できれば何とかなります。今回紹介した機能はほんの一部ですが、マイコンには便利な機能がたくさんあります。ぜひご自身でもトライしてみてください！

　次回はマイコンとPCでシリアル通信をするプログラム作ってみたいと思います。お楽しみに！ （次回に続く）