プログラムをモニターせよ～デバッグを使おう～

mb○dやArdui●oを通常の使い方をした場合では
プログラムのどこのコードが動いているかが分かりません。
お手軽の場合な場合では、マイコンのシリアル通信を使って
シリアル通信のプログラムを反して「どこが動いていますよ」みたいな
事を人力でする感じ。

ですがPSoC Creatorでは「デバック」と言う機能を使って
プログラムのどこのコードが動いていますよ。
と言うのが隅々まで分かるようになります。
また、デバッグ用のプログラムを作る必要もありません。

この機能を使うには
まずPSoC5LPへの書き込み方法を確認しましょう。
「ブートローダ」を使っている場合では「デバッグ」を使うことが出来ません。

ブートローダを使っている場合では
miniProg3やCro_Progキットのような書き込み機を用意しましょう。
PSoC5LPと書き込み機を接続すれば大丈夫です。

freeSoCのような海外のボードやCQ出版のボード、CY8CKIT-050、CY8CKIT-042等は
デバック対応の書き込み機が入っています。

さて、デバッグを使ってみましょう。
難しいことはありません。

LEDドライバーを使って、カウンターコンポーネットの数値を取り出すプログラム
を例にデバッグを使っていきましょう。

カウンターのピリオドを4000としてプログラムをしました。
任意でリセットが出来るようにコントロールレジスタコンポーネット
を使っています。

プログラムを書き終わって、コンパイルが終わったら
虫マークのボタンをクリックしてみましょう。

そうすると画面が少し変わって
下側にメモリーやレジスター、ローカルのタブが付いた画面が出てきます。
これがデバッグ画面になります。

まずは、「StepOver」のボタンを押してみましょう。

クリックすると黄色い矢印と帯が下に進みます。

このようにして、自分のプログラムを進めていきます。
もう一度押すと、7セグLEDに「PSoc」と表示され
プログラムの処理が終わり、次のコードに進みます。
今度は、「Step Into」を押してみましょう。

今度は、別のページに飛びます。

これは「Write7SegDigitHex()」に関するプログラムが表示されています。
用事が無い場合、「Strp Out」を押して自分のプログラムに戻りましょう。

Step Overを押してコードを進めていくと、変数 iに差し掛かります。

そうするとLocalsのタブ上にNameの行の隣のValueの行の数値が変わりました。

この画面では自分できめた変数が表示されます。
また、プルダウンメニューから数値に対する表記方法も変更出来ます。

何度かループを回してみると、変数 i が不思議とif 関数で
リセットをかけたつもりが、かかっていません。
この事から、カウンターコンポーネットのピリオド値を
変えてあげる必要がありそうという事がわかりました。

デバッグを終了するには、「Stop Debugging」をクリックして終了します。

この様に、ビルドの時のミスとは別に
プログラムの良くない所がわかるようになります。

この方法はm●edやArdu●noでは純正環境が無ければ出来ません。
また、無料の時点ではビルドのデータ量に制約が付くため
上位モデルにおいてはビルドすら出来ません。

デバッグを使うことによって、プログラムの裏側で動いている場合でも
何が動いているのが明らかになり、ビルドから漏れたエラーも分かるようになります。
サンプルプログラムからより多くの事も分かるようになるので、
デバッグが使えることは、プログラムに慣れない人にはうれしいですね。

7セグメントLEDを使ってみよう！

ADCの記事が先なのは、十分わかっているのですが。

PSoCまつりで７セグメントLEDを使ったデモを持ってきたので

それの説明、と言うわけ。

さて、7セグメントLEDを通常のマイコンで使う場合

ダイナミック点灯と言う方法を使います。

ダイナミック点灯の簡単な説明をすると

マイコンの入出力ポートにLEDのカソードとアノードの両方を接続して

数字、もしくは文字のように表示させる方法。

ただし、制御がそれなりに面倒な部類で、

プログラムでは配列をつかって

セグメントのON,OFFを繰り返す形で表示させます。

PSoC5LPではどうなのかと言うと

配列云々を使ったりはしません！

では、どうするのかと言うと

LEDドライバーコンポーネットを使います。

「Display」のファイルの中のから「4 Digit 7-segment LED Driver」を選びます。
（これと近いコンポーネットがあると思うが、このタイプを使ってほしい。）

画面にドラックアンドドロップするとこんな形となります。

それでは、LEDドライバーの設定を開けてみましょう。

中の設定は、左側に「ナンバーオブセグメント」と

「ナンバーオブコモン」と言う表示があって

右側に「タイミング」「ブライトネスコントロール」と言うのがあります。

「ナンバーオブ＊＊＊」はセグメントの数と桁の数の設定で

アクティブLowとhigtは７セグメントがアノードコモンか、

カソードコモンなのかによって違います。

アノードコモンである場合はこのままで良いですが

カソードコモンである場合は２つとも逆にします。

また、トランジスタ等でドライブ回路を組む場合にも調整が要ります。

ブライトネスコントロールを使う場合では

タイミングの数値を下げる必要性がありますが

今回はカソードコモンの7セグを使って、
ブライトネスコントロールを使わないので、このまま。

「OK」をクリックして閉じましょう。

閉じたら、今度は配線をしましょう。

配線は少しヤヤコシイですが、カソードコモン４桁の場合を例にやってみます。

アノード側のピンをA～DPまでを抵抗をはさんで適当なピンにつなぎます。

抵抗はLEDに対して1mAになるように選びます。

（電源電圧-下がった電圧/0.001=抵抗値）

コモン側も同じように適当なピンにつなぎます。

この時に必ずつないだポート番号（ピン番号）と7セグの何番ピンを使ったか

のメモしてください。

繋げたらピンアサインの画面を開いて設定をします。

今回は「Name」の行を見ながら作業をしていきます。

NameにはそれぞれCom[0]やSeg[0]と言うような事が書いてあります。

コレが重要な目印になってくれています。

図を見ていただきたいのですが、

7segのAの所(11番め)につないだPSoC5LPのポート番号を

Nameの行がSeg[0]の所に設定をしてあげます。

7SegのBの所(7番目)につないだPSoC5LPのポート番号を

Nameの行がSeg[1]の所に設定をしてあげます。

という形で7segのA～Gがseg[0]～seg[7]に一致するように設定します。

コモン側の設定は4桁の左側が基準になるように設定をしていきます。

たとえば4桁の左側、一桁目のコモンの12番目につないだPSoC5LPのポート番号には

Nameの行がCom[0]の所に設定をしてあげます。

こう言う形だとちょっと面倒かもしれませんが

ポートごとでの設定と言うことも出来ます。今回は省略させていただきます。

設定が出来るとこんな感じ。

ここで一度、コンパイルをしましょう。

コンパイルが出来たら「main.c」を開いて

3行書きます。

LED_Driver_1_WriteStering7Seg()では「C」の文字がどうしても小文字で表記されるので

LED_Dreiver_1_Write7SegDigitHex()を使って16進数表記で「C」を表記しています。

もう一度コンパイルして書き込みましょう。

そうしたら7セグLEDに「PSoC」と表示されますね。

そうしたら成功(/・ω・)/

PSoC5LPではトランジスタ等が必要にはなりますが、16セグまで同じやり方で動きます。

16セグのLEDが手に入れば、表記の幅も広がって表現が豊かになりますね。

どうでしょう？arduinoやmbedでは出来ない芸当です。

またカメラを通して見てみるとダイナミック点灯で起きるチラつきがありません。

CPUが最低限の事をしていませんから当然ですね。

～～～～ソース電流とシンク電流について～～～

今回、LEDをつなぐ際に

「1mAになるように抵抗を選んでください」と書きました。

これはPSoC5LPに吸い込める電流値が「8mA」と決まっているためです。

吸い込める電流をシンク電流

出せる電流をソース電流

と言ってどのON,OFFするような回路にも出てきます。

PSoC5LPではシンク電流が８mA、ソース電流が４mAと

決まっています。

SIOと言うデジタル専門のピンを使えばシンク電流を25mAまで拡張出来ます。