実習・Armマイコンで学ぶインターフェース回路とプログラミング

実習・Armマイコンで学ぶインターフェース回路とプログラミング
―― クラウド・ベースのプログラム開発環境で「Lチカ」からワンランク・アップ

   

【開催日】2020年8月25日(火) 10:00-17:00 1日コース
【セミナNo.】ES20-0071  【受講料】29,000円(税込)
【会場】東京・巣鴨 CQ出版社セミナ・ルーム [地図]
セミナ会場

 マイコン入門の第一歩として,LEDを点滅させる「Lチカ」は比較的簡単にできるが,その次へとなると,なかなか進めないという声もよく聞く.特にマイコンの外部に何かを接続し,それを動かそうとすると,特にハードルが高くなるのではないかと思う.また,マイコンのプログラミングでは割り込み処理も欠かせないが,これもハードルを上げている1つの要因ではないかと思う.
 そこでこのセミナでは,外部に何かを接続するためのインターフェース回路と,それに関連するプログラミングについて詳しく解説する.プログラミングでは,Mbed(注1)で提供されているライブラリを使うが,そのライブラリだけではうまく対処できないこともあるので,そのような場合の対処法や割り込みを使うプログラミングについても解説する.具体的には,マルチカラーLED,I2Cインターフェースを使うセンサや表示器,タイマ,ステッピング・モータ,アナログ信号の入出力などを取り上げる.
 なお,このセミナでは,プログラム開発環境としてMbed(注1)と,Armマイコンが搭載されたマイコン・ボード Nucleo-F446REを使う.
(注1) Mbedとは,インストール不要で,ネットにつなげれば簡単にプログラムを開発できる統合開発環境のこと.

※ このセミナでは,事前にブレッド・ボード上に組み立てた教材を使います.そのため,電子回路組立の経験がない方でも参加できます.
※ セミナで使用するマイコン・ボードとブレッド・ボード上に作った回路,セミナで使った講師作成のプログラム,および作成したプログラムはお持ち帰り可能です.
※マイコン・ボード Nucleo-F446RE をご持参の方は,受講費用を\2,000-引きでご参加いただけますので,お申し込み時にメールでご連絡ください.

1.マイコンを使うための第1歩
 ・セミナで使うマイコンの構成
 ・クラウド・ベースのプログラム開発環境
 ・「Lチカ」のプログラム
 ・printfとターミナル・ソフト
2.GPIO出力によるマルチカラーLEDの駆動回路とプログラミング
 ・GPIO出力部の電気的特性と駆動回路
 ・外付けマルチカラーLEDの点灯/消灯のプログラム
 ・GPIOのレジスタに直接アクセスする方法
3.GPIO入力回路とプログラミング
 ・GPIO入力部の電気的特性
 ・外付けスイッチのインターフェース回路とプログラミング
4.シリアル・インターフェース(I2C)の使い方とセンサ,表示器のプログラミング
 ・I2C方式とSPI方式の比較
 ・MBED_ASSRTによるデバッグ
 ・I2C利用の温度センサのインターフェース回路とプログラミング
 ・I2C利用のLCDキャラクタ表示器のインターフェース回路とプログラミング
5.割込み処理とタイマのプログラミング
 ・割込み処理プログラミングの基礎
 ・割り込み処理で使うCMSIS(Arm社Cortex-Mソフトウェア規格)の関数
 ・内蔵タイマを使うタイマ割込みのプログラミング
 ・割込み優先順位と多重割込み
6.タイマ割込みによるステッピング・モータ駆動
 ・動作中のタイマ周期の変更方法
 ・ステッピング・モータ駆動のプログラム
7.アナログ信号入出力とプログラミング
 ・A-D変換器を効率よく使うためのプログラミング
 ・ポーリング方式と割り込み方式のプログラミング
 ・高速(標本化間隔:1μs)A-D/D-A変換のプログラミング

マイコン・ボードに接続したインターフェース回路
マイコン・ボードに接続したインターフェース回路
※ 写真をクリックすると拡大できます


標本化間隔を1<i>μ</i>sに設定してA-D変換器で標本化した100kHzの正弦波をそのままD-A変換器から出力している様子(オシロスコープは32回の平均を行うモードに設定)<br/>
標本化間隔を1μsに設定してA-D変換器で標本化した100kHzの正弦波をそのままD-A変換器から出力している様子(オシロスコープは32回の平均を行うモードに設定)
※ 画像をクリックすると拡大できます


マイコン内蔵タイマのカウントアップと他のレジスタとの関係を調べている様子
マイコン内蔵タイマのカウントアップと他のレジスタとの関係を調べている様子

●対象聴講者
・マイコンを使ってみたいが,ハードルが高いと思っている方.
・マイコンのプログラム開発環境の整備が大変だと思い,始めるのをためらっている方.
・マイコンの外部に何かを接続する際に,どのような回路を作ったらよいのか悩んでいる方.
・外部に接続した回路を使うためのプログラミングがむずかしそうだと思っている方.
・C言語でプログラムをつくった経験のある方が望ましい.

●講演の目標
・マイコンの基本的なプログラムをつくれるようになること.
・割り込みを使ったプログラムをつくれるようになること.
・簡単なインターフェース回路を設計できるようになること.
・マイコンのペリフェラルを使うための自作のライブラリを作れるようになること.

●参考文献
・三上 直樹; Mbedを使った電子工作プログラミング,工学社,2020年.


【受講者が持参するもの】
・ 作成したプログラムなどを持ち帰るためのUSBメモリなど.

【講師】
三上 直樹 氏〔職業能力開発総合大学校 名誉教授 〕
 1977~1987年北大助手.1987~2017年職業能力開発総合大学校講師,助教授,教授.工学博士.「はじめて学ぶディジタルフィルタと高速フーリエ変換」などの書籍やインターフェース誌,トランジスタ技術誌の記事多数.ディジタル信号処理を専門とする.


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カテゴリ

 回路・電子部品
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 クラウド
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