[[Arduino勉強会]]

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2014/08/31からのアクセス回数 &counter;

** 米粒Arduinoを使ってみる [#h1ac9493]
Arduino勉強会のメンバーの岡野さんに米粒大のAVR ATtiny10を紹介して頂きました。
調べて見るとArduino用にライブラリーを提供している人もいるので、米粒Arduinoを
使ってみることにしました。

*** Atmel Studioの入手 [#l8130e02]
ATTiny10に書き込むには、Atmel Studio6を使ってAVR MkIIのファームウェアを書き替える
必要があるのですが、最新の6.2にはtoolメニューにAVR Tools Firmware Upgradeがありません。

そこで、以下のサイトから6.1betaをダウンロードしました。
- http://atmel-studio.software.informer.com/6.1b/


*** ライターの変換モジュール [#lf0343c5]
ATtiny10はとても小さいので、秋月の実装モジュールを運良く購入できました。
((在庫切れの場合が多いです))

変換基板も秋月にありますので、自分でハンダ付けすることも可能です。
- http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-03659/

最初に用意したのは、ATtiny10へのライターとATtiny10との変換モジュールです。
配線は、
[[米粒AVR(ATtiny10)をArduino IDEで使う。暫定レポート2>http://make.kosakalab.com/make/attiny10-2/]]
を参考にさせて頂きました。

&ref(convert_writer_pin.png,,75%);


変換モジュールの結線は、以下の通りです。
| AVR MkII | ATtiny10 |
| 1: MISO | 1: D0/A0 |
| 2: VCC | 5: VCC |
| 3: SCK | 3: D1/A1 |
| 5: RESET | 6: RESET |
| 6: GND | 2: GND |


ピン配置は、以下の画像を参照してください((http://make.kosakalab.com/archives/attiny10_ISP.pngから引用しました))。
- &ref(attiny10_ISP.png,,50%);


*** ライターの動作確認 [#j54e8181]
変換モジュールができたので、正しく動作することをAtmelStudioを使って確かめます。

良く例題にでているのは、D0にLEDを接続するものですが、これではライターを識別できず、書き込めません。
そこで、D2にLEDを接続するように修正しました。

#pre{{
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

int main() {
     DDRB = 0xff;

     for ( ; ; ) {
          PORTB |= 4;
          _delay_ms(500);
          PORTB &= 0xfb;
          _delay_ms(500);
     }
}

}}

書込には、Tools Device Programmingを選択し、Tool: AVRISP mkII, Device: ATtiny10をセットします。
Production fileでビルドされたelfファイルを指定して、Programボタンを押すと書込が始まります。

書き込む時には、ATtiny10に5Vの電源を供給し、書き込み後はリセット(電源を再度つなぎ直すことで対応)
する必要があります。

&ref(th_Atmel_Studio_programer.jpg);



*** 電源とUSBシリアル変換モジュール [#x9780305]
ATtiny10への電源供給とUSBシリアル変換を行うために、マルツパーツの

[[【MPL2303SA】超小型USBシリアル・モジュール>http://www.marutsu.co.jp/shohin_137791/]]
を使用しました。

MPL2303SAのピン配置は、以下の通りです。

&ref(MPL2303SA_meishou.jpg);




*** LED点灯の様子 [#f0d81410]
MPL2303SAとATtiny10をつないで、LEDを点滅している様子です。
LED点灯のプログラムで、128Byteになります。ATtiny10のフラッシュは、
1024Byteなので、約1割を使ってLEDの点滅が動いています。

&ref(LED_setting.png);




** ATtiny10をArduino IDEで使う [#dd9f1e58]
世の中にはすごい人がいるもので、ATtiny10をArduino IDEでプログラミングできるようになりました。
kosakalabの方がその方法を公開されています。

- [[米粒AVR(ATtiny10)をArduino IDEで使う。暫定レポート2>http://make.kosakalab.com/make/attiny10-2/]]

MacとWindowsに対応していますが、ここではMacの方法のみを簡単に整理しておきます。

+ ATtiny用定義ファイル群([[attiny.zip>http://make.kosakalab.com/archives/attiny.zip]])をダウンロードし、Arduinoのスケッチが保存されるフォルダーにhardwareというフォルダを作成し、その中に展開したattinyフォルダを入れる
+ [[AVR-GCCコンパイラー>http://www.obdev.at/products/crosspack]]をダウンロードし、インストール
+ Arduino IDEの内容を以下の手順でターミナルから変更($ はシェルのプロンプトです)
#pre{{
$ cd /Applications/Arduino.app/Contents/Resources/Java/hardware/tools/
$  mv avr avr-original
$  ln -s /usr/local/CrossPack-AVR /Applications/Arduino.app/Contents/Resources/Java/hardware/tools/avr
}}

*** 使い方 [#k247e73b]
準備ができたので、Arduino IDEでATtiny10のスケッチを作成し、書き込んでみます。

- 「ツール」→「マイコンボード」→「ATtiny10 (Internal 8MHz clock)」を選択します
- 「ツール」→「書込装置」→「AVRISP mkII」を選択します


LED点滅を書き込みます。最初の例題との違いが分かるように点滅時間を短くしてみます。
ledの番号は2を使います。


#pre{{
int led = 2;

void setup() {                
  pinMode(led, OUTPUT);     
}

void loop() {
  digitalWrite(led, HIGH);   
  delay(200);              
  digitalWrite(led, LOW);   
  delay(200);            
}
}}

実際に書き込んで動作している様子です。

&ref(ATtiny10_blink.png);



** シリアル通信(送信のみ)を試す [#fc05e5aa]
LED点滅だけでは、つまらないのでシリアル通信をしようと
「スケッチの例題」→「04.Communication」→「ASCIITable」
をコンパイルするとエラーになってしまいました。ATtiny10にはシリアル
モジュールがないので、当たり前と言えばその通りです。
それでSoftSerialを使って見たのですが、こちらも未対応でエラーになりました。

調べて見るとATtinyでシリアル通信(送信)を実行した人がいらっしゃいました。
- [[米粒AVRでシリアル通信(ただし送信だけ)>http://s2jp.com/2012/08/attiny10-serial/]]


ここで紹介されているシリアル関数を使ってArduino IDEからHello World!を表示するスケッチを
作って見ました。


#pre{{
#define  led  2

void setup() {
  serialBegin();
  pinMode(led, OUTPUT); 
}

void loop() {
  digitalWrite(led, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(led, LOW);
  delay(1000); 
  // 直接文字を出力しないとタイミングがずれて文字化けする
  serialWrite('H');
  serialWrite('e');
  serialWrite('l');
  serialWrite('l');
  serialWrite('o');
  serialWrite(' ');
  serialWrite('W');
  serialWrite('o');
  serialWrite('r');
  serialWrite('l');
  serialWrite('d');
  serialWrite('!');
  serialWrite('\n');
}
}}

ここで、タブにTinySerialを追加します。
#pre{{
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

#define DELAY  500
// 9600bps
#define SERIAL_TIME_PER_BIT1    104
#define SERIAL_TIME_PER_BIT2    102

#define SERIAL_TX_PIN            PB1

void serialBegin() {
  CCP = 0xD8;
  CLKMSR = 0x00;
  CCP = 0xD8;
  CLKPSR = 0x00;

  DDRB |= _BV(SERIAL_TX_PIN);
  PORTB |= _BV(SERIAL_TX_PIN);
}

void serialWrite(uint8_t data) {
  PORTB &= ~(_BV(SERIAL_TX_PIN));    // start bit
  _delay_us(SERIAL_TIME_PER_BIT1);
  uint8_t i;
  for(i=1;i;i<<=1) {
    if(data&i) {
      PORTB |= _BV(SERIAL_TX_PIN);
    }
    else {
      PORTB &= ~(_BV(SERIAL_TX_PIN));
      asm volatile ("nop");
    }
    _delay_us(SERIAL_TIME_PER_BIT2);
  }
  PORTB |= _BV(SERIAL_TX_PIN);    // stop bit
  _delay_us(SERIAL_TIME_PER_BIT1);
}
}}



書き込む前に、ATtinyの3番(D1)とMPL2303SAの4番(RXD)を結ぶ線は外しておいて下さい。


ATtiny10への書込が成功したら、上記の線を結線し、MPL2303SAをUSBに接続し直し、シリアルモニターを表示し、9600ボーで受信して下さい。
LEDが点滅した後、Hello World!が表示(たまに文字化けがあります)されます。


&ref(Hello_World.png);




*** タイミングのずれ? [#pd9b81b3]


ここで、なぜSerialWriteをforループで書かないのか疑問がでると思いますが、Forループの処理を
入れると文字化けしたり、止まったりするのです。
((原因不明です。))

以下がForループを使ったスケッチです。
#pre{{
#define  led  2

char  *msg = "Hello World!\n";

void setup() {
  serialBegin();
  pinMode(led, OUTPUT); 
}

void loop() {
  digitalWrite(led, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(led, LOW);
  delay(1000); 
  for (char *s = msg; *s; s++)
    serialWrite(*s);
}
}}


** bitDuinoに切替 [#cce04460]
Twitterにこのページを紹介したら、まりすさんからbitDuinoを紹介して頂きました。
- [[世界最小?のArduino互換ボードを作ってみた(暫定版)>http://100year.cocolog-nifty.com/blog/2014/08/arduino-f0f0.html]]

コンパイルサイズも小さく、動かなかったForループを使ったスケッチが動くようになりました。
Forループのスケッチは、以下の通りです。

#pre{{
#define  led  2

static char  *msg = "Hello World!\n";

void setup() {
  serialBegin();
  pinMode(led, OUTPUT); 
}

void loop() {
  digitalWrite(led, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(led, LOW);
  delay(1000); 
  for (char *s = msg; *s; s++)
    serialWrite(*s);
}
}}

** コメント [#w726b0b6]
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- まりす(@maris_HY)さんに教えて頂いたbitDuinoを使ってみました。サイズも小さくForループのシリアルも問題なく動きました。 -- [[竹本 浩]] &new{2014-09-14 (日) 12:14:56};

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