H8MSP430マイコンで学ぶ 組込みシステム開発体験ブック

[表紙]H8とMSP430マイコンで学ぶ 組込みシステム開発体験ブック

B5変形判/216ページ

定価(本体2,180円+税)

ISBN 978-4-7741-4496-2

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書籍の概要

この本の概要

電子部品の扱いや回路の作成,マイコンプログラミング(H8,MSP430),組込みOS(TOPPERS/JSP)の扱い方など,いまどきの組込み開発で必要とされる要素を一通り体験できる内容。安価に入手できる素材として赤外線リモコンで操縦できる「チョロQハイブリッド」を利用し,実際に動かしながらリアルタイムデバッグの仕方や,解析のための簡単なハードウェアの作り方など,実際の業務に活かせる知識を楽しく疑似体験できます。

こんな方におすすめ

  • 組込み開発新人
  • 電子回路やマイコンプログラミングなどに興味のある方

目次

第1章 組込みシステム開発の振り返りと本書の狙い

1-1 組込みシステム開発の歴史

  • 1-1-1 すべてが電子回路の時代
  • 1-1-2 プログラム部分の分離
  • 1-1-3 マイコンとパソコン
  • 1-1-4 組込みシステム開発の大規模化・分業化
  • 1-1-5 ユーザインタフェースの進化

1-2 組込みシステム開発エンジニアに求められる能力

  • 1-2-1 現在の組込みシステム開発の流れ

1-3 組込みシステム開発を手軽に体験してもらうために

  • 1-3-1 加速度センサを使ってハンドル操作で動かせるコントローラを作る
  • 1-3-2 途中で挫折しないために

1-4 本書の学習の進め方

第2章 加速度センサ対応コントローラの仕様策定とチョロQコントローラの解析

2-1 加速度センサ対応コントローラの簡単な仕様の策定

  • 2-1-1 本書で“開発”するもの
  • 2-1-2 付属の赤外線リモコンの仕様
  • 2-1-3 加速度センサ対応コントローラの仕様を考える

2-2 全体の構成と開発の進め方を決める

  • 2-2-1 コントローラのハードウェア構成
  • 2-2-2 コントローラの開発方法

2-3 赤外線受信ボードの作成と赤外線の解析

  • 2-3-1 赤外線受信ボードの回路図と部品表
  • 2-3-2 回路部品の説明
  • 2-3-3 実体配線
  • 2-3-4 波形の測定
  • 2-3-5 解析結果をまとめる

第3章 H8マイコンでLEDを点灯させる

3-1 本章の進め方

3-2 LED信号機を作成するための下準備

  • 3-2-1 必要なボードと部品をそろえる
  • 3-2-2 データシートを用意する

3-3 H8クロス開発環境の構築

  • 3-3-1 Cygwinのインストール
  • 3-3-2 H8クロスコンパイラの作成

3-4 H8でLED信号機をとりあえず動かす

  • 3-4-1 I/Oボードを組み立てる
  • 3-4-2 シリアルケーブルをPCにつなぐ
  • 3-4-3 プログラムをコンパイルする
  • 3-4-4 H8のフラッシュ領域に書き込む

3-5 H8 LEDプログラムを動かす前の基礎知識

  • 3-5-1 マイコンについて
  • 3-5-2 メモリについて
  • 3-5-3 ペリフェラルモジュール(コントローラ)について
  • 3-5-4 メモリマップについて
  • 3-5-5 CPUクロックとプログラムカウンタ
  • 3-5-6 スタックと関数

3-6 LEDプログラムの解説

  • 3-6-1 [1]どのようにしてLEDを制御するのか?
  • 3-6-2 [2]どのようにして1秒ごとに赤色LEDと青色LEDを交互に光らせるのか?
  • 3-6-3 [3]どのようにしてプログラムをメモリに配置するか?
  • 3-6-4 [4]どのようにしてプログラムが実行されるのか?
  • 3-6-5 [5]どのようにして実行ファイルを作るのか?

第4章 MSP430マイコンでLEDを点灯させる

4-1 本章の目的

  • 4-1-2 データシートを用意しよう

4-2 MSP430マイコンとは

  • 4-2-1 本章で使用する電子部品

4-3 MSP430クロス開発環境の構築

  • 4-3-1 CCSのインストール

4-4 LED信号機を作る手順

4-5 LED信号機ボードの作成

  • 4-5-1 MSP430F2013 DIP版を用意する
  • 4-5-2 USBデバッガの用意
  • 4-5-3 LED信号機ボードを作る
  • 4-5-4 USBデバッガとLED信号機をつなぐコネクタの作成

4-6 LED信号機プログラムを動かす

  • 4-6-1 プロジェクトの作成
  • 4-6-2 LED信号機プログラムの実行

4-7 MSP430 LEDプログラムの説明

  • 4-7-1 MSP430のハードウェアに関する補足
  • 4-7-2 LED信号機プログラムの説明
  • 4-7-3 組込みシステム開発でのデバッグ

4-8 MSP430版LED信号機を計測する

  • 4-8-1 LED信号機の電流値を測ってみる
  • 4-8-2 クロックを計測してみる

第5章 H8マイコンで加速度センサを制御する(分割開発①)

5-1 本章の目的

5-2 加速度センサとアナログ値の扱い方

  • 5-2-1 加速度センサに関して
  • 5-2-1 アナログポートの利用

5-3 加速度センサボードの作成

  • 5-3-1 加速度センサボードの工作
  • 5-3-2 電池ボックスの工作

5-4 加速度センサの値を読み込んでシリアルで表示する

  • 5-4-1 まずは動かして値を確認
  • 5-4-2 チョロQコントローラの仕様

5-5 H8加速度センサプログラムの説明

  • 5-5-1 ADコンバータの使用方法
  • 5-5-2 シリアル通信の使用方法
  • 5-5-3 加速度センサの値によって送る文字を変える

第6章 MSP430マイコンで赤外線LEDを制御する(分割開発②)

6-1 本章の目的

6-2 赤外線送信ボードの作成

  • 6-2-1 ブレッドボードに配線する

6-3 RS-232Cレベル変換ボードの作成

6-4 とりあえずプログラムを動かしてみる

  • 6-4-1 プロジェクトをインポートする
  • 6-4-2 赤外線送信ボードをパソコンと接続する

6-5 パソコンからシリアル経由でMSP430へコマンドを送る

  • 6-5-1 シリアル通信で1文字を受信する
  • 6-5-2 シリアル通信で1文字を送信する
  • 6-5-3 実際に使用する受信プログラム

6-7 コマンドに対応した赤外線波形を作成する

  • 6-7-1 キャリア周波数(38kHz)の設定
  • 6-7-2 0,1波長の設定
  • 6-7-3 スタート部の長さ,全体の長さの設定
  • 6-7-4 6ビットの制御信号の設定

6-8 赤外線LEDで波形を送信する

  • 6-8-1 時間を測るものさしの作成
  • 6-8-2 送信フレームの初期化

第7章 コントローラの完成(システム結合)

7-1 本章の目的

7-2 システム結合

  • 7-2-1 シリアルクロスケーブルでつなぐ
  • 7-2-2 チョロQが動くか確認する

7-3 MSP430ボードを基板に実装する

  • 7-3-1 必要な部品をそろえる
  • 7-3-2 H8加速度センサ基板にMSP430赤外線機能を実装する
  • 7-3-3 H8ボードおよび電池ボックスと接続する

7-4 チョロQコントローラの完成

  • 7-4-1 H8側のプログラムを変更する

第8章 TOPPERS/JSPで加速度センサを制御する

8-1 開発の手順

8-2 OSとRTOS

  • 8-2-1 OSとは?
  • 8-2-2 RTOSとは?

8-3 TOPPERS/JSP開発環境の構築

8-4 LED信号機を動かしてみる

  • 8-4-1 ソースコードの入手
  • 8-4-2 Makefileの生成
  • 8-4-3 ビルドと実行

8-5 TOPPERS/JSP LEDプログラムの説明

  • 8-5-1 タスクとハンドラについて
  • 8-5-2 LED信号機でのタスク,ハンドラの生成
  • 8-5-3 LED信号機でのデバイスドライバの初期化
  • 8-5-4 LED信号機でのLEDの点灯/消灯
  • 8-5-5 動作全体のまとめ

8-6 TOPPERS/JSPで加速度センサを動かす

  • 8-6-1 ソースコードの入手
  • 8-6-2 Makefileの生成
  • 8-6-3 ビルドと実行

8-7 TOPPERS/JSP版加速度センサプログラムの説明

  • 8-7-1 タスク,ハンドラの生成
  • 8-7-2 TOPPERS/JSPでのデバイスドライバの初期化
  • 8-7-3 加速度センサの状態を取得する
  • 8-7-4 コマンドをシリアルで送信する
  • 8-7-5 動作全体のまとめ