Raspberry Pi でエレキー

宇都宮

2013年10月25日 03:30





Raspberry Pi でエレキーを作ってみました。

【概要】

C library for Broadcom BCM 2835　を利用させて頂きました。
　http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/index.html

ポートの入出力設定
　bcm2835_gpio_fsel(PIN, BCM2835_GPIO_FSEL_INPT);

ポートのプルアップ設定
　bcm2835_gpio_set_pud(PIN, BCM2835_GPIO_PUD_UP);

ポートの読み込み
　uint8_t value = bcm2835_gpio_lev(PIN);

タイマ割り込みは使わず、ディレイライブラリで対応
　bcm2835_delayMicroseconds(1000); // 1msec待ち

ブザーは下記のPWMライブラリを使用
　http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/pwm_8c-example.html

速度調整はロータリエンコーダをを使用
　　（RaspberryPiにA/Dコンバータ機能がないため）

コンパイルは下記の通りです。（ソースコード名：Elekey.c）
　gcc -o Elekey -l rt Elekey.c -l bcm2835


【接続】

・DOT入力 P1_11　　（内部プルアップ）
・DASH入力 P1_15　（内部プルアップ）
・LED出力 P1_07　　（抵抗→LED→GNDへ）
・ブザー出力 P1_12
・エンコーダA P1_22　（内部プルアップ）
・エンコーダB P1_24　（内部プルアップ）


【動作の様子】




【ソースコード】

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <bcm2835.h>

//----------------------------------------------------------------------------
// マクロ定義
//----------------------------------------------------------------------------
#define PIN_DOT RPI_V2_GPIO_P1_11
#define PIN_DASH RPI_V2_GPIO_P1_15
#define PIN_LED RPI_V2_GPIO_P1_07
#define PIN_BUZZ RPI_V2_GPIO_P1_12

#define PIN_ENC_A RPI_V2_GPIO_P1_22
#define PIN_ENC_B RPI_V2_GPIO_P1_24

#define PWM_CHANNEL 0 // PWM channel 0
#define RANGE 1024 // Max range of the PWM signal

// LED出力状態を設定
#define LED_ON() (bcm2835_gpio_write(PIN_LED, HIGH))
#define LED_OFF() (bcm2835_gpio_write(PIN_LED, LOW))

// ブザー出力状態を設定
#define BUZZ_ON() (bcm2835_pwm_set_data(PWM_CHANNEL, RANGE/2))
#define BUZZ_OFF() (bcm2835_pwm_set_data(PWM_CHANNEL, 0))

// Dot/Dashポートチェック(負論理)
#define ChkDotPort() (bcm2835_gpio_lev(PIN_DOT) == LOW)
#define ChkDashPort() (bcm2835_gpio_lev(PIN_DASH) == LOW)

// Encoderポートチェック(負論理)
#define ChkEncA() (bcm2835_gpio_lev(PIN_ENC_A) == LOW)
#define ChkEncB() (bcm2835_gpio_lev(PIN_ENC_B) == LOW)

//----------------------------------------------------------------------------
// 定数定義
//----------------------------------------------------------------------------
typedef enum
{
PARA_ALL_OFF =  0x00,
PARA_DOT_ON,
PARA_DOT_OFF,
PARA_DASH_ON,
PARA_DASH_OFF
} PARA; // Dot/Dash状態遷移

typedef enum
{
ENC_STS_NO =  0x00,
ENC_STS_PLUSE,
ENC_STS_MINUS,
ENC_STS_MAX
} ENC_STS; // エンコーダ状態

#define LIMIT_VALUE (0x03) // チャタリングフィルタ用

#define MAX_SPEED (20) // 最大速度
#define MIN_SPEED (255) // 最小速度

//----------------------------------------------------------------------------
// ユーザメモリと初期化
//----------------------------------------------------------------------------
unsigned int ParaTime = 0x0000;
unsigned int ADCData= MIN_SPEED;

unsigned char ParaCode = PARA_ALL_OFF;
unsigned char CntDotOn = 0x00;
unsigned char CntDashOn = 0x00;

unsigned char ENC_Pluse = 0;
unsigned char ENC_Minus = 0;

//----------------------------------------------------------------------------
// エンコーダのプラス側ステータスセット
//----------------------------------------------------------------------------
static void ENC_SetPluse( void )
{
ENC_Pluse = 1;
ENC_Minus = 0;
}

//----------------------------------------------------------------------------
// エンコーダのマイナス側ステータスセット
//----------------------------------------------------------------------------
static void ENC_SetMinus( void )
{
ENC_Pluse = 0;
ENC_Minus = 1;
}

//----------------------------------------------------------------------------
// エンコーダのチャタリング吸収
//----------------------------------------------------------------------------
void ENC_ChkPort( void )
{
static unsigned char BakEncSts;
if( !ChkEncA() && !ChkEncB() )
{
BakEncSts = 0x00;
}
else if( ChkEncA() && !ChkEncB() )
{
if( BakEncSts == 0x00 )
{
ENC_SetMinus();
}
BakEncSts = 0x01;
}
else if( !ChkEncA() && ChkEncB() )
{
if( BakEncSts == 0x00 )
{
ENC_SetPluse();
}
BakEncSts = 0x02;
}
else if( ChkEncA() && ChkEncB() )
{
BakEncSts = 0x03;
}
}

//----------------------------------------------------------------------------
// エンコーダ速度設定
//----------------------------------------------------------------------------
void GetSpeedValue(void)
{
if( ENC_Pluse== 1 )
{
ENC_Pluse = 0;
if( ADCData > MAX_SPEED )
{
ADCData -= 8;
}
}
if( ENC_Minus == 1 )
{
ENC_Minus = 0;
if( ADCData < MIN_SPEED )
{
ADCData += 8;
}
}
}

//----------------------------------------------------------------------------
// パラメータセット： Dash
//----------------------------------------------------------------------------
char SetParaDash(void)
{
if(CntDashOn >= LIMIT_VALUE)
{
CntDashOn = 0;
ParaCode = PARA_DASH_ON;
ParaTime = ADCData;
ParaTime <<= 1;
ParaTime += ADCData;
return 1;
}
return 0;
}

//----------------------------------------------------------------------------
// パラメータセット： Dot
//----------------------------------------------------------------------------
char SetParaDot(void)
{
if(CntDotOn >= LIMIT_VALUE)
{
CntDotOn = 0;
ParaCode = PARA_DOT_ON;
ParaTime = ADCData;
return 1;
}
return 0;
}

//----------------------------------------------------------------------------
// 入力ポートチャタリング処理
//----------------------------------------------------------------------------
void ChkInputPort( void )
{
// for Dot
if(ParaCode != PARA_DOT_ON)
{
if(ParaCode == PARA_DOT_OFF && ParaTime >= (ADCData >>3))
CntDotOn = 0;
else if(ParaCode == PARA_DASH_ON && ParaTime >= ADCData)
CntDotOn = 0;
else if(CntDotOn < LIMIT_VALUE)
{
if( ChkDotPort() )
CntDotOn ++;
else
CntDotOn = 0;
}
}

// for Dash
if(ParaCode != PARA_DASH_ON )
{
if(ParaCode == PARA_DASH_OFF && ParaTime >= ADCData>>3)
CntDashOn = 0;
else if(ParaCode == PARA_DOT_ON && ParaTime >= (ADCData >>1))
CntDashOn = 0;
else if(CntDashOn < LIMIT_VALUE)
{
if( ChkDashPort() )
CntDashOn ++;
else
CntDashOn = 0;
}
}
}

//----------------------------------------------------------------------------
// 出力ポート設定
//----------------------------------------------------------------------------
void SetOutput(void)
{
if((ParaCode == PARA_DASH_ON) || (ParaCode == PARA_DOT_ON))
{
BUZZ_ON(); // ブザーポートOn/Off
LED_ON(); // LEDポートOn/Off
}
else
{
BUZZ_OFF();
LED_OFF();
}
}

//----------------------------------------------------------------------------
// メイン関数
//----------------------------------------------------------------------------
int main(int argc, char *argv)
{
if( !bcm2835_init() ) return 1;
// In/Out設定
bcm2835_gpio_fsel(PIN_DOT, BCM2835_GPIO_FSEL_INPT);
bcm2835_gpio_fsel(PIN_DASH, BCM2835_GPIO_FSEL_INPT);
bcm2835_gpio_fsel(PIN_ENC_A, BCM2835_GPIO_FSEL_INPT);
bcm2835_gpio_fsel(PIN_ENC_B, BCM2835_GPIO_FSEL_INPT);
bcm2835_gpio_fsel(PIN_LED, BCM2835_GPIO_FSEL_OUTP);
bcm2835_gpio_fsel(PIN_BUZZ, BCM2835_GPIO_FSEL_OUTP);
// Pullup設定
bcm2835_gpio_set_pud(PIN_DOT, BCM2835_GPIO_PUD_UP);
bcm2835_gpio_set_pud(PIN_DASH, BCM2835_GPIO_PUD_UP);
bcm2835_gpio_set_pud(PIN_ENC_A, BCM2835_GPIO_PUD_UP);
bcm2835_gpio_set_pud(PIN_ENC_B, BCM2835_GPIO_PUD_UP);

// PWM設定など
bcm2835_gpio_fsel(PIN_BUZZ, BCM2835_GPIO_FSEL_ALT5);

bcm2835_pwm_set_clock(BCM2835_PWM_CLOCK_DIVIDER_32);
bcm2835_pwm_set_mode(PWM_CHANNEL, 1, 1);
bcm2835_pwm_set_range(PWM_CHANNEL, RANGE);
bcm2835_pwm_set_data(PWM_CHANNEL,  0);
          
while( 1 )
{
bcm2835_delayMicroseconds(1000); // 1msec待ち
ChkInputPort(); // 入力ポートチャタリング処理
ENC_ChkPort();
GetSpeedValue(); // エンコーダ値取得

if(ParaTime > 0)
{
ParaTime --;
if(ParaTime == 0)
{
switch(ParaCode)
{
case PARA_DOT_ON:
ParaCode = PARA_DOT_OFF;
ParaTime = ADCData;
break;
case PARA_DASH_ON:
ParaCode = PARA_DASH_OFF;
ParaTime = ADCData;
break;
case PARA_DOT_OFF:
if(!SetParaDash()) // スクイズ動作のためDashを見る
ParaCode = PARA_ALL_OFF;
break;
case PARA_DASH_OFF:
if(!SetParaDot()) // スクイズ動作のためDotを見る
ParaCode = PARA_ALL_OFF;
}
}
}
if(ParaCode == PARA_ALL_OFF)
{
if(!SetParaDot())
{
SetParaDash();
}
}
SetOutput(); // 出力ポート設定
}
}
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