例によって秋月で、Ｌ６４７０ステッピングモータードライバーのモジュールを買った（７５０円）。
※ステッピングモーター駆動のタコメーターを作る予定で買った。

早速動かしてみたので、その報告。

L6470 は、最大 48V、定格 3A のドライバーで、128 マイクロステップが可能なインテリジェントドライバーだ。
制御は SPI で行う。
※このＬＳＩは、位置と速度を管理していて、単なるドライバーとは言えない高機能なものだ。

「マイクロステップ」とは、ステッピングモーターの２つの相に流す電流の比を制御して、より細かいステップで制御する方法で、２相（４相）ステップモーターの相コイルは、丁度９０度に直行した構造なので、Ｘ、Ｙ軸の関係に等しい。
Ｘ、Ｙ軸をそれぞれ、サインとコサインの関係で、電流比を制御すると、理論的には無限大まで分解能を上げられる。
このＩＣはステップモーターの１ステップを１２８分割まででき、きめ細かな制御が出来る。
注意して欲しいのは、ステッピングモーターに流れる電流は、誘導性負荷なので、速度（回転速度）が速くなると当然流れる電流は少なくなる、なので、制御の精度は、「比」となる、絶対的な電流では無い。

実験には、ATMega88P を使い、SPI の制御を行って、L6470 にコマンドを送って制御した。
※ネットを探すと、Arduino のスケッチが色々見つかるが、純粋に C++ でプログラムを行った。

ステップモーターは秋月で買った物で、定格１２Ｖなのだが、ユニポーラをバイポーラとして駆動する為、１２Ｖで駆動する場合、定格の半分となる。
※最終的にはタコメーターを作る予定なので、１２Ｖで丁度良いと思う。

回路図は書いて無いので、結線は以下のように接続する。
PC0: L6470 STBY/RST
PB2: L6470 /CS
MOSI PB3: L6470 SDI
MISO PB4: L6470 SDO
CLK PB5: L6470 CK

電源は１２Ｖ、ＡＶＲには５Ｖを印加する。

※他の回路は参考資料にある回路をそのまま使う。
※boot ストラップに使うダイオードはショットキーダイオードを使う。（手持ちの都合で、2A/40V を使った）

ソースコード

まだ、実験的コードなので、色々未完成、タコメーターのハード製作に合わせて修正していく予定。

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追記：
２０１３年７月１日（２１時２５分）
ソースコードを更新しました。
spi.hpp ---> AVR の SPI 通信をクラス化したものです。（まだ不完全です）
L6470io.hpp ---> L6470 の制御をクラス化しました。（まだ不完全ですが、コマンド発行など、より判り易く使えます）

２０１３年７月１日（２２時２３分）
L6470io.hpp を更新、これで、アプリケーションから、必要な事が出来るようになった感じ。
※ステータスの読み込みは、まだ未実装

動画をアップ

AVR を使った電子工作では、ISP プログラマーが必須だ、以前から「ELM さんの AVR ライタ」を使わせてもらっている。
※シリアル→ISPの変換デバイスを USB シリアル変換（FTDI）と組み合わせて、ケースに入れてある。

※さすがにかなりくたびれているが、未だ現役。

数年前に、ATtiny2313 を使って、ソフトウェアーだけで、USB クライアントになる ISP プログラマーが発表され、ずっと使ってみたかったのだが、現役のプログラマーで何とかなっていたので、ずっと見送っていた。
千秋ゼミ（AVRマイコンなど）
先日ゲームコントローラーを作るので部品を買った余り（余分に買った）があり、丁度良い機会なので、作ってみる事にした。

HIDaspx は、ATtiny2313 といくつかの部品だけで動作する AVR 用 ISP プログラマーなのだが、非常に洗練されており、ソフトウェアーの機能もてんこ盛りだ（はまった）。
折角なので、単純に AVR の ISP プログラマーを作りたい人の為に、簡単な製作記を残しておこうと思う。

(1) ハードの製作
HIDaspxは、プリント基板を販売しているところがあり、それを使えば簡単なのだがー、いくつかの点で、自分のスタイルに会わない為、今回はパス。

・やはりこの手の物は、ちゃんとケースに入れて、使わないと、ショートしたり、何かとトラブルが起こるもので、前回同様、同じケースに入れる事とした。
・ISP のコネクターは、前回と互換性を持たせ、１０ピン仕様とする。
・最近はミニ USB やマイクロ USB が主流で、小さくて、扱いやすいので、ミニ USB コネクター仕様とした。
・電源の切り替えは、前回同様、５V、３．３Vを切り替えできるようにした。
・HIDaspx は、Ready と Busy のランプがある。
以上を踏まえて、ケース内のレイアウトを決め、ケースの加工、基板の切り出し、加工を行った。

※この段階では、LED 電源切り替えスイッチの穴は開けてない。
※ミニ USB のコネクターは、既製品の変換アダプターを使った。（かなり昔に買ったもの）
※このケースは、底蓋の面構造が、基板を、コネクターの形状を利用して固定するのに都合良く作られている。

内部に納める基板が出来たら、回路図を見ながら、部品を乗せて行く。

※緑の LED、VF が 3.2～3.4V なので、3.3V で動作させた場合にLEDが点灯しないのでは無いかと考え、フォトカプラーを間に入れて、常に５Vで駆動するように改修してある。
※他は、ほぼオリジナルの回路準拠
※経験上、三端子レギュレーターの入力側にはコンデンサはを入れていない（無くても、まず発振したりしないし、レギュレーションが悪くなる事も無い）
※緑 LED は超高輝度を使った為（手持ちがそれしかなかった）、電流を少なくしても、直視できないほど刺すような明るさで、失敗・・・、ブルー LED に交換する予定

最後にケースにレタリング

※新旧、２台のISP

※USB コネクター部分の違い

(2) 動作検査
まず、ファームやツールなどをダウンロードする。

今回使ったのは「hidspx-2012-0326.zip」で、既存の ISP で、2313 にファームを書き込んだ。

hidspx-2012-0326/bin/firmware/main-12.hex

ヒューズの設定は、ここに詳しく書かれている。

さて、一応、配線を確認後、PC の USB ポートに接続する、しばし・・・
問題なく、デバイスドライバーがインストールされた。

※自分の環境は、Windows7 64 ビットだ。
※USB2.0 のハブに接続している。

※デバイスドライバーは、「ＨＩＤ 準拠デバイス」として認識されているようだ・・

(3) ツールの用意

hidspx-2012-0326/bin/hidspx.exe があるので、cygwin などのシェルを起動して、このコマンドを使ってみる。

↓以下のようにコマンドを打てば、認識したデバイスを表示してくれる。
% ./hidspx -ph?
VID=16c0, PID=05df, [ YCIT], [HIDaspx], serial=[0000] (*)

では、AVR を ISP　に接続して、ヒューズビットを読み込んでみよう～
% ./hidspx -ph -d4 -rf
Detected device is ATmega88.

==== ATmega88 ====

Low: 11100110
||||++++-- CKSEL[3:0] システムクロック選択
||++-- SUT[1:0] 起動時間
|+-- CKOUT (0:PB0にシステムクロックを出力)
+-- CKDIV8 クロック分周初期値 (1:1/1, 0:1/8)

High:11-11111
|||||+++-- BODLEVEL[2:0] (111:無, 110:1.8V, 101:2.7V, 100:4.3V)
||||+-- EESAVE (消去でEEPROMを 1:消去, 0:保持)
|||+-- WDTON (1:WDT通常動作, 0:WDT常時ON)
||+-- SPIEN (1:ISP禁止, 0:ISP許可) ※Parallel時のみ
|+-- DWEN (On-Chipデバッグ 1:無効, 0:有効)
+-- RSTDISBL (RESETピン 1:有効, 0:無効(PC6))

Ext: -----001
||+-- BOOTRST (1:Normal, 0:BootLoader)
++-- BOOTSZ[1:0] (11:128W, 10:256, 01:512, 00:1024)

Cal: 182

※何かの拍子に、ISP が認識しなくなる事があるようだ、USB ケーブルをさし直すと直るようだが・・・

－－－－－　注意！注意！注意！　－－－－－

hidspx は非常に高機能で、複雑、オプションなど注意を要する、得に、他の ISP プログラマーの機能を取り込んでいる為、他の ISP と混同すると期待した動作はしない。

※ありがちな事（自分もやった）
・USBaspx と HIDaspx を混同する。
※USBaspx は、libusb-win32 経由でデバイスとやりとりする為、libusb-win32 のツールを使って、デバイスを認識させる必要がある。

・libusb-win32 のツールを使って、HIDaspx を認識させてしまうと、hidspx で認識しなくなる。
※誤って、そうしたら、デバイスドライバーを削除すれば OK。
※HIDaspx はドライバーのインストールなどが一切不要で、直ぐに利用できる、半面、デバイスドライバーのプロパティでは、「ＨＩＤ 準拠デバイス」としか認識されない。

「千秋ゼミ」のページは、情報が多く、初心者には判りずらいかもしれない、しかしながら HIDaspx は非常に素晴らしい ISP なので、AVR のプログラマーを探している人は是非使ったら良いと思う。

追記：
> 何かの拍子に、ISP が認識しなくなる事があるようだ、USB ケーブルをさし直すと直るようだが・・・
外部電源に、数百ｍＡ程度を消費するような機器を繋いだ場合に、瞬間的に電源電圧が変動して、ATtiny2313 の機能が止まって認識しなくなるようです。
※Windows のデバイスマネージャーからは、正常に見えている。
そこで、外部電源ラインに、直列にフェライトビーズ「BLM18PG471SN1D」（秋月電子扱い）を入れたら、安定しました。
※470オーム(100MHz)/1000mA/0.2オーム(直流抵抗)

自分フレームワークの実装過程で、前回、エミュレーターソースを流用してスペースインベーダーを作成した。

GLFW3 には、標準で、ゲームコントローラーの取得 API があるので、それを使ってみる事にした。

適当な USB ゲームパッドを買っても良いのだがー、備品の中に、ファミコン時代に購入した、「ASCII STICK II TURBO」が埃をかぶっている事を発見したー

内部

※ボタンの「受け」などは鉄板で補強してあり、筐体はプラスチックだが、必要な剛性を確保してある。
※設計は、当時ナムコの筐体デザインなどをしていた遠山さんと言う噂なのだがー、この創りの良さとこだわりは、実際そうなのだろうと思う。

当時５０００円くらいはした覚えがあるが、機能的には、ファミコン用なので、ボタンが少ないのだがー、連射や、４方向、８方向切り替えなど、色々と芸が細かい、
デザインも優れているし、剛性も高く、方向レバーはマイクロスイッチで、価格以上の素晴らしい創りとなっている、今回はこれを改造する事とした。

USB のゲームコントローラーでは当然ながら、制御用マイコンが必要だが、ネットを探すと色々ある、今回利用させてもらったのは「ココ」のサイト。
AVR を使った USB ゲームデバイスで、最近ではあまり馴染みの無い ATMega8 を使っている。
手持ちの ATMega88 とかで出来れば良いのだがー、このコントローラーの制御ソースはアセンブラなので、ATMega8 を別途購入した（秋月で１８０円）。
そもそも、USB の通信機能が無い AVR でUSB（Low スピード）の通信を行うのはかなりハードルが高い、マシンサイクルを正確に計算して、ソフトウェアーのタイミングループだけで、USB の制御信号を
生成しているのは、クールとしか言いようが無い。

ASCII STICK には、何に使うか最後まで不明な「OPTION」コネクターがある。
丁度良いので、USB コネクターはここに出そうと考えて、工作してみた。

※回路は、特に変更はしていないが、USB の差動ラインに入っている６８オーム、手持ちが無かったので７５オームとした。
※アナログの電源ライン「GND」も回路図ではオープンとなっているが、一応 GND に落としておいた。

----- Fuse ビット書き込み時の注意 -----

ATMega8 は、ピンアサインなどは、ATMega88P などに近いものの、古いデバイスで、注意する点があります。
現在も流通はしているものの、ATMega88Pや上位デバイスに置き換えるのでしょう。
※自分もそれでハマリました・・・
まず、ヒューズビットを書き込む場合ですが、最初に low バイトを書き込んでしまうと、発振機が動作しなくなります。
これは、「fuse.txt」の値が適切とは言えない点と、ATMega8 の仕様によるところにあります。
12MHz のクリスタルを使う場合なので、high バイトの「CKOPT」を変更して、「０」にしておく必要があるようです。

僕は、色々やった結果、high バイトに「0xC9」、low バイトに「0xEF」を書き込んでいます。
※WatchDog は有効にした方が良いかもしれません・・
※fuse.txtでは、low バイトの CKSEL が、「External Low-frequency Crystal」となっていて、これは絶対間違っていると思います。

AVR の痛いところは、fuse の書き込みを失敗すると、再起不能になる場合がありますので、注意が必要です。
クロックの選択を誤った場合は復帰するチャンスはありますが、「RESET」端子とかを無効にしたりすると、ISP でのプログラムは不可能となります。

※いつものフォーレックスを適当に削って、USB コネクターのカバーにした、基板とLOCTITE で接着してある。

※ゲームコントローラーとして認識したダイアログ（ボタンが多いのは愛嬌）

フレームワークを USB コントローラーに対応した。
ソース
バイナリー

少し間が空いたけど、またまたＲＸマイコン関連ですー

日本の組み込み（趣味）マイコンでは、まだ「Ｃ」が主流で、「Ｃ＋＋」の情報が少ないように感じる。
デバイスドライバーもＣで書かれたものが殆どで、Ｃ＋＋で書かれた物が少ない（日本国内では観た事が無い）
※たとえば、複数チャネルを備えたUARTなど、テンプレートクラスを使えば、拡張性のあるコードがシンプルに書けると思う。

Windows などのアプリケーションプログラマーは別だが、組み込み系プログラマーは、まだＣ＋＋に対して、「負」の感情を持っているのだろうか？

最近ＡＶＲでプログラムする機会があり、Ｃ＋＋が実用レベルで扱える事を知ったー
又、arduino を触る機会があり、そのコードはＣ＋＋が中心である事も知った。
ＡＲＭ系、海外の組み込みプログラムでは、Ｃ＋＋が普通に使われている、何故日本は未だにＣなのだろうか？

さて、ＲＸマイコンの開発環境なのだがー、Ｃ＋＋でプログラムする場合に必要な事を考えてみたい。

ＡＶＲではメモリーの制限からＳＴＬを扱う事が困難だ、ＲＸマイコンなら全てのデバイスでは無理だけど、少なくともＲＸ６２１など、ＲＡＭもＲＯＭもある程度豊富にあればＳＴＬも怖くないと思われる。
以前にＳＨ２ＡでＳＴＬが正しく動作しなかったのだが、それは、静的な初期化関数のコンストラクターが正しく呼ばれていない事に起因するようだった。

ＡＲＭの gcc などの情報から、「.ctors」セクションに初期化が必要な関数のコンストラクターテーブルが格納される事は判ったので、リンカースクリプトに.ctorsセクションのロード命令を記述して、簡単なコードを書き、アセンブルリストを観て確認してみた。

typedef unsigned int uint32;

class func {

uint32 count_;

public:
func() : count_(0) { }

void service() { ++count_; }
uint32 get() const { return count_; }
void set(uint32 v) { count_ = v; }
};

func func_;

↑たとえば、こんなクラスを宣言して、静的なクラスを配置する、「func_」は、main 関数が実行される以前にコンストラクターが呼ばれなければならない。
※funcクラスでは、コンストラクターで、count_を０で初期化している。

リンカースクリプトに、以下のように書いたが、mapファイルを観ても、.ctorsのサイズは０となっている・・・
.ctors :
{
KEEP (*(SORT(.ctors.*)))
KEEP (*(.ctors))
}

最適化を０にして、アセンブラリストを確認すると、初期化関数自体はあるが、当然呼ばれていない・・・

fff80b31 <__GLOBAL__sub_I_func_>:
fff80b31: 7e a6 push.l r6
fff80b33: ef 06 mov.l r0, r6
fff80b35: 66 11 mov.l #1, r1
fff80b37: fb 2e ff ff 00 mov.l #0xffff, r2
fff80b3c: 39 c7 ff bsr.w fff80b03 <__Z41__static_initialization_and_destruction_0ii>
fff80b3f: 3f 66 01 rtsd #4, r6-r6

そこで、Ｃ＋＋の標準的リンカースクリプトを参考にしてみたー「/usr/tkdn-20110720/rx-elf/rx-elf/lib/rx.ld」
そして、判ったー、最近の gcc では、別のセクションに格納されているようだー、これは、4.6 くらいからそうなったようだー

PROVIDE (__preinit_array_start = .);
KEEP (*(.preinit_array))
PROVIDE (__preinit_array_end = .);
PROVIDE (__init_array_start = .);
KEEP (*(SORT(.init_array.*)))
KEEP (*(.init_array))
PROVIDE (__init_array_end = .);
PROVIDE (__fini_array_start = .);
KEEP (*(.fini_array))
KEEP (*(SORT(.fini_array.*)))
PROVIDE (__fini_array_end = .);

※ちなみに簡単に説明すると、「.preinit_array、.init_array」セクションが、コンストラクターの開始アドレステーブルが格納されるセクションであり、「.fini_array」はデストラクターの開始テーブルが格納されるセクションとなっているようだー
又、「KEEP」は、重要なキーワードで、最適化された場合、どこからも参照されないアドレステーブルは、削除される為、それが起こらないようにするものだ。

「__GLOBAL__sub_I_func_」は、「__Z41__static_initialization_and_destruction_0ii」を呼んでいるのだが、コンストラクターとデストラクターが共通になっており、引数を使って呼び分けているようだ。

初期化コードはこんな感じ～

int main(int argc, char**argv);

extern int sbss;
extern int ebss;
extern int idata;
extern int sdata;
extern int edata;

extern int _preinit_array_start;
extern int _preinit_array_end;
extern int _init_array_start;
extern int _init_array_end;

int init(void)
{
// R/W-data セクションのコピー
{
int *src = &idata;
int *dst = &sdata;
while(dst < &edata) { *dst++ = *src++; } } // bss セクションのクリア { int *dst = &sbss; while(dst < &ebss) { *dst++ = 0; } } // 静的コンストラクターの実行（C++ ） { int *p = &_preinit_array_start; while(p < &_preinit_array_end) { void (*prog)(void) = (void *)*p++; (*prog)(); } } { int *p = &_init_array_start; while(p < &_init_array_end) { void (*prog)(void) = (void *)*p++; (*prog)(); } } // main の起動 int argc = 0; char **argv = 0; int ret = main(argc, argv); return ret; } C++ テスト・コード

※今後 rx.ld を解析して、自分のシステムに合った物に修正する必要がある、リンカースクリプトにはまだまだ不明な事が多い・・・

とりあえず今回はここまで。