ぱぱーんの日記

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Visual Studio 2017 Community のVC++を使って、Windows32 API プログラミングの勉強を始めたところです。参考書は、「プログラミング学習シリーズ　Visual C++�@　はじめてのWindowsプログラミング」（絶版）です。古本で買いました。この本は、VC++ Ver.6.0をベースに記述されているので、現在の Visual Studio 2017 Community とは操作性がずいぶん違いますが、プログラミングの本質は何も変化がなくソースプログラムは無修正で動作するようです。（まだ２章までしか確認しておりません。）VS2017を触るのもの初めて、C++も初めて、しかも本はVC++Ver.6.0（約20年前でしょうか）なので、最初に、ソースプログラムを追加するところまでは、備忘録としてやり方を記録しておくことにしました。

空のプロジェクトにソースプログラム（XXXX.cpp）を追加する手順を説明しておきます。（空のプロジェクトについては、https://fanblogs.jp/papas56/archive/53/0を参考にしてください。）

１．Visual Studio 2017 Communityを立ち上げる。
２．プロジェクトを開く。（ここでは、ModelAppというプロジェクトを立ち上げています。）



画面の右側のソリューションエクスプローラーを使います。「ソースファイル」を右クリック、「追加」をクリック、「既存の項目」をクリックします。



そうすると、「既存の項目の追加」ダイアログボックスが開きますので、追加したいファイルを選択します。



３．ModelMain.cppというファイルをプロジェクトに追加したところです。



エディターエリアにソースコードを表示したいときは、右側のソリューションんエクスプローラー内の追加したソースファイルをダブルクリックします。下記のように表示されます。

書籍「退屈なことはPythonにやらせよう」を読みながら、Pythonの勉強をしているところです。私は Pythonのディストリビューションの１つ Anaconda をインストールしました。すると、デバッグ環境として IDLE と Spyder の両方がインストールされることになります。

書籍「退屈なことはPythonにやらせよう」は分かりやすくてなかなかよいと思います。本文を読み進めて行くと、コマンドライン引数を渡す例題にぶち当たります。本文（P143　コラム「IDLEの外でPythonスクリプトを実行する」、または8.7 プロジェクト：マルチクリップボードなど）には デバッグ環境がIDLEなので、コマンドライン引数（sys.argvに値を代入したいということ）に値を渡せませんので、IDLE の外側から、つまりコマンドプロンプトから実行しろと書いてあるではありませんか。初心者だからデバッガー使いたいのに．．．

この記事では、せっかく Spyder もインストールされているので、Spyder でコマンドライン引数を渡してデバッグする方法をここに書いておきます。

Spyderを起動します。ソースコードを書きます。私の場合は同書籍本文 8.7のソースコードになります。


上記の画像は小さくて見えにくいのでクリックして拡大にしてください。コマンドライン引数を渡すには、「設定の実行（Ctrl＋F6）」をクリックします。もちろんショートカットキーでもOKです。すると下記の子画面が出ます。コマンドラインオプションにチェックを入れて、渡したい引数を書きます。私の場合は、save と abc を入れました。OKをクリックして子画面を閉じます。あとは普通にデバッグするだけです。


以上です。

ソースコードは下記の通り。

void
modeequiv()
{
    static const struct eqdic_s {
        byte   tkn;
        byte   tdif;
        int    rnum;
        word   wu;
    } eqdic[] = {
        {20,  2,  52,  4000},
        {10,  4, 104,  4000},
        { 4, 10, 260, 10000},
        { 2, 20, 520, 20000},
    };
    const struct eqdic_s   *eq;
    int    realnum, i;
    byte   at, crcnt, tokadif, toka, tokanum;
    byte   ch, chnum, vh, adch, adchT;
    word   ui1, waituntil, sinterval;

    rminit(false);

    eq = &eqdic[oscspeed & 3];
    tokanum   = eq->tkn;
    waituntil = eq->wu;
    realnum   = eq->rnum;
    tokadif   = eq->tdif;
    sinterval = 40;      // 20us

    uartjob();

    // ADMUX reg values
    switch(oscinput) {
    default:
    case 0x00: adch = 0x61; chnum = 1;  break;
    case 0x01: adch = 0x62; chnum = 1;  break;
    case 0x02: adch = 0x61; chnum = 2;
        tokanum >>= 1;
        tokadif <<= 1;
        break;
    }
    adchT = 0x61 + (osctrig & 7);

    header(2, 0);
    // This data packet contines to MARC-A

    sinterval--;
    crcnt = 0;
    at = 0;
    for(toka = 0; toka < tokanum; toka++) {
        for(ch = 0; ch < chnum; ch++) {
            // reset and initialize timer1
            TCCR1B = 0x00; // stop, set normal mode
            TCCR1A = 0x00;
            TIMSK1 = 0x00; // no irq
            ICR1   = 0x0000;
            TCNT1  = 0x0000;
            TIFR1  = 0x27; // clear flags;

            // analog comparator setting
            // The D6 pin is the positive input.
            // The negative input is A1, A2, A3, or A4 pin.
            ACSR   = 0x94;  // analog comparator off
            DIDR1  = 0x03;  // disable the digital input func of D6 and D7.
            ADMUX  = adchT; // select the negative input
            ADCSRA = 0x04;
            ADCSRB = 0x40;

            // start time1 with pre=1/8 (2MHz)
            // input capture noise canceler ON
            TCCR1B = (osctrig & 0x10) ? 0xc2 : 0x82;  // edge selection
            ACSR   = 0x14; // capture-on, aco to caputure timer1
            TIFR1  = 0x27; // clear flags again

            ui1 = (tokadif * toka) + (osctdly << 1);

            // falling edge detection(rising edge for ICES1)
            // doesn't stabilize without a 20usec wait below.
            while(TCNT1 < 40)
                ;
            TIFR1 = 0x27;
            // wait until a trigger event happens
            while(true) {
                if (TIFR1 & 0x20) {
                    // trigger event has happened.
                    ui1 += ICR1;
                    at = 0; // a trigger event has happened.
                    break;
                }
                if (TCNT1 > waituntil) {
                    ui1 += TCNT1;
                    at = 1; // trigger failed.
                    break;
                }
                uartjob();
            }

            // at:0 -> trigger event has happened, 1 -> not happened
            ACSR   = 0x94; // disable analog comparator
            ADCSRB = 0x00;
            ADCSRA = 0x84; // adc enable

            TCCR1B = 0x1a; // timer1 CTC-ICR1 mode pre1/8
            TCCR1A = 0x00; //             CTC mode;
            ICR1   = ui1;
            TIFR1  = 0x27; // clear flags

            ADMUX  = 0x60; // adc target is A0 pin to get trigger value;
            ADCSRB = 0x07; // timer1 capture event;
            ADCSRA = 0xf4; // adc auto trigger, force 1st conversion

            // wait until the 1st conversion finishes. 
            while((ADCSRA & 0x10) == 0x00)
                uartjob();
            vh = ADCH;  // trigger level
            osctvolt = vh;

            ADMUX = adch + ch;
            ADCSRA = 0xb4;   // clear flag, 1MHz, adate on

            if (toka == 0 && ch == 0) {   // needed only for the 1st loop
                // MARC-A  continued
                txput1(at);
                txput1(vh);
                txputcrc(false);
                txgo(); // start to trasmit a packet
                if (at)
                    goto  ex;  // send header only when trigger failed
            }

            for(i = 0; i < realnum; i++) {
                while(true) {
                    if (TIFR1 & 0x20) {
                        ICR1 = sinterval;
                        TIFR1 = 0x27; // clear timer1 flags;
                    }
                    if ((ADCSRA & 0x10) != 0x00)
                        break;
                    uartjob();
                }
                vh = ADCH;
                ADCSRA = 0xb4;   // clear flag, 1MHz, adate on
                txput1(vh);

                if (++crcnt >= 200) {
                    crcnt = 0;
                    // cause crc error on purpose if trigger failed(at > 0).
                    txputcrc((at > 0) ? true : false);
                }
            }
        }
    }
    //if (crcnt > 0)
    //    sysdown(800);
    if (crcnt == 40) {
        txputcrc((at > 0) ? true : false);
    }
    else
        sysdown(800);


ex:
    txfinish(true, true);
}

ソースコードは下記の通り。

void
txput0(byte ch)
{
    // to reduce the cpu consumption,
    // venture to omit txn overflow check.
    // if programmed properly, such an overflow never occurs.
    // rxn(appears later) check is omitted as well.
    txbuf[txn++] = ch;
    txcrc = 0;
}


void
txput1(byte ch)
{
    txbuf[txn++] = ch;
    txcrc = crctbl[txcrc ^ ch];
}


void
txputcrc(boolean force_error)
{
    txput0((force_error) ? ++txcrc : txcrc);
}

ソースコードは下記になります。

rollmodeだとrmbuf[]にADCH（ADCの上位8bit）を書き込む。
そうじゃないと、UDR0にtxbuf[]を書き込む。

void
uartjob()
{
    byte    sts;//sts は、status のことらしい

    sts = UCSR0A;//UCSRnA - USARTn制御/状態ﾚｼﾞｽﾀA (USART Control and Status Register n A)
    if ((char)sts < 0)  //UCSR0Aの第7bitが1、つまり受信ﾊﾞｯﾌｧに未読ﾃﾞｰﾀありということ
        rxbuf[rxn++] = UDR0;//UDRn - USARTnﾃﾞｰﾀ ﾚｼﾞｽﾀ (USART I/O Data Register n)
                        //受信ﾊﾞｯﾌｧにﾃﾞｰﾀがあるのでrxbuf[]に取り込んだ
    // in case rxbuf[] overflow, no fatal situation happens.
    // because rxn is an 8 bit variable and rxbuf[] size is 256.

    if (rmon) {//rmonって何？　rmってroll memoryのことらしい
               //rmonは、onがtrueの時に1としているみたい、falseなら0
               //ここは殆ど通らないところ？
        if (TIFR1 & 0x20)//TIFR1 - ﾀｲﾏ/ｶｳﾝﾀ1割り込み要求ﾌﾗｸﾞ ﾚｼﾞｽﾀ (Timer/Counter 1 Interrupt Flag Register)
                         //ｶｳﾝﾀ1がTOP値になった
            TIFR1  = 0x27;  // clear timer1 flags;　ﾀｲﾏ/ｶｳﾝﾀ1割り込み要求ﾌﾗｸﾞを全部ｸﾘｱしている
        if (ADCSRA & 0x10) {//ADCSRA - A/D制御/状態ﾚｼﾞｽﾀA (ADC Control and Status Register A)
            if (rmon == 1) {
                ICR1  = 100 - 1;      // 50us
                    //ICR1は16bitﾚｼﾞｽﾀ ｶｳﾝﾀに設定する値
                    //0.5usを100倍すると50us
                ADMUX = 0x62;//ADMUX - A/D多重器選択ﾚｼﾞｽﾀ (ADC Multiplexer Select Register)
                    //0x62 基準電圧はAVCCでｱﾅﾛｸﾞ入力はADC2 PC2　下記のｺﾒﾝﾄと矛盾
                rmon = 2;
                rmbuf[rmw++] = ADCH;  // CH1(A1pin) value
                    //ADCの値は、8bit精度ならADCHを読むだけで事足りる（ADCLは読まない）
            }
            else if (rmon == 2) {
                ICR1  = 400 - 1;      // 200us
                    //0.5usを400倍すると200us
                ADMUX = 0x60;//0x60 基準電圧はAVCCでｱﾅﾛｸﾞ入力はADC0 PC0　下記のｺﾒﾝﾄと矛盾
                rmbuf[rmw++] = ADCH;  // CH2(A2pin) value
                rmon = 3;
            }
            else {
                ICR1  = 500 - 1;      // 250us
                     //0.5usを500倍すると250us
                ADMUX = 0x61;//0x61 基準電圧はAVCCでｱﾅﾛｸﾞ入力はADC1 PC1　下記のｺﾒﾝﾄと矛盾
                rmon = 1;
                osctvolt = ADCH;       // trigger level
            }
            ADCSRA = 0xb4;  // clear flags, 1MHz, adate on
                //ADCSRA - A/D制御/状態ﾚｼﾞｽﾀA (ADC Control and Status Register A)
                //ｼｽﾃﾑｸﾛｯｸ16分周
            return; //in order to release cpu quickly
        }
    }

    if (txr < txn && (sts & 0x20)) {
        UCSR0A = (sts & 0xe3) | 0x40;
        UDR0 = txbuf[txr++];//UDRn - USARTnﾃﾞｰﾀ ﾚｼﾞｽﾀ (USART I/O Data Register n)
            //UDR0は送受信ﾊﾞｯﾌｧ、ﾊﾞｯﾌｧに送信ﾃﾞｰﾀを書き込む
    }
}

ソースコードは下記の通り。

レジスターに値を代入し、D13のLEDを点滅させる内容。

void
sysdown(int dly)  // dly .. in msec
{
    int    i;
    byte   s;

    SPCR   = 0x00; // disable SPI
    TCCR0B = 0x00; // stop timer0
    TCCR0A = 0x02; // ctc mode
    TIMSK0 = 0x00; // Disable all timer0 irqs
    TIFR0  = 0x07; // clear flags
    TCNT0  = 0x00;
    OCR0A  = 250 - 1;
    TCCR0B = 0x03; // start timer0  pre = 1/64  i.e 250kHz

    s = 0;
    while(true) {
        if (++s & 1)
            PORTB |= 0x20;  // D13 == HIGH  (LED on)
        else
            PORTB &= 0xdf;  // D13 == LOW   (LED off)
        for(i = 0; i < dly; i++) {
            while((TIFR0 & 2) == 0)
                ;
            TIFR0  = 0x07; // clear flags
        }
    }
}

ソースコードは下記の通り。

void
txinit(void)
{
    if (txn >= TXBSZ)      // TXBSZは1100のこと、ソースコードの冒頭に定義してありました！
        sysdown(200);      // tx buffer overflow has been detected.
    txn = 0;
    txr = TXBSZ;
}

ソースコードは下記の通り。ヘッダーのデータを作成しているらしい。

詳細は現時点では不明。
�@Arduino_UNOに送るためのオシロスコープの設定を作っているらしい。
�Atxbuf[]に書き込む回数と読みだす回数が一致していない理由が不明。

void
header(byte typ, byte reqid)
{
    static byte seq;//staticだから前の値を保持している

    txinit();
    uartjob();

    // prologue
    //序章？
    txput0(0xaa);//txbuf[]に書き込み
    txput0(0x55);//txbuf[]に書き込み
    txput0(0xa5);//txbuf[]に書き込み
    txput0(0x5a);//txbuf[]に書き込み

    uartjob();//ここまでtxbuf[]に4回書き込んだが、txbuf[]から読みだしたのはこの1回、

    txput1(typ);
    if (typ == 3)//3だとrollmodeなの？
        txput1(seq++);  // rollmode
    else
        txput1(reqid);
    txput1(oscspeed);
    txput1(oscinput);
    uartjob();//txbuf[]に書き込む回数と読みだす回数が一致しないのは？

    txput1(osctrig);
    txput1(osccupgain);
    txput1(osctdly >> 8);
    txput1(osctdly);
    uartjob();

    txput1(oscofreq >> 16);
    txput1(oscofreq >> 8);
    txput1(oscofreq);
    txput1(oscoduty);
    uartjob();
}

moderoll()は、kit_scope.ino 中の loop() の中にある関数です。

詳細はまだ不明。

�@rmon==0の時（プログラム開始直後の時か？）
　各種レジスターに値を代入

�Aheader(3, 0)を実行
　txput1(0)
　txput1(osctvolt)
　txputcrc(false)
　上記は何かしらデータを送信している

�Btxgo()を実行　パケットを送信開始

�Cfor文を実行　この中でおそらく初めにヘッダーデータを、次に波形データを送信しているらしい

�Dtxputcrc(false)
　txfinish(true, true)　を実行し、一連のデータ送信が完了ということらしい

ソースコードは下記の通り。

void
moderoll()
{
    byte    i;

    if (rmon == 0) {                         // start rollmode
        // reset and initialize timer1
        TCCR1B = 0x00;   // stop
        TCCR1A = 0x00;
        TIMSK1 = 0x00;   // no irq
        TCNT1  = 0x0000;
        ICR1   = 200;    // 100 usec
        TIFR1  = 0x27;   // clear flags;

        ACSR   = 0x94; // disable analog comparator
        ADCSRB = 0x00;
        ADCSRA = 0x84; // adc enable
        ADMUX  = 0x60; // adc target is A0 pin to get trigger value;
        ADCSRB = 0x07; // timer1 capture event;
        ADCSRA = 0xf4; // adc auto trigger, force start 1st conversion

        TCCR1B = 0x1a; // timer1 CTC-ICR1 mode pre1/8
        TCCR1A = 0x00; //             CTC mode;

        // wait until the 1st conversion finishes. 
        while((ADCSRA & 0x10) == 0x00)
            uartjob();
        osctvolt = ADCH;  // trigger level

        ADMUX  = 0x61;
        ADCSRA = 0xb4;   // clear flag, 1MHz, adate on

        rminit(true);
    }

    header(3, 0);

    txput1(0);
    txput1(osctvolt);
    txputcrc(false);

    txgo(); // start to trasmit a packet

    for(i = 0; i < 200; i++) {
        while(rmw == rmr)
            uartjob();
        txput1(rmbuf[rmr++]);
    }
    txputcrc(false);

    txfinish(true, true);
}

kit_scope.inoは、Arduino開発環境のソースコードです。v0.72　Mar 20, 2016版を使用しています。

ATmega328Pのデータシートは支障がない限り、下記（日本語）を参照します。
https://avr.jp/user/DS/PDF/mega328P.pdf

Arduino開発環境については支障がない限り、下記（日本語）を参照します。
http://www.musashinodenpa.com/arduino/ref/

この部分で行っているのは、入力信号のAD変換とUARTでPCへの送信、UARTでPCからのコマンドの受信となります。

Arduino のソースコードの形式はC言語に従いますが、setup()に初期設定を書き、loop()に通常処理を書きます。setup()は文字通り１回だけ実行されます。loop()も文字通りで、これは無限ループになります。setup()とloop()を置く順番は、特に無いようです。大文字で記載されている変数は、CPU(AtMega)のレジスターとなります。レジスターはAtMegaの仕様書に記載されている名称そのままで、変数宣言しないで使用します。cli()の関数もArdino環境固有のもので、全ての割り込みを禁止にする関数です。