ぱぱーんの日記

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162行〜169行です。

void
txinit(void)
{
    if (txn >= TXBSZ)
        sysdown(200);      // tx buffer overflow has been detected.
    txn = 0;
    txr = TXBSZ;
}

/*
　　関数名から、送信初期化ということらしい。
　　TXBSZ は 1100 と定義済み。TXBSZ は送信バッファサイズかな。
　　txn が TXBSZ 以上だと sysdown(200) を実行する。
　　txn に 0、txr に TXBSZ を代入。これが初期化ということらしい。
*/

下記は kit_scope.ino の１〜４４行目です。

// Kyutech Arduino Scope Prototype  v0.73                     Apr 10, 2019
//
//    (C) 2012-2019 M.Kurata Kyushu Institute of Technology
//
//    for Arduinos with a 5V-16MHz ATmega328.
//
//    use with "kit_scope.pde", a Proce55ing GUI sketch.
//
//    You don't need to worry about this warning message produced by the IDE.
//    "Low memory available, stability problems may occur."
//    コンパイル時、下記メッセージが表示されますが、問題ありません。
//    "スケッチが使用できるメモリが少なくなっています。動作が不安定になる可能性があります。"
//
//
//    Pin usage
//    
//    A0  trigger level voltage input    (connected to D6)
//    A1  oscilloscope probe ch1
//    A2  oscilloscope probe ch2
//    A3  oscilloscope probe ext  trigger
//    A4  reserved
//    A5  reserved
//    A6  reserved
//    A7  reserved
//    
//    D0  uart-rx
//    D1  uart-tx
//    D2  reserved
//    D3  calibration pulse wave output
//    D4  reserved
//    D5  pwm output for generating trigger level voltage
//    D6  analog comparator input (trigger level)
//    D7  reserved
//    D8  reserved
//    D9  reserved
//    D10 reserved
//    D11 reserved
//    D12 reserved
//    D13 LED output
//
//    different usage for dks2014 board.
//    A4  fgen-sync
//    D8  CH1 mode input  0..[0-10V]  1..[-5..5V]  (pull-up needed)
//    D9  CH2 mode input  0..[0-10V]  1..[-5..5V]  (pull-up needed)

15行目以降の pin usage は当然ながら、UNO のピン名称となります。UNO のピン名称と MCU の ATmage328 のピン名称の対応関係は、
https://wiki.onakasuita.org/pukiwiki/?Arduino/%E3%83%94%E3%83%B3%E9%85%8D%E7%BD%AE
上記URLにあります。

kit-scopeのスケッチ内のソースコードを読むためには、Arduino UNO のピン配とATmega328(又は168)のピン配の対応関係を知る必要があります。

https://wiki.onakasuita.org/pukiwiki/?Arduino/%E3%83%94%E3%83%B3%E9%85%8D%E7%BD%AE

上記の説明がわかりやすのではないかと。ご参考までに。
また、UNOピンの説明もあらかじめ見ておくと参考になります。下記がわかりやすいと思いました。

https://dryossy.com/arduino/arduino-pin/

こちらもご参考までに。次はいよいよスケッチの解析か？

Arduino UNOには、ATmega328が使用されている。kit-scopeのソースコードを解析するにはATmega328用のデータシートが無いよりはあった方がいいかも。ということで探しました。

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-7810-Automotive-Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf

英文です。下記に日本語のデータシートもあります。両方比較するといいですね。

https://avr.jp/user/DS/PDF/mega328P.pdf

そもそもデジタルオシロスコープとはどういう仕組みなんでしょう。わかりやすい説明を見つけました。

https://www.iti.iwatsu.co.jp/ja/support/05_14.html

上記にはデジタルオシロスコープの原理図とリアルタイムサンプリング、等価時間サンプリング、プリトリガ、ロールモードの説明があります。参考になりますね。詳しく説明されても理解できるだけの能力が無いので、これくらいで丁度いいのかと思っております。実際、この程度の理解でいいんだか。。。

ソフトウエア開発環境のArduinoと、ハードウエアとしてのMCU基板名がArduino-XXXとなっていて、ちょっとわかりにくい（どうしようもないですけど）。
ソフトウエア開発環境のArduinoの特徴は、https://tajimarobotics.com/arduino-sketch-basic-structure/
にあります。プログラミング言語はC++です。

ソフトウエア開発環境のArduinoで作成したソフトウエアはスケッチと呼ばれる。スケッチをハードウエアとしてのMCU基板のArduino-XXX（XXXはUnoとかいろいろ）に書き込むと下記の順でソフトウエアを実行する。

１．setup()は実行時に１回だけ読まれる。変数の初期設定をするところである。

２．loop()は中身に記述した内容を無限ループで実行する。自分のさせたいことを記述するところ。

基本はそうなのですが、理解するのは実際、難しいですよねえ？

しばらくぶりにArduino　IDE を勉強し直すことにします。ハードウエアも散逸してしまったので集め直しです。
Arduino IDE を、九州工業大学の kit_scope のソースコードを追いながら勉強してみようと思っています。初心者にはかなりハードルが高いので、どこまで理解できるのか？　少しずつ進めていこうかなと。。。

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
    }
}