内容見本 p.28 図3-1 操作の面から見たブロック図
]]> 今回の内容は書籍 「試しながら学ぶHC08マイコン入門」 （CQ出版） のサポート記事です。 第2部と第3部を一通り実施したあとで、改めてプログラムについて勉強したい、という方にピッタリです。
上の図にある D-A変換回路については、この連載の 第20回～第25回 で詳しく説明しました。 第48回 では A-D変換器の使い方を説明し、簡単なテストプログラムを紹介しています。 これらを復習しておいてから、この後の解説を読むと理解が早いでしょう。 圧電サウンダについては、もっと後の方でタイマの学習をするときに取り上げます。
◆ HC08ミニマイコン扇風機における 低電力モード の使い方
低電力モードに関する初期化処理
HC08ミニマイコン扇風機のプログラムから、低電力モードに関する初期設定の部分を抜き出してみます（プログラム全体については書籍を参照してください）。
void init_hardware( void ) {
CONFIG2 = 0x00; // IRQピン無効、RSTピン無効
CONFIG1 = 0x02; // LVI(3V)有効、STOP有効、COP有効
OSCTRIM = Optional;
}
コンフィギュレーション・レジスタ２（CONFIG2） については 第53回 で説明しました。 この作品における低電力動作に関係するビットの設定値を見ておきましょう。
・ OSCENINSTOP ストップ・モードでの発振器有効ビット
0 ： ストップ・モードでの発振器の動作は無効
ストップ・モードのとき周期的なウェイクアップ（AWU） を使わないので、発振器を止める設定にしています。
コンフィギュレーション・レジスタ１（CONFIG1） については 第53回 で説明しました。 この作品における低電力動作に関係するビットの設定値を見ておきましょう。
・ COPRS （ストップ・モードのとき） 自動ウェイクアップ周期の選択ビット
0 ： 自動ウェイクアップ長期サイクル
自動ウェイクアップ（AWU） を使わないので、このビットはストップ・モードにおいては意味をもちません。 ストップ・モード以外のときは別の機能になります（第53回 参照）。
・ LVISTOP ストップ・モードでのLVI 許可ビット
0 ： ストップ・モードでLVI を禁止
乾電池を使用するため、ストップ・モードで放置しておくとそのうち電源電圧がじわじわと下がってきます。 LVI 有効にしていると早めに電池を交換しなければならないため、無効にしています。 LVI 無効だと電源電圧がずっと下がったときに暴走しないかという心配がありますが、動き始めれば LVI も COP も働くのでおもちゃとして実用上は問題ありません。
また、ストップ・モードで LVI を有効にすると、ストップ・モードでの電源電流が増えることも忘れてはなりません（第79回）。
・ SSREC 短期ストップ復帰ビット
0 ： 4096 BUSCLKX4 サイクル後にストップ・モードから復帰 （長期ストップ復帰）
よほど早く復帰させたい場合を除いて SSREC = 0 長期ストップ復帰 の設定のままで問題ありません。
・ STOP STOP 命令有効ビット
1 ： STOP命令を有効にする
この作品ではストップ・モードを使うので、STOP命令を有効にします。
HC08ミニマイコン扇風機のスリープ、ウェイクアップに関する処理
スリープ、ウェイクアップに関する処理は、「パワー状態処理」 で行っています。 以下に状態遷移図を示します。 状態遷移の手法については、第48回 第56回 第69回 を参照してください。
「パワー状態処理」 の状態遷移図 （クリックで拡大）
マイコンに電源が与えられ、リセット解除してプログラムが動き始めたとき、この 「パワー状態処理」 では最初に 「パワーオフ状態」 になります。 これには次のような意図があります。
・ 電池を入れたとき、いきなり動き始めるのは不自然なので停止させている。
・ スリープ中つまりパワーオフ状態のとき、なんらかの原因で不意にリセットが
かかった場合、リセット解除時に動き始めないようにしている。
HC08ミニマイコン扇風機のプログラムより、「パワー状態処理」 の部分を抜き出します。 プログラム全体については書籍を参照してください。
//*************************
// パワー状態処理
//*************************
void power_mode( void ){
static enum {
STATE_POWER_OFF,
STATE_POWER_ON,
STATE_WAIT_POWER_OFF
} ens_power_state;switch ( ens_power_state ){
case STATE_POWER_OFF:
init_PORT( );
U1_timer_mode = MODE_TIMER_INIT;
U1_yuragi_mode = MODE_YURAGI_OFF;
U1_buzzer_mode = MODE_BZ_NONE;
#ifdef DEBUG
while ( PORT_ON_SW == PHY_OFF ){
; // モニタ使用中は COP は無効
}
#else
PORT_CHECK = 0;
KBIER_KBIE3 = 1; // POWER ON SW 設定
KBSCR_ACKK = 1;
KBSCR_IMASKK = 0;
asm( "STOP" );
// 【条件１】 STOP解除
KBSCR_IMASKK = 1;
#endif
init_ADC( );
U1_buzzer_cmd = CMD_BZ_ON;
ens_power_state = STATE_POWER_ON;
break;
case STATE_POWER_ON:
PORT_POWER = 1;
// 【条件２】
if ( ( PORT_OFF_SW == PHY_ON )
|| ( U1_timer_mode == MODE_TIMER_TIMEUP ) ){
U1_buzzer_cmd = CMD_BZ_OFF;
ens_power_state = STATE_WAIT_POWER_OFF;
}
break;
case STATE_WAIT_POWER_OFF:
PORT_POWER = 1;
// 【条件３】
if ( U1_buzzer_mode == MODE_BZ_NONE ){
ens_power_state = STATE_POWER_OFF;
}
break;
default:
ens_power_state = STATE_POWER_OFF;
}
}
見慣れないものがあるので、そこから説明します。
static enum {
STATE_POWER_OFF,
STATE_POWER_ON,
STATE_WAIT_POWER_OFF
} ens_power_state;
このように enum と書くと、列挙型の変数 を意味します。 列挙型というのはANSI C でも規定されている一般的な C 言語の要素です。 ここでは、ens_power_state という名前の変数を宣言しています。 static を付けているので、これは静的変数になります。
列挙型ということで、定義する識別子には整数を順番に割り付けますから、原則として、
STATE_POWER_OFF は 0
STATE_POWER_ON は 1
STATE_WAIT_POWER_OFF は 2
となります。
そして、ここが面白いポイントなのですが、この変数に対して代入または比較する値は、型宣言で決めた種類の識別子の中から選ぶ、ということになっています。
つまり、この例では、
ens_power_state = 1;
ではなく、
ens_power_state = STATE_POWER_ON;
と書くのが正しい、ということになります。
このようにするメリットには次のようなものがあります。
・ 普通の変数として数字を直接使った場合には、後でそれがどんな意味だった
のかわからなくなる可能性があるが、 列挙型の変数を使えばそれが防げる。
・ 状態遷移を管理する switch 文の case 節で、直接数字を使ったり、状態遷移
を起こすときに状態管理用変数に数字を代入する方法だと、どこかとどこかの
状態の間に新しい状態を追加したくなったときに数字を書き換えるのが大変
だが、列挙型の変数を使えば途中に挿入してもまったく問題ない。
それでは、上記のプログラムを見てください。
switch ( ens_power_state ){
case STATE_POWER_OFF:
上の状態遷移図で示した 「パワーオフ状態」 の処理を記述しています。
case STATE_POWER_ON:
「パワーオン状態」 の処理を記述しています。
case STATE_WAIT_POWER_OFF:
「パワーオフ待ち状態」 の処理を記述しています。
それぞれの処理内容は、状態遷移図に書いてあることをそのまま記述しています。 念のために言葉で説明すると、次のような流れになります。
・ リセット解除時、パワー・オフ状態になる。
・ パワー・オフ状態に入るとき、entry と書かれたところに並べられた処理を一通り
実施する。 その結果、マイコンはストップ・モードに移行する。
・ オン・スイッチが押されると、キーボード割り込みが発生してマイコンはストップ・
モードから抜け出し、パワー状態処理はパワー・オフ状態から抜け出す。【条件１】
そのとき、exit と書かれたところに並べられた処理を一通り実施する。
・ パワー・オフ状態を抜け出すと、パワー・オン状態に遷移する。
・ パワー・オン状態にあるときは、POWERポートに 1を出力する。
・ パワー・オン状態のとき、オフ・スイッチが押されるか、またはタイマ機能の規定
時間が経過したときにパワー・オン状態を抜け出す。【条件２】
・ パワー・オン状態を抜け出すとき、exit と書かれたところに並べられた処理
「オフブザー発行」 を実施する。 これはブザー吹鳴処理に渡され、ピーピ！ と
いう音を発生させる効果がある。
・ パワー・オン状態を抜け出すと、パワー・オフ待ち状態に遷移する。
・ パワー・オフ待ち状態にあるときは、POWERポートに 1を出力する。
・ パワー・オフ待ち状態のとき、ブザー吹鳴処理がブザー音を鳴らしている間は
状態遷移を起こさず、ブザー音を鳴らし終わったとき（鳴らしていないとき）に
パワー・オフ待ち状態を抜け出す。【条件３】
・ パワー・オフ待ち状態を抜け出すと、パワー・オフ状態に遷移する。
データの流れを確認するためには、書籍の p.112 にある 図11-A HC08ミニマイコン扇風機ソフトウェアのデータ・フロー図 を参照してください。
簡単ですが HC08ミニマイコン扇風機プログラムの低電力モードに関する解説は以上です。 次回は HC08ミニマイコン扇風機のハードウェアを使って、低電力モードを使用するシンプルなテスト・プログラムを作成します。
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第9章 USB-HC08デバッグ・ツールを自作する
第10章 統合開発環境CodeWarriorを使ってみる
Appendix F KMC908QY4Aユーザ・モード・モニタ入りマイコンの知識
筆者のホームページ 『マイコン工作の実験室』
組み込みエンジニア KAWANO
