Arduino入門：その他の入出力関数

前回までの記事で、Arduinoのデジタルおよびアナログ入出力関数を取り上げてきましたが、今回は、その他の入出力関数について解説したいと思います。

siftOut

siftOutは、1バイト分のデータを1ビットずつシフトアウトします。MSB(最上位ビット)とLSB(最下位ビット)のどちらからもデータを送る事ができます。各ビットは、まずdataPinに出力され、その後clockPinが反転して、そのビットが有効になったことが示されます。この機能はソフトウエアで実現されていますますので、高速な動作が必要な場合はハードウエアで実現されているSPIライブラリの使用した方が良いかも知れません。設定パラメータは以下の通りです。

dataPin: ビット出力ピン
clockPin: クロック出力ピン。dataPinに正しい値がセットされる毎に、このピンが1回反転します
bitOrder: MSBFIRSTまたはLSBFIRSTを指定します。(*)
value: 送信したいデータ (byte)

(*)備考
Most Significant Bit First: MSB(最上位ビット)から送信
Least Significant Bit First: LSB(最下位ビット)から送信

//Arduino Sketch Example: shiftOut
//Date: 2015.1.18
//Edited and Modified by: easy labo
//Original Source: Arduino Reference (http://arduino.cc/en/Reference/HomePage)

//Syntax
shiftOut(dataPin, clockPin, bitOrder, value)

//Parameters
//dataPin: the pin on which to output each bit (int)
//clockPin: the pin to toggle once the dataPin has been set to the //correct value (int)
//bitOrder: which order to shift out the bits; either MSBFIRST or LSBFIRST.
//(Most Significant Bit First, or, Least Significant Bit First)
//value: the data to shift out. (byte)

//Note
//The dataPin and clockPin must already be configured as outputs by a call to pinMode().
//shiftOut is currently written to output 1 byte (8 bits) so it requires a two step operation to output values larger than 255.

// Do this for MSBFIRST serial
int data = 500;
// shift out highbyte
shiftOut(dataPin, clock, MSBFIRST, (data >> 8));  
// shift out lowbyte
shiftOut(dataPin, clock, MSBFIRST, data);

// Or do this for LSBFIRST serial
data = 500;
// shift out lowbyte
shiftOut(dataPin, clock, LSBFIRST, data);  
// shift out highbyte 
shiftOut(dataPin, clock, LSBFIRST, (data >> 8));

//Arduino Sketch Example: shiftOut

//Date: 2015.1.18

//Edited and Modified by: easy labo

//Original Source: Arduino Reference (http://arduino.cc/en/Reference/HomePage)

//Syntax

shiftOut(dataPin, clockPin, bitOrder, value)

//Parameters

//dataPin: the pin on which to output each bit (int)

//clockPin: the pin to toggle once the dataPin has been set to the //correct value (int)

//bitOrder: which order to shift out the bits; either MSBFIRST or LSBFIRST.

//(Most Significant Bit First, or, Least Significant Bit First)

//value: the data to shift out. (byte)

//Note

//The dataPin and clockPin must already be configured as outputs by a call to pinMode().

//shiftOut is currently written to output 1 byte (8 bits) so it requires a two step operation to output values larger than 255.

// Do this for MSBFIRST serial

int data = 500;

// shift out highbyte

shiftOut(dataPin, clock, MSBFIRST, (data >> 8));

// shift out lowbyte

shiftOut(dataPin, clock, MSBFIRST, data);

// Or do this for LSBFIRST serial

data = 500;

// shift out lowbyte

shiftOut(dataPin, clock, LSBFIRST, data);

// shift out highbyte

shiftOut(dataPin, clock, LSBFIRST, (data >> 8));

Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License (CC BY-SA 3.0)
“Arduino Reference:shiftOut()” by Arduino Team, used under CC BY-SA 3.0/ easy labo made some changes and comments to the original

上の例では、int型データを送っています。データサイズが2バイトなので、シフト演算子と組み合せて2回、shiftOutを使用しています。なお、dataPinとclockPinは、pinMode関数によってOUTPUT(出力)に設定されている必要があります。

siftIn

shifInは、1バイトのデータを1ビットずつシフトインします。MSB(最上位ビット)とLSB(最下位ビット)のどちらからでも開始できます。最初に、clockPinがHIGHになり、dataPinからデータが読み込まれ、clockPinがLOWに戻ります。設定パラメータは、次の通りです。

dataPin: 入力ピン
clockPin: クロック出力ピン
bitOrder: MSBFIRSTまたはLSBFIRSTを指定

//Arduino Sketch Example: shiftIn
//Date: 2015.1.18
//Edited and Modified by: easy labo
//Original Source: Arduino Reference (http://arduino.cc/en/Reference/HomePage)

//Syntax
byte incoming = shiftIn(dataPin, clockPin, bitOrder)

//Parameters
//dataPin: the pin on which to input each bit (int)
//clockPin: the pin to toggle to signal a read from dataPin
//bitOrder: which order to shift in the bits; either MSBFIRST or LSBFIRST.
//(Most Significant Bit First, or, Least Significant Bit First)

//Returns: the value read (byte)

//Arduino Sketch Example: shiftIn

//Date: 2015.1.18

//Edited and Modified by: easy labo

//Original Source: Arduino Reference (http://arduino.cc/en/Reference/HomePage)

//Syntax

byte incoming = shiftIn(dataPin, clockPin, bitOrder)

//Parameters

//dataPin: the pin on which to input each bit (int)

//clockPin: the pin to toggle to signal a read from dataPin

//bitOrder: which order to shift in the bits; either MSBFIRST or LSBFIRST.

//(Most Significant Bit First, or, Least Significant Bit First)

//Returns: the value read (byte)

Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License (CC BY-SA 3.0)
“Arduino Reference:shiftIn()” by Arduino Team, used under CC BY-SA 3.0/ easy labo made some changes and comments to the original

pulseIn

pulseInは、ピンに入力されるパルスを検出します。設定パラメータは次の通りです。

pin: パルス入力のピンの番号
value: 測定するパルスの種類。HIGHまたはLOW
timeout(省略可): タイムアウトまでの時間(単位・マイクロ秒)。デフォルトは1秒 (unsigned long)

戻り値は、パルスの長さ(マイクロ秒)で、パルスがスタートする前にタイムアウトとなった場合は0 (unsigned long)を返します。この関数で計測可能な時間は、およそ10マイクロ秒から3分で、あまりに長いパルスは、エラーとなる可能性があります。

//Arduino Sketch Example: pulseIn
//Date: 2015.1.18
//Edited and Modified by: easy labo
//Original Source: Arduino Reference (http://arduino.cc/en/Reference/HomePage)

//Syntax
pulseIn(pin, value) 
pulseIn(pin, value, timeout)

//Parameters
//pin: the number of the pin on which you want to read the pulse.(int)
//value: type of pulse to read: either HIGH or LOW. (int)
//timeout (optional): the number of microseconds to wait for the pulse to start; default is one second (unsigned long)

//Returns
//the length of the pulse (in microseconds) or 0 if no pulse started before the timeout (unsigned long)

//Example
int pin = 7;
unsigned long duration;

void setup()
{
  pinMode(pin, INPUT);
}

void loop()
{
  duration = pulseIn(pin, HIGH);
}

//Arduino Sketch Example: pulseIn

//Date: 2015.1.18

//Edited and Modified by: easy labo

//Original Source: Arduino Reference (http://arduino.cc/en/Reference/HomePage)

//Syntax

pulseIn(pin, value)

pulseIn(pin, value, timeout)

//Parameters

//pin: the number of the pin on which you want to read the pulse.(int)

//value: type of pulse to read: either HIGH or LOW. (int)

//timeout (optional): the number of microseconds to wait for the pulse to start; default is one second (unsigned long)

//Returns

//the length of the pulse (in microseconds) or 0 if no pulse started before the timeout (unsigned long)

//Example

int pin = 7;

unsigned long duration;

void setup()

{

pinMode(pin, INPUT);

}

void loop()

{

duration = pulseIn(pin, HIGH);

}

Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License (CC BY-SA 3.0)
“Arduino Reference:pulseIn()” by Arduino Team, used under CC BY-SA 3.0/ easy labo made some changes and comments to the original

上の例では、パルスの種類(value)をHIGHに指定しているので、入力がHIGHに変わると時間計測を始め、またLOWに戻ったら、そこまでの時間(マイクロ秒単位)がdurationに格納されます。

tone

toneは、指定周波数の矩形波(50%デューティ)を発生させます。durationを指定しなかった場合、noTone()を実行するまで動作を続けます。設定パラメータは次の通りです。

pin: トーンの出力ピン
frequency: 周波数(Hz)
duration: 出力時間（ミリ秒）、オプションで省略可能。

なお、この関数を使用すると、3と11番ピンのPWM出力が使用できなくなるので注意して下さい。

//Arduino Sketch Example: tone
//Date: 2015.1.18
//Edited and Modified by: easy labo
//Original Source: Arduino Reference (http://arduino.cc/en/Reference/HomePage)

//Syntax
tone(pin, frequency) 
tone(pin, frequency, duration)

//Parameters
//pin: the pin on which to generate the tone
//frequency: the frequency of the tone in hertz - unsigned int
//duration: the duration of the tone in milliseconds (optional) - unsigned long

//Arduino Sketch Example: tone

//Date: 2015.1.18

//Edited and Modified by: easy labo

//Original Source: Arduino Reference (http://arduino.cc/en/Reference/HomePage)

//Syntax

tone(pin, frequency)

tone(pin, frequency, duration)

//Parameters

//pin: the pin on which to generate the tone

//frequency: the frequency of the tone in hertz - unsigned int

//duration: the duration of the tone in milliseconds (optional) - unsigned long

Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License (CC BY-SA 3.0)
“Arduino Reference:tone()” by Arduino Team, used under CC BY-SA 3.0/ easy labo made some changes and comments to the original

toneを利用すると、出力ピンに圧電ブザーやスピーカに接続すれば、一定ピッチの音を再生できます。ただし、同時に生成できるのは1音だけで、既に他で、tone()が実行されている場合、次のtone()は効果がありません。また、同じピンに対してtone()を実行すると周波数が変化します。

noTone

noToneは、toneで開始された矩形波を停止します。toneが実行されていない場合は何も起こりません。設定パラメータは次の通りです。

pin: トーンを停止するピン番号

//Arduino Sketch Example: noTone
//Date: 2015.1.18
//Edited and Modified by: easy labo
//Original Source: Arduino Reference (http://arduino.cc/en/Reference/HomePage)

//Syntax
noTone(pin)

//Parameters
//pin: the pin on which to stop generating the tone