１２．スピードのフィードバック制御

【dsPICのコード】(2015/3/21変更)

前回からの変更点

【ＰＣ側のソフト】

【Form1用コード】

【ユーザーコントロールContPanel用コード】

【ユーザーコントロールContPanel用コード】VB2013用

１３．ユニバーサル基板で製作

●次はユニバーサル基板で作ってみます。


・使用したのはサンハヤトの端子付きユニバーサル基板CPU-107Fです。
・基板用コネクタは KEL1150N-044-009 カードエッジコネクです。若松通商で売っています。
・電源用パターンは裏側のみ使用しています。電源電圧を分けるため、カッターでパターンを切断する部分があります。



　　　　＜裏　面＞



　　　　＜接続図＞



・このボードは親ボードで2.5V作成回路とRS232C送信用回路を実装しています。
・2つ目以降の子ボードは2.5V作成回路とRS232C送信用回路がない構成になります。
・外部通信用のINT_CLOCK、DATAの2つの端子を他の子ボード、ポイントボード、 シグナルボードなどと共通で接続し、通信をします。

１４．複数ボードの制御

●ここからはループを増やすために子ボードを追加します。



・接続は図のように電源は共通とし、RS232Cの受信(PC側のRS232C-TX)は子ボードも共通で受信します。
・RS232Cの送信(PC側のRS232C-RX)は親ボードのみが行い、子ボードの情報は各ボード間で通信をして親ボードが送信します。
・通信はINT_CLOCKとDATAの2本でシリアル同期通信をします。
・各ボードのループはポイントでつながることになりますが、ループ間を跨ぐ時に、パルスの位相が合っている必要があり、 また、同期通信のためにも各ボードは完全に同期させます。

●同期の方法
・親ボードはタイマーインタラプトにより約20μｓごとに割り込みを発生させていますが、この割り込み処理の頭の部分で RD9ポートを使用して、子ボードに外部割込みを発生させます。
・これで割り込みのタイミングは一致しますが、インタラプトカウンタを同期するために、カウンタが０の時のみ、インタラプトパルスの 幅を大きくして、子ボードはこの幅が大きい時インタラプトカウンタを０にリセットすることによりカウンタを同期します。

●子ボードの製作例

【dsPICのコード】

●親ボードはROSEN_NUMを0にしてコンパイルし、子ボードは１からの番号に変更してコンパイルします。
    #define ROSEN_NUM 0 //親ボード
    #define ROSEN_NUM 1 //子ボード1
    #define ROSEN_NUM 2 //子ボード2
    ・・・・・

・コンパイラ擬似命令の#ifによりROSEN_NUMが０の時と、０以外の場合でコードを入れ替えます。
たとえばインタラプトルーチンの部分で

#if ROSEN_NUM == 0
    //親ボードはタイマーインタラプトルーチン
    void __attribute__((__interrupt__, __shadow__, no_auto_psv)) _T1Interrupt(void)
#else
    //子ボードは外部端子割り込み
    void __attribute__((__interrupt__, __shadow__, no_auto_psv)) _INT2Interrupt(void)
#endif

のように使用します。MPLAB_Xの場合、条件に合わない部分がグレーになりわかりやすいです。

●コンパイルした後のデータ転送は、転送するボードのdsPIC基板のLR切替SWをLoad側にしReset後にdsPIC基板PushSWを押して dspicguyで転送します。他のボードをはずす必要はないのでやり易いです。

※テキスト部分を右クリック、すべて選択してまた右クリックし、コピーします。※2015_3_24:変更あり
// chap_14 #include <p30F2012.h> #include <adc12.h> #include <timer.h> #include <uart.h> #include <ports.h> //16bitのINT型の上位H byte、下位L byte読み込み用共用体 union byte_access { int INT; // Int Access struct { // byte　Access unsigned char L; unsigned char H; } BYTE; }; //位置情報の構造体 struct PSI_BIT { unsigned char KUKAN : 3; /* 区間 Bit 0-2 */ unsigned char ROSEN : 3; /* 路線 Bit 3-5 */ unsigned char SOU : 1; /* 相 Bit 6 */ unsigned char DIR : 1; /* 方向 Bit 7 */ }; //列車の位置情報の構造体 struct st_position { //現在位置 union { /* Position */ unsigned char BYTE; /* Byte Access */ struct PSI_BIT BIT; /* Bit Access */ } NOW; //前の位置 union { /* Position */ unsigned char BYTE; /* Byte Access */ struct PSI_BIT BIT; /* Bit Access */ } BEFORE; //次の位置 union { /* Position */ unsigned char BYTE; /* Byte Access */ struct PSI_BIT BIT; /* Bit Access */ } NEXT; int speed; //int speed_cont; union byte_access speed_cont; int speed_err; unsigned char henka; unsigned char safe; union byte_access speed_ret; //読み取りスピード union byte_access speed_ret_rx; //読み取りスピード unsigned char point; union byte_access speed_rx; }; //監視区間設定用の共用体 union scan_port { unsigned char BYTE; /* Byte Access */ struct { unsigned char DUMMY : 2; /* Bit 0-1 */ unsigned char KUKAN : 3; /* Bit 2-4 監視区間*/ unsigned char DISABLE : 1; /* Bit 5 */ unsigned char B6 : 1; /* Bit 6 */ } BIT; }; // A/D control register unsigned int _ADCON1; unsigned int _ADCON2; unsigned int _ADCON3; unsigned int _ADCHS; unsigned int _ADPCFG; unsigned int _ADCSSL; // UART control register unsigned int _U1BRG; unsigned int _U1MODE; unsigned int _U1STA; #define Fcy 7370000*4 #define BaudRate 115200 #define RX_BYTE 100 //RS232C受信バイト数 #define TX_BYTE 100 //RS232C送信バイト数 #define RX_DATA_BYTE 12 //1列車当たりの受信バイト数 #define TX_DATA_BYTE 12 //1列車当たりの送信バイト数 #define TR_COUNT 8 //列車数 #define ROSEN_NUM 0 //路線（ボード）番号 unsigned char RxData[RX_BYTE]; //RS232C受信用メモリ unsigned char TxData[TX_BYTE]; //RS232C送信用メモリ unsigned char EnableBit[] = {1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128}; unsigned int int_counter; //インタラプトカウンタ unsigned int comm_counter; //通信用インタラプトカウンタ unsigned int speed_pw[2]; //スピードパルス幅 struct st_position train[TR_COUNT]; //列車位置情報 unsigned char kukan[2]; //区間 unsigned char kanshi_now[2]; //スピード読み込み用 unsigned char kanshi_before[2]; //スピード読み込み用 union scan_port kanshi; //区間監視用 unsigned char cont_train[2]; //制御する列車番号 unsigned char pre_cont_train[2]; //制御する列車番号(main loop) unsigned char lock_chg; //同期用 union byte_access gnd_level; //共通2.5VGNDのlevel unsigned int gnd_sum; unsigned char sum_count; int speed_peak[2]; unsigned char receive_data; //通信用受信データ unsigned char send_data; //通信用送信データ unsigned char comm_data[128]; //通信用メモリ unsigned char board_num; //ボード番号 unsigned char data_p; unsigned char point_req; //ポイントリクエスト unsigned char cont_count; //speed cont 間隔 union byte_access adc_ret; //ADC値 union byte_access osc_ext; //オシロ監視用TRIG void kukan_ON(unsigned char, unsigned char); void kukan_OFF(unsigned char); void speed_cont(unsigned char); void board_comm(void); //ボード間通信 void comm_data_set_tx(void); //通信データ設定TX void comm_data_set_rx(void); //通信データ設定RX void point_cont(void); //ポイント制御 int main(void) { unsigned char n; unsigned char p; //dsPIC基板のブートローダーの制約によりAIVTを使用 INTCON2bits.ALTIVT = 1; // A/D変換モジュールオフ確認 _ADON = 0; // A/D変換モジュール初期化 (PB9をADCに使用) _ADCHS = ADC_CH0_POS_SAMPLEA_AN9 & ADC_CH0_NEG_SAMPLEA_NVREF; SetChanADC12(_ADCHS); // ADC割り込み禁止 ConfigIntADC12(ADC_INT_DISABLE); _ADCON1 = ADC_MODULE_ON & ADC_IDLE_CONTINUE & ADC_FORMAT_INTG & ADC_CLK_AUTO & ADC_AUTO_SAMPLING_OFF & ADC_SAMP_OFF; _ADCON2 = ADC_VREF_AVDD_AVSS & ADC_SCAN_OFF & ADC_SAMPLES_PER_INT_1 & ADC_ALT_BUF_OFF & ADC_ALT_INPUT_OFF; _ADCON3 = ADC_SAMPLE_TIME_1 & ADC_CONV_CLK_SYSTEM & ADC_CONV_CLK_10Tcy; _ADPCFG = ENABLE_AN9_ANA; _ADCSSL = SCAN_NONE; OpenADC12(_ADCON1, _ADCON2, _ADCON3, _ADPCFG, _ADCSSL); #if ROSEN_NUM == 0 //親ボードはタイマーインタラプト設定 //Timer1設定 OpenTimer1(T1_ON & T1_GATE_OFF & T1_PS_1_1 & T1_SYNC_EXT_OFF & T1_SOURCE_INT, 586); ConfigIntTimer1(T1_INT_PRIOR_5 & T1_INT_ON); //外部同期用 _TRISD9 = 0; //RD9 OutPort通信同期用 #else //子ボードはRD9の外部インタラプト設定 //RD9 Pin Interrupt 設定 ConfigINT2(FALLING_EDGE_INT & EXT_INT_ENABLE); _TRISD9 = 1; //RD9 InPort 外部Interupt用 #endif // UART1モジュールのオフを確認します CloseUART1(); // UART1割り込み禁止 ConfigIntUART1(UART_RX_INT_DIS & UART_TX_INT_DIS); // UART1の初期化 _U1BRG = ((Fcy / BaudRate) / 16); // パリティなし、データ8bit、ストップ１bit _U1MODE = UART_EN & UART_IDLE_CON & UART_ALTRX_ALTTX & UART_DIS_WAKE & UART_DIS_LOOPBACK & UART_DIS_ABAUD & UART_NO_PAR_8BIT & UART_1STOPBIT; _U1STA = UART_INT_TX_BUF_EMPTY & UART_TX_PIN_NORMAL & UART_TX_ENABLE & UART_INT_RX_CHAR & UART_ADR_DETECT_DIS & UART_RX_OVERRUN_CLEAR; // Open UART1 OpenUART1(_U1MODE, _U1STA, _U1BRG); TRISB = 0xff; //PB：IN Portに設定 _TRISB9 = 1; //PB9：ADC入力端子　In Portに設定 TRISF = 0; //RFポート　OutPortに設定 cont_train[0] = 0xff; //A相列車:なし cont_train[1] = 0xff; //B相列車:なし gnd_level.INT = 0x800; //GND Level 初期値 kanshi.BYTE = 0; //監視ポートクリア //main loop while (1) { //RS232Cの受信 //ヘッダー確認 while (U1STAbits.URXDA == 0); // wait RX data if (U1RXREG == 0x55) { while (U1STAbits.URXDA == 0); // wait RX data if (U1RXREG == 0xAA) { //0x55,0xAAが続けてきたら正しいデータとして受信 for (n = 0; n < RX_BYTE; n++) { while (U1STAbits.URXDA == 0); // wait RX data RxData[n] = U1RXREG; } //受信したデータのセット //変更禁止期間は変更を開始しない。 while (lock_chg); for (n = 0; n < TR_COUNT; n++) { p = n * RX_DATA_BYTE; train[n].speed = RxData[p]; train[n].speed <<= 1; train[n].NOW.BYTE = RxData[p + 1]; train[n].BEFORE.BYTE = RxData[p + 2]; train[n].NEXT.BYTE = RxData[p + 3]; //区間変更フラグクリア if (RxData[p + 4] & 1) train[n].henka = 0; if (RxData[p + 4] & 0x80) train[n].safe = 0x1; else train[n].safe = 0; //point_request if (RxData[p + 5]) train[n].point = RxData[p + 5]; } //制御する列車登録(cont_train) pre_cont_train[0] = 0xff; pre_cont_train[1] = 0xff; for (n = 0; n < TR_COUNT; n++) { if ((train[n].NOW.BIT.ROSEN == ROSEN_NUM) || (train[n].NEXT.BIT.ROSEN == ROSEN_NUM) || (train[n].BEFORE.BIT.ROSEN == ROSEN_NUM)) pre_cont_train[train[n].NOW.BIT.SOU] = n; } //オシロ監視用 osc_ext.BYTE.H = RxData[8]; osc_ext.BYTE.L = RxData[9]; for (n = 0; n < TR_COUNT; n++) { p = n* TX_DATA_BYTE; //スピード読み取り値の送信 TxData[p] = train[n].speed_ret.BYTE.H; TxData[p + 1] = train[n].speed_ret.BYTE.L; //区間変化情報の送信 TxData[p + 2] = train[n].henka; TxData[p + 3] = train[n].point; } //参考にGND値をPCに送ります。 TxData[10] = gnd_level.BYTE.H; TxData[11] = gnd_level.BYTE.L; //ヘッダー0x55,0xAAの送信 U1TXREG = 0x55; while (U1STAbits.UTXBF); U1TXREG = 0xAA; while (U1STAbits.UTXBF); // 送信用メモリデータをPCに転送します for (n = 0; n < TX_BYTE; n++) { U1TXREG = TxData[n]; while (U1STAbits.UTXBF); } } } } } #if ROSEN_NUM == 0 //親ボードはタイマーインタラプトルーチン void __attribute__((__interrupt__, __shadow__, no_auto_psv)) _T1Interrupt(void) #else //子ボードは外部端子割り込み void __attribute__((__interrupt__, __shadow__, no_auto_psv)) _INT2Interrupt(void) #endif { unsigned char n; //列車番号 unsigned char sou; //相 _RF6 = 1; //割り込み期間オシロ監視用 #if ROSEN_NUM == 0 //親ボード　外部インタラプト用　同期パルスON _RD9 = 0; #else _RD8 = 1; #endif //通信用comm_counterはインタラプトを0-0x7ffでカウントします。 if (++comm_counter > 0x7ff) { comm_counter = 0; } else _RD9 = 1; //同期パルスOFF //int_counterはcomm_counterの下位9bitの0-0x1ffでカウントします。 int_counter = comm_counter & 0x1ff; #if ROSEN_NUM != 0 //子ボードは同期パルス幅が大きいときcomm_counterをリセット if (_RD9 == 0) { comm_counter = 0; } #endif //オシロ監視用 if (comm_counter == osc_ext.INT) _RF5 = 1; //インタラプトカウンタが０のときA相のspeedパルスON n = 0xff; if (int_counter == 0) { sou = 0; //A相 cont_train[0] = pre_cont_train[0]; n = cont_train[0]; } //インタラプトカウンタが0x100のときB相のspeedパルスON if (int_counter == 0x100) { sou = 1; //B相 cont_train[1] = pre_cont_train[1]; n = cont_train[1]; } if (n != 0xff) { kukan[sou] = 0; //kukan clr //speed_contで計算した値で制御します speed_pw[sou] = train[n].speed_cont.INT; //speedパルス幅のセット //speed_pw[sou] = train[n].speed; //エラー制御しないとき //区間メモリに現・前位置の区間を設定し区間ON if (train[n].NOW.BIT.ROSEN == ROSEN_NUM) { kukan[sou] = EnableBit[train[n].NOW.BIT.KUKAN]; kanshi_now[sou] = train[n].NOW.BIT.KUKAN; } if (train[n].BEFORE.BIT.ROSEN == ROSEN_NUM) { kukan[sou] |= EnableBit[train[n].BEFORE.BIT.KUKAN]; kanshi_before[sou] = train[n].BEFORE.BIT.KUKAN; } // 区間ＯＮ kukan_ON(kukan[sou], train[n].NOW.BIT.DIR); } _RF5 = 0; //オシロ同期CLR //インタラプトカウンタが0x1のときA相の区間変化監視(B相は0x102のとき) n = 0xff; if (int_counter == 2) { n = cont_train[0]; } if (int_counter == 0x102) { n = cont_train[1]; } if (n != 0xff) { if (train[n].safe) if (!train[n].henka) { if (train[n].NEXT.BIT.ROSEN == ROSEN_NUM) { //次位置区間の監視 kanshi.BIT.KUKAN = train[n].NEXT.BIT.KUKAN; LATF &= 0xC0; LATF |= kanshi.BYTE; //ADC読み込み _SAMP = 1; while (!ADCON1bits.DONE); adc_ret.INT = ADCBUF0; if (train[n].NOW.BIT.DIR == 0) { //正方向のとき if (adc_ret.BYTE.H > 0xB) { train[n].henka = 0x80; //区間変化 } } else { //逆方向のとき if (adc_ret.BYTE.H < 0x4) { train[n].henka = 0x80; //区間変化 } } //GND_LEVEL設定 if (!train[n].henka) { //区間変更なしのときのADC値をGND Levelにします。 //16回たして4bit右シフトで平均をとります。 if (adc_ret.INT > 0x780 && adc_ret.INT < 0x880) { gnd_sum += adc_ret.INT; if (sum_count++ == 15) { gnd_level.INT = gnd_sum >> 4; sum_count = 0; gnd_sum = 0; } } } } } } //インタラプトカウンタが3のときNEXT区間パルスON(B相は0x103のとき) //区間変化確認後に次区間もON n = 0xff; if (int_counter == 3) { n = cont_train[0]; } if (int_counter == 0x103) { n = cont_train[1]; } if (n != 0xff) { if (train[n].safe) { //安全でないときは次区間に他の列車がかかっているのでONしない。 if (train[n].NEXT.BIT.ROSEN == ROSEN_NUM) kukan[sou] |= EnableBit[train[n].NEXT.BIT.KUKAN]; kukan_ON(kukan[sou], train[n].NOW.BIT.DIR); } } //インタラプトごとにspeedをマイナス1して０になったらパルスOFF for (n = 0; n < 2; n++) { if (cont_train[n] != 0xFF) { if (speed_pw[n] == 0) { //speedが０で区間パルスOFF TRISB |= kukan[n]; } else { speed_pw[n]--; //speedをマイナス1 } } } //インタラプトカウンタが0x1F8?0x1ffのときA相のモーターの発電電圧を8回読み込み //(B相は0xf8?0xff) n = 0xff; if ((int_counter & 0x1f8) == 0x1f8) { n = cont_train[0]; sou = 0; } if ((int_counter & 0x1f8) == 0xf8) { n = cont_train[1]; sou = 1; } if (n != 0xff) { //現位置と前位置を交互に読み込み if (int_counter & 0x1) kanshi.BIT.KUKAN = kanshi_now[sou]; else kanshi.BIT.KUKAN = kanshi_before[sou]; LATF &= 0xC0; LATF |= kanshi.BYTE; //ADC読み込み _SAMP = 1; while (!ADCON1bits.DONE); adc_ret.INT = ADCBUF0; //ADC値からGND値を引いて絶対値をとります。 adc_ret.INT = adc_ret.INT - gnd_level.INT; if (adc_ret.INT < 0) adc_ret.INT = -adc_ret.INT; //ピーク値より大きい場合は＋１（徐々に上げる） if (adc_ret.INT > speed_peak[sou]) speed_peak[sou]++; if (!train[n].henka) train[n].speed_ret.INT = speed_peak[sou]; } else if (int_counter == 0x30) { //speed_peakマイナス speed_peak[0] -= 1; if (speed_peak[0] < 0) speed_peak[0] = 0; speed_peak[1] -= 1; if (speed_peak[1] < 0) speed_peak[1] = 0; } //変更禁止セット(232C受信データを設定するタイミングを指定します。) switch (int_counter) { case 0x110: lock_chg = 0; break; case 0x120: lock_chg = 1; break; } /*int_counterが0x1F7のときA相、0xF7のときB相のスピードコントロール speed_contサブルーチンを呼び出します*/ n = 0xff; if (int_counter == 0x1f7) { n = cont_train[0]; if (cont_count-- == 0)//speed cont count cont_count = 5; } if (int_counter == 0x0f7) n = cont_train[1]; if (n != 0xff) if (cont_count == 0)//5回に1回呼び出し speed_cont(n); //ボード間の通信 board_comm(); //comm_counterが0x708,9のときcomm_dataの設定 if (comm_counter == 0x708) { comm_data_set_tx(); } if (comm_counter == 0x709) { comm_data_set_rx(); } //-----ポイント制御---------- #if ROSEN_NUM == 0 //Point Cont if (comm_counter == 0x10) { point_cont(); } #endif #if ROSEN_NUM == 0 //同期パルスOFF if (comm_counter == 0) { _RD9 = 1; } _T1IF = 0; //割り込みフラグ解除 #else if (comm_counter == 0) { _RD8 = 1; } _INT2IF = 0; #endif _RF6 = 0; //割り込み終了監視 } //区間ON用 void kukan_ON(unsigned char kukan, unsigned char d) { // d=0:正回転, 1:負回転 if (d == 0) LATB |= kukan; else LATB &= ~kukan; TRISB &= ~kukan; } //区間OFF用 void kukan_OFF(unsigned char kukan) { TRISB |= kukan; } void speed_cont(unsigned char n) { int err; //スピードのエラー int err_abs; //err絶対値 int err_def; //errの差 int k1 = 0x10; //感度１ int d; //エラー補正値 // スピード設定値と実際スピードの比較 err = train[n].speed - train[n].speed_ret.INT; //エラーの絶対値をとります if (err < 0) err_abs = -err; else err_abs = err; //前回のエラーと比較 err_def = err_abs - train[n].speed_err; train[n].speed_err = err_abs; //エラーが増えているときは補正感度を上げ、減っているときは下げる //微分制御 k1 += err_def; if (k1 > 0x20) k1 = 0x20; //k1 max if (k1 < 0x8) k1 = 0x8; //k1 mini //エラー補正値の計算 d = (err * k1) / 0x100; //スピード設定が０のとき補正値が負でない場合 //完全に停止させるため補正値を?１にします if (train[n].speed == 0) { if (d>-0x1) d = -0x1; } //スピードコントロール値をエラー補正値で補正 train[n].speed_cont.INT += d; //結果が負にならないようにする if (train[n].speed_cont.INT < 0) train[n].speed_cont.INT = 0; //Speedの最大値を制限(0x1F0) if (train[n].speed_cont.INT > 0x1f0) train[n].speed_cont.INT = 0x1f0; //現位置が他路線のときはspeed_contを受信 if (train[n].NOW.BIT.ROSEN != ROSEN_NUM) { train[n].speed_cont = train[n].speed_rx; } } void board_comm() { unsigned char bit_p; unsigned int reg1; //ボード間データ通信 reg1 = comm_counter >> 1; bit_p = EnableBit[reg1 & 7]; //bit位置set reg1 >>= 3; board_num = reg1; board_num >>= 4; #if ROSEN_NUM == 0 //親ボードのみポイントなどのボードに送信 if (board_num == ROSEN_NUM || board_num == 6) { #else if (board_num == ROSEN_NUM) { #endif //データ送信 _TRISB8 = 0; //port_output send_data = comm_data[reg1]; if (send_data & bit_p) _RB8 = 1; else _RB8 = 0; } else { //データ受信 _TRISB8 = 1; //port_Input if (comm_counter & 1) { if (_RB8) receive_data |= bit_p; else receive_data &= ~bit_p; if (bit_p == 0x80) { comm_data[reg1] = receive_data; } } } } void comm_data_set_tx() { unsigned char n; //comm_data 送信データSET data_p = ROSEN_NUM << 4; //A相 n = cont_train[0]; if (n != 0xff) { comm_data[data_p] = n + 0xA0; comm_data[data_p + 1] = train[n].speed_ret.BYTE.H; comm_data[data_p + 2] = train[n].speed_ret.BYTE.L; comm_data[data_p + 3] = train[n].henka; comm_data[data_p + 4] = train[n].speed_cont.BYTE.H; comm_data[data_p + 5] = train[n].speed_cont.BYTE.L; comm_data[data_p + 6] = speed_peak[0] >> 4; comm_data[data_p + 7] = speed_peak[0] & 0xff; } else comm_data[data_p] = 0xFF; //B相 n = cont_train[1]; data_p += 0x8; if (n != 0xff) { comm_data[data_p] = n + 0xA0; comm_data[data_p + 1] = train[n].speed_ret.BYTE.H; comm_data[data_p + 2] = train[n].speed_ret.BYTE.L; comm_data[data_p + 3] = train[n].henka; comm_data[data_p + 4] = train[n].speed_cont.BYTE.H; comm_data[data_p + 5] = train[n].speed_cont.BYTE.L; } else comm_data[data_p] = 0xFF; } void comm_data_set_rx() { //受信データSET unsigned char n; for (board_num = 0; board_num < 2; board_num++) { if (board_num != ROSEN_NUM) { //自ボード以外受信 data_p = board_num << 4; //A相 n = comm_data[data_p]; if ((n & 0xF0) == 0xA0) { n &= 0xF; if (train[n].NOW.BIT.ROSEN != ROSEN_NUM) { //現位置が他路線のとき実スピード受信 train[n].speed_ret.BYTE.H = comm_data[data_p + 1]; train[n].speed_ret.BYTE.L = comm_data[data_p + 2]; } if (ROSEN_NUM == 0)//Masterボードのみ区間変化受信 if (train[n].NEXT.BIT.ROSEN != 0)//NextがMasterボード以外のとき受信 train[n].henka = comm_data[data_p + 3]; train[n].speed_rx.BYTE.H = comm_data[data_p + 4]; train[n].speed_rx.BYTE.L = comm_data[data_p + 5]; } //B相 data_p += 0x8; n = comm_data[data_p]; if ((n & 0xF0) == 0xA0) { n &= 0xF; if (train[n].NOW.BIT.ROSEN != ROSEN_NUM) { //現位置が他路線のとき実スピード受信 train[n].speed_ret.BYTE.H = comm_data[data_p + 1]; train[n].speed_ret.BYTE.L = comm_data[data_p + 2]; } if (ROSEN_NUM == 0)//Masterボードのみ区間変化受信 if (train[n].NEXT.BIT.ROSEN != 0) train[n].henka = comm_data[data_p + 3]; train[n].speed_rx.BYTE.H = comm_data[data_p + 4]; train[n].speed_rx.BYTE.L = comm_data[data_p + 5]; } } } #if ROSEN_NUM == 0 //point_request if (point_req) { if (!comm_data[0x70]) { //ready comm_data[0x60] = point_req; //point_data } else //busy if (comm_data[0x60]) { //リクエストクリア point_req = 0; comm_data[0x60] = 0; } } #endif } //ポイント制御 void point_cont() { unsigned char n; if (!point_req) { for (n = 0; n < TR_COUNT; n++) { if ((train[n].point & 0x80) != 0) { point_req = train[n].point; train[n].point = 0; break; } } } }

●ボード間の通信

・ボード間の通信は、親ボードからの割込信号INT-CLOCKとDATAの２本の信号線で行います。
・I2Cというマイコン間通信の方法もありますが、完全同期していて手順も簡易なのでこの方法で行います。
・INT-CLOCKを各ボードにてcomm_counterで、０〜0x7ff(2023)を1周期としてカウントします。
・図のようにcomm_counterが偶数のとき送信ボードがbitデータをセットし、次のインタラプトの時、受信ボードが読み込みます。
・8bit単位で通信用メモリエリアのcomm_data[128]をやり取りします。
・下表のようにそれぞれ各ボードのメモリ位置が決まっていて、担当位置のデータの時、送信します。 それ以外のボードは、そのデータを受信し、自分のメモリの当該位置に書き込みます。 これで各ボードのデータをすべてのボードが共有することが出来ます。
・この通信の処理は　board_comm()　で行っています。
・また、送信する通信データの設定を　comm_data_set_tx()　で 受信した通信データの設定を　comm_data_set_rx()　で行っています。


・親ボードのみがPCへデータを送信できるので、子ボードからは読み取りスピードと区間変化情報を送る必要があります。
・また、後でポイントボードを追加しますが、ループを跨ぐ際に制御スピードを同じにしておく必要があり、 制御スピードも共有する必要があります。

【ＰＣ側のソフト】

●子ボードを1つ追加したとして、４台運転のPC側ソフトです。

・１２．からForm1およびContPanelのデザインの変更はないので、Form1のみコードを下記と入れ替えてください。

【Form1用コード】

Imports System.IO.Ports Public Class Form1 Const Tx_Byte As Integer = 102 Const Rx_Byte As Integer = 102 Const TxData数 As Integer = 12 Const RxData数 As Integer = 12 Const 列車数 As Integer = 4 Const 最大列車数 As Integer = 8 Private Remcon As List(Of ContPanel) = New List(Of ContPanel)() Class 位置情報 Public 区間 As Integer Public 路線 As Integer Public 方向 As Integer Public 相 As Integer Sub New(ByVal 区 As Integer, ByVal 路 As Integer, ByVal 向 As Integer, ByVal sou As Integer) 区間 = 区 路線 = 路 方向 = 向 相 = sou End Sub Public ReadOnly Property Byte情報() As Byte Get Return 区間 + 路線 * 8 + 方向 * &H80 + 相 * &H40 End Get End Property Sub 次区間() If 方向 = 0 Then 区間 = (区間 + 1) And &H7 Else 区間 = (区間 - 1) And &H7 End If End Sub Sub 前区間() If 方向 = 0 Then 区間 = (区間 - 1) And &H7 Else 区間 = (区間 + 1) And &H7 End If End Sub Function copy() Return New 位置情報(区間, 路線, 方向, 相) End Function Sub 逆転() If 方向 = 0 Then 方向 = 1 Else 方向 = 0 End If End Sub End Class Class train Public 現位置 As 位置情報 Public 前位置 As 位置情報 Public 次位置 As 位置情報 Public 次々位置 As 位置情報 Public 区間変化 As Boolean Public 安全 As Boolean Public speed As Single Public 逆転 As Integer Public 設定speed As Integer Sub New() 'Dummyで登録（路線=7） 現位置 = New 位置情報(0, 7, 0, 0) 前位置 = 現位置.copy 次位置 = 現位置.copy 次々位置 = 現位置.copy End Sub Sub New(ByVal 現 As 位置情報) 現位置 = 現 前位置 = 現位置.copy 前位置.前区間() 次位置 = 現位置.copy 次位置.次区間() 次々位置 = 次位置.copy 次々位置.次区間() End Sub Sub New(ByVal 現 As 位置情報, ByVal 前 As 位置情報, ByVal 次 As 位置情報, ByVal 次々 As 位置情報) 現位置 = 現 前位置 = 前 次位置 = 次 次々位置 = 次々 End Sub Sub 区間変更() 前位置 = 現位置.copy 現位置 = 次位置.copy 次位置 = 次々位置.copy 次々位置.次区間() End Sub Sub 逆転処理() '現位置を前位置に、前位置を現位置に 現位置.逆転() 前位置.逆転() 次位置 = 現位置.copy '前位置に入れるため 現位置 = 前位置.copy 前位置 = 次位置.copy 次位置 = 現位置.copy 次位置.次区間() 次々位置 = 次位置.copy 次々位置.次区間() End Sub Public ReadOnly Property Status As Byte Get Dim ret As Byte If 区間変化 Then ret = 1 If 安全 Then ret += &H80 Return ret End Get End Property End Class Dim 列車(最大列車数) As train 'デリゲートの宣言 Public Delegate Sub RsDelegate() 'データーの受信 Private Sub DataReceived(ByVal sender As Object, ByVal e As System.IO.Ports.SerialDataReceivedEventArgs) _ Handles SerialPort1.DataReceived 'データの受信はマルチスレッドで行われる為にデリゲートを使用して 'メインのスレッドでデータ処理の必要があります。 Me.Invoke(New RsDelegate(AddressOf receive_data), New Object() {}) End Sub '受信データー Public Sub receive_data() Dim byteArray(SerialPort1.BytesToRead - 1) As Byte Label1.Text = byteArray.Length If byteArray.Length <> Rx_Byte Then Exit Sub 'ポートのバッファから読み込み SerialPort1.Read(byteArray, 0, SerialPort1.BytesToRead) 'ヘッダーチェック If (byteArray(0) <> &H55) Or (byteArray(1) <> &HAA) Then Exit Sub Dim GND As Integer = byteArray(12) * 256 + byteArray(13) Label1.Text = "GND値:" & Hex(GND) Dim speed As Integer For n = 0 To 列車数 - 1 Dim pos As Integer = RxData数 * n 'スピードメータ− speed = byteArray(pos + 2) * 256 + byteArray(pos + 3) Remcon(n).Speed_Meter = speed '区間変化の確認 If byteArray(pos + 4) = &H80 Then '区間変化 列車(n).区間変更() 列車(n).区間変化 = True Else '区間変化フラグクリア 列車(n).区間変化 = False End If 'ラベルに位置表示 Remcon(n).Label1.Text = "路:" & 列車(n).現位置.路線 & "　現:" & 列車(n).現位置.区間 & _ "　前:" & 列車(n).前位置.区間 & "　次:" & 列車(n).次位置.区間 Next '安全確認 For n = 0 To 列車数 - 1 Select Case 安全確認(n) Case "停止" 列車(n).安全 = False 列車(n).設定speed = 0 Remcon(n).信号 = "赤" Case "減速" Dim 減速速度 As Integer = 35 '減速時のスピード 列車(n).安全 = True If Remcon(n).Speed_Cont > 減速速度 Then 列車(n).設定speed = 減速速度 Else 列車(n).設定speed = Remcon(n).Speed_Cont End If Remcon(n).信号 = "黄" Case "安全" Remcon(n).信号 = "緑" 列車(n).安全 = True '逆転フラグが１なら逆転のため停止 If 列車(n).逆転 = 1 Then 列車(n).設定speed = 0 Else 列車(n).設定speed = Remcon(n).Speed_Cont End If End Select Next End Sub Private Sub Button1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button1.Click 'ポート接続処理 SerialPort1.PortName = ComboBox1.Text 'SerialPort1.PortName = "COM5" '決まっている場合は直接指定 SerialPort1.BaudRate = 115200 'SerialPort1.BaudRate = 230400 SerialPort1.Parity = IO.Ports.Parity.None SerialPort1.DataBits = 8 SerialPort1.StopBits = IO.Ports.StopBits.One SerialPort1.ReceivedBytesThreshold = Rx_Byte SerialPort1.ReadTimeout = 500 SerialPort1.WriteTimeout = 500 SerialPort1.Open() Timer1.Enabled = True Button1.Enabled = False Button2.Enabled = True ComboBox1.Enabled = False End Sub Private Sub Button2_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button2.Click 'ポート切断処理 Timer1.Enabled = False SerialPort1.Close() ComboBox1.Enabled = True Button1.Enabled = True Button2.Enabled = False End Sub Private Sub Timer1_Tick(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Timer1.Tick '200msタイマー Dim Txdata(Tx_Byte) As Byte Const 加速 As Single = 0.3 '加速割合 'ヘッダーとして&H55,&HAAを送る Txdata(0) = &H55 Txdata(1) = &HAA For n = 0 To 列車数 - 1 'speed　加速・減速 列車(n).speed += (列車(n).設定speed - 列車(n).speed) * 加速 '逆転フラグ確認 If 列車(n).逆転 = 1 Then If Int(列車(n).speed) = 0 Then '列車が停止したら逆転 列車(n).逆転処理() 列車(n).逆転 = 0 '逆転ボタン戻し Remcon(n).CheckBox1.Checked = False Remcon(n).CheckBox1.Enabled = True End If End If Next For n = 0 To 最大列車数 - 1 Dim p As Integer = n * TxData数 + 2 Txdata(p) = Int(列車(n).speed) 'speed data Txdata(p + 1) = 列車(n).現位置.Byte情報 Txdata(p + 2) = 列車(n).前位置.Byte情報 Txdata(p + 3) = 列車(n).次位置.Byte情報 Txdata(p + 4) = 列車(n).Status Next Try SerialPort1.Write(Txdata, 0, Tx_Byte) 'Tx_BYTEデータ送信 Catch ex As Exception 'エラーのとき Button2_Click(Nothing, Nothing) '切断 MsgBox(ex.Message) End Try End Sub Private Sub Form1_Load(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles MyBase.Load Dim ports As String() = SerialPort.GetPortNames() If ports.Count = 0 Then MsgBox("シリアルポートが見つかりません。") : End '使用可能なシリアルポートをコンボボックスに登録 ComboBox1.Items.AddRange(ports) ComboBox1.SelectedIndex = 0 Me.Text = "PC Remote" Me.FormBorderStyle = Windows.Forms.FormBorderStyle.Fixed3D Me.MinimizeBox = False Me.MaximizeBox = False Button1.Text = "接続" Button2.Text = "切断" Button2.Enabled = False '切断ボタンdisable '列車情報設定 列車(0) = New train(New 位置情報(1, 0, 0, 0)) 列車(1) = New train(New 位置情報(4, 0, 0, 1)) 列車(2) = New train(New 位置情報(1, 1, 0, 0)) 列車(3) = New train(New 位置情報(4, 1, 0, 1)) 'Dummy Data 列車(4) = New train() 列車(5) = New train() 列車(6) = New train() 列車(7) = New train() For n As Integer = 0 To 列車数 - 1 Remcon.Add(New ContPanel(n)) Remcon(n).Left = Remcon(0).Width * n + 2 Controls.Add(Remcon(n)) AddHandler Remcon(n).逆転_Click, AddressOf 逆転_Click Next 'Formの幅をリモコンの数により変更 Me.Width = Remcon(0).Width * 列車数 + 150 ComboBox1.Left = Me.Width - 120 Button1.Left = Me.Width - 120 Button2.Left = Me.Width - 120 Label1.Left = Me.Width - 120 Timer1.Interval = 200 'タイマーインターバル200ms End Sub Function 安全確認(ByVal n As Integer) As String Dim 停止 As Boolean = False Dim 減速 As Boolean = False For m As Integer = 0 To 列車数 - 1 If m <> n Then '次位置が他の列車の現、前、次位置と同じなら停止 If (列車(n).次位置.路線 = 列車(m).現位置.路線) And _ (列車(n).次位置.区間 = 列車(m).現位置.区間) Then 停止 = True If (列車(n).次位置.路線 = 列車(m).前位置.路線) And _ (列車(n).次位置.区間 = 列車(m).前位置.区間) Then 停止 = True If (列車(n).次位置.路線 = 列車(m).次位置.路線) And _ (列車(n).次位置.区間 = 列車(m).次位置.区間) Then 停止 = True '次々位置が他の列車の現、前、次位置と同じなら減速 If (列車(n).次々位置.路線 = 列車(m).現位置.路線) And _ (列車(n).次々位置.区間 = 列車(m).現位置.区間) Then 減速 = True If (列車(n).次々位置.路線 = 列車(m).前位置.路線) And _ (列車(n).次々位置.区間 = 列車(m).前位置.区間) Then 減速 = True If (列車(n).次々位置.路線 = 列車(m).次位置.路線) And _ (列車(n).次々位置.区間 = 列車(m).次位置.区間) Then 減速 = True End If Next If 停止 Then Return "停止" If 減速 Then Return "減速" Return "安全" End Function Private Sub 逆転_Click(ByVal index As Integer) '逆転ボタン確認 If Remcon(index).CheckBox1.Checked Then '列車逆転のため停止させる 列車(index).逆転 = 1 Remcon(index).CheckBox1.Enabled = False End If End Sub End Class

・Sub form1_Load()内で列車の初期位置を設定しています。
・路線０の区間１と４，路線１の区間１と４が初期位置です。
・使用しない(4)〜(7)の列車にはNew Train()の引数なしでDummyの路線７を登録しています。

    '列車情報設定
    列車(0) = New train(New 位置情報(1, 0, 0, 0))
    列車(1) = New train(New 位置情報(4, 0, 0, 1))
    列車(2) = New train(New 位置情報(1, 1, 0, 0))
    列車(3) = New train(New 位置情報(4, 1, 0, 1))

    'Dummy Data
    列車(4) = New train()
    列車(5) = New train()
    列車(6) = New train()
    列車(7) = New train()