GPIOとPWMでピンを動かす

GPIOとは、プログラムから入力にも出力にも使える、マイコンの汎用のピンです。PWMは、そのピンを速く入り切りして、ライトの明るさやモーターの速さを変える方法です。

このレッスンでは、ピンを出力にして動かし、決まった周期でPWMの信号を作ります。

ピンは、ビット1つで決まります。DDR のビットを1にすると、そのピンは出力になります。

PORT のビットを1にすると、出力ピンは高くなります。PIN を読むと、ピンの今の高さが分かります。出力ピンの PIN は、チップが出している値です。

docker exec jupyter python3 steps/pins.py

出力は、まず DDR が 0b00000001 です。ピン0が出力になりました。次に PORT と PIN が、どちらも 0b00000001 になります。

最後の行は #.#.#.#. です。スクリプトは、1ティックごとにビット0を反転しているので、点灯と消灯が交互に並びます。

ラボのタイマーは、0から15までを数えて、また0に戻ります。1周期は16ティックです。

TCNT が OCR より小さいあいだ、ピン5は高くなります。OCR が大きいほど、高い時間が長くなり、ライトは明るくなります。

docker exec jupyter python3 steps/pwm.py

各行は、compare、1周期分の16文字、on、off、duty の順です。compare 8 の行は、# が8個、. が8個で、デューティ比は50です。

行の中の % 記号は、パーセントのことです。周期は16のまま変わらず、高い割合だけが変わっています。

period = 10          # 1周期のティック数
compare = 3          # 比較値
line = ""
for tick in range(period):
    if tick < compare:   # カウンタが比較値より小さいあいだ高い
        line = line + "#"
    else:
        line = line + "."
print(line)
print("デューティ比", compare * 100 // period, "パーセント")
# 練習: compare を 7 に変えて、もう一度実行しましょう。