Arduinoの基礎 - ペリフェラルのソースを表示

== ピン配置 ==
==== Arduino UNO R3 ====
下表に、Arduino UNO R3の全IOピンの機能を示す。<br>
<br>
<center>
{| class="wikitable" | style="background-color:#fefefe;"
|+ Arduino UNO R3のピン配置
! style="background-color:#66CCFF;" | ピン 
! style="background-color:#66CCFF;" | 種類 
! style="background-color:#66CCFF;" | 説明
|-
| D0 || デジタル || UART受信 (RX)
|-
| D1 || デジタル || UART送信 (TX)
|-
| D2 || デジタル || デジタル入出力
|-
| D3 || デジタル || デジタル入出力, PWM (~)<br><br>(~)は、デジタルのON / OFF (0 / 1) だけでなく、PWMによる擬似的なアナログ出力が可能であることを示している。<br>Arduino UNO R3では、0-255の範囲で出力の強さを制御できる。
|-
| D4 || デジタル || デジタル入出力
|-
| D5 || デジタル || デジタル入出力, PWM (~)<br><br>(~)は、デジタルのON / OFF (0 / 1) だけでなく、PWMによる擬似的なアナログ出力が可能であることを示している。<br>Arduino UNO R3では、0-255の範囲で出力の強さを制御できる。
|-
| D6 || デジタル || デジタル入出力, PWM (~)<br><br>(~)は、デジタルのON / OFF (0 / 1) だけでなく、PWMによる擬似的なアナログ出力が可能であることを示している。<br>Arduino UNO R3では、0-255の範囲で出力の強さを制御できる。
|-
| D7 || デジタル || デジタル入出力
|-
| D8 || デジタル || デジタル入出力
|-
| D9 || デジタル || デジタル入出力, PWM (~)<br><br>(~)は、デジタルのON / OFF (0 / 1) だけでなく、PWMによる擬似的なアナログ出力が可能であることを示している。<br>Arduino UNO R3では、0-255の範囲で出力の強さを制御できる。
|-
| D10 || デジタル || デジタル入出力, PWM (~), SPI (SS)<br><br>(~)は、デジタルのON / OFF (0 / 1) だけでなく、PWMによる擬似的なアナログ出力が可能であることを示している。<br>Arduino UNO R3では、0-255の範囲で出力の強さを制御できる。
|-
| D11 || デジタル || デジタル入出力, PWM (~), SPI (MOSI)<br><br>(~)は、デジタルのON / OFF (0 / 1) だけでなく、PWMによる擬似的なアナログ出力が可能であることを示している。<br>Arduino UNO R3では、0-255の範囲で出力の強さを制御できる。
|-
| D12 || デジタル || デジタル入出力, SPI (MISO)
|-
| D13 || デジタル || デジタル入出力, SPI (SCK), 内蔵LED
|-
| A0 || アナログ入力 || アナログ入力
|-
| A1 || アナログ入力 || アナログ入力
|-
| A2 || アナログ入力 || アナログ入力
|-
| A3 || アナログ入力 || アナログ入力
|-
| A4 || アナログ入力 || アナログ入力, I2C (SDA)
|-
| A5 || アナログ入力 || アナログ入力, I2C (SCL)
|}
</center>
<br>
==== Arduino UNO R4 WiFi ====
下表に、Arduino UNO R4 WiFiの全IOピンの機能を示す。<br>
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{| class="wikitable" | style="background-color:#fefefe;"
|+ Arduino UNO R4 WiFiのピン配置
! style="background-color:#66CCFF;" | ピン 
! style="background-color:#66CCFF;" | 種類 
! style="background-color:#66CCFF;" | 説明
|-
| D0 || デジタル || UART受信
|-
| D1 || デジタル || UART送信
|-
| D2 || デジタル || GPIOピン, 割り込み
|-
| D3 || デジタル || GPIOピン, 割り込み, PWM
|-
| D4 || デジタル || GPIOピン
|-
| D5 || デジタル || GPIOピン, PWM
|-
| D6 || デジタル || GPIOピン, PWM
|-
| D7 || デジタル || GPIOピン
|-
| D8 || デジタル || GPIOピン
|-
| D9 || デジタル || GPIOピン, PWM
|-
| D10 || デジタル || SPI (CS), GPIOピン, PWM
|-
| D11 || デジタル || SPI (COPI), GPIOピン, PWM
|-
| D12 || デジタル || SPI (CIPO), GPIOピン
|-
| D13 || デジタル || SPI (SCK), GPIOピン, ビルトインLED
|-
| A0 || アナログ || Analog入力, DAC出力<br><br>UNO R4 WiFiは、最大12ビットの分解能を持つDACを搭載しており、PWMピンよりも高性能なアナログ出力ピンとして機能する。
|-
| A1 || アナログ入力 || Analog入力, OPアンプ +<br><br>RA4M1には内蔵OPAMPがある。
|-
| A2 || アナログ入力 || Analog入力, OPアンプ -<br><br>RA4M1には内蔵OPAMPがある。
|-
| A3 || アナログ入出力 || Analog入力, OPアンプ出力<br><br>RA4M1には内蔵OPAMPがある。
|-
| A4 || アナログ入力 || Analog入力, SDA<br><br>A4ピンとA5ピンは同じI2Cバスに接続されている。
|-
| A5 || アナログ入力 || Analog入力, SCL<br><br>A4ピンとA5ピンは同じI2Cバスに接続されている。
|}
</center>
<br><br>

== 各部詳細 ==
Arduino UNO R3の各部詳細は下図の通りである。<br>
[[ファイル:Arduino UNO R3 01.jpg|フレームなし|中央]]
図の左上のUSBコネクタの近くに、ICSP2(6ピンのピンヘッダ)が無いArduinoは、<br>
USB - シリアル変換にATmega16U2が使用されていない(恐らくCH340Gが使用されている)と思われるので避けたほうがよい。<br>
[[ファイル:Arduino UNO R3 02.jpg|フレームなし|中央]]
<br>
==== GPIO ====
14本のデジタルIOピン(D0 - D13)、6本のアナログINピン(A0 - A5)、6本のアナログOUTピン(D3, D5, D6, D9, D10, D11)がある。<br>
<br>
'''・デジタルIOピン(D0 - D13)'''<br>
　Arduino IDEのソースコード上で入出力(INPUT, OUTPUT)として設定する。<br>
　センサから読み取る時は入力、アクチュエータに接続するときは出力である。<br>
　このピンで扱う電圧値は、HIGHとLOWの2値のみである。<br>
<br>
'''・アナログINピン(A0 - A5)'''<br>
　アナログセンサを読み取る時に使用する。<br>
　このピンで扱う電圧値は、0 - 1023である。<br>
<br>
'''・アナログOUTピン(D3, D5, D6, D9, D10, D11)'''<br>
　デジタルIOピンの6本のみアナログ出力として使用できる。<br>
　このピンで扱う電圧値は、0 - 255である。<br>
　どのピンをアナログ出力とするかは、Arduino IDEのソースコード上で設定する。<br>
<br>

==== 電源 ====
USB電源、ACアダプタ等を電源として使用できる。(ACアダプタは9[V] 2.1[mm]センタープラス型を推奨)<br>
ACアダプタとUSB電源を同時に接続しても構わないが、その場合は、ACアダプタが電源となる。<br>
<br><br>

== SPI ==
SPI用のピンは、D10 - D13である。<br>
ICSP端子を使えば、他ボードとピン互換にできる。(SSは除く)<br>
[[ファイル:Arduino UNO R3 03.jpg|フレームなし|中央]]
<center>
{| class="wikitable"
|-
!  !! UNO !! LEONARDO !! MEGA 2560
|-
| SCL || D13 / ICSP3 || ICSP3 || D52 / ICSP3
|-
| MISO || D12 / ICSP1 || ICSP1 || D50 / ICSP1
|-
| MOSI || D11 / ICSP4 || ICSP4 || D51 / ICSP4
|-
| SS || D10 || (TX LED) || D53
|}
</center>
<br><br>

== I<sup>2</sup>C ==
I<sup>2</sup>C用のピンは、A4 / A5である。<br>
Arduino UNO R3で拡張されたSCL / SDAピンを使用すれば、他ボードとピン互換にできる。<br>
{| class="wikitable"
|-
! I<sup>2</sup>C !! UNO !! LEONARDO !! MEGA 2560
|-
| SCL || A5 / SCL || D3 / SCL || D21 / SCL
|-
| SDA || A4 / SDA || D2 / SDA || D20 / SDA
|}
<br>
[[ファイル:Arduino UNO R3 04.jpg|フレームなし|中央]]
<br><br>

== DAC ==
Arduino UNO R4 WiFiのDACピンのデフォルトの書き込み分解能は8ビットである。<br>
これは、このピンに書き込まれる値が0～255の間であることを意味する。<br>
<br>
ただし、この書き込み分解能を12ビットまで変更することができ、ピンに書き込まれる値は0～4096の間となる。<br>
<br>
 <syntaxhighlight lang="c++">
 analogWriteResolution(12);
 </syntaxhighlight>
<br><br>

== Timer ==
Arduino UNOには、Timer0 / Timer1 / Timer2の3つのタイマーがある。<br>
{| class="wikitable"
|-
! Timer0 !! Timer1 !! Timer2
|-
| D5 / D6 || D9 / D10 || D3 / D11
|}
<br>
Timerを使用する関数やライブラリを使用すると、思わぬ落とし穴に遭遇する事がある。<br>
・delay(), millis(), micros() 等の関数でTimer0を利用しており、D5, D6をPWMに使用するとデューティ比が高めになる。<br>
・ServoライブラリはTimer1を利用しており、D9およびD10でPWMが使用できなくなる。<br>
・ToneライブラリはTimer2を利用しており、D3およびD11でPWMが使用できなくなる。<br>
・SPIを利用する場合、D11でPWMが使用できなくなる。<br>
<br><br>

== Arduino言語マニュアル ==
言語リファレンスは [ヘルプ] - [リファレンス]で閲覧できる。(Arduino IDEのインストールフォルダのreferenceフォルダにある)<br>
[http://www.musashinodenpa.com/arduino/ref/ Arduino日本語リファレンス(Arduino Wiki)]<br>
<br><br>

__FORCETOC__
[[カテゴリ:Arduino]]