４ＣＨ温度記録計�U

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作り直し

　前回、４ＣＨ温度記録計をＵＰしましたが、内容に不満があったので作り直しました。
　ハードウエア、ファームウエア、ウインドウズアプリケーションは作り直しましたがケースは流用したので 装置の外観は同じです。
　主な変更点は計測時の消費電流を1/3程度に減らしたことです。
　計測数は８００点／ＣＨと少し増えましたが、さらにインターバルを変える事により１週間以上の連続記録が出来るように なりました。
　最長のインターバル１５分ですが、温室内の温度記録としては十分だと思います。
　計測数を固定にしたのはデータの後処理を簡単にするためです。
　その他、基本的な事は前作と同じです。

仕様等

　表示温度範囲ですが、サーミスタを−５℃〜４５℃の５０℃のスパンでリニアライズしていますので、この範囲外では精度が 急激に悪化します。
　従って−５℃以下を−５℃、４５℃以上を４５℃と表示しています。
メニュー項目ですが、ヒョウジ〜ショウキョまでは前回と同じです。
　ジカンセットは時計の時間合わせで、年、月、日、曜日、時間、分を入力します。
　カレンダーは現在時間（年、月、日、曜日、時間、分、秒）を表示します。
　インターバルは記録の間隔を設定します。
　上記の２分〜１５分の中から選択します。
　このインターバルは設定値としてＰＩＣ内部のＥＥＰＲＯＭに配列のインデックスが記憶されます。
　記録時のインターバルは外付けの２４ＬＣ２５６に数値として記録され、ＰＣに送信されます。
　カイシジカンは記録開始のタイミングを選択します。
　直ちに開始するか、０時０分に開始するかを選択します。

ハードウエア

　回路図をクリックすると拡大表示されます。
　拡大図から本文に戻るにはブラウザの←戻る釦を使用してください。

　前作との大きな違いはリアルタイムクロック（ＲＴＣ）ユニットを使用したことです。
　今回はインターバルを切り換えるのですが、ＲＴＣのレジスタ１つに設定値をセットするだけで済みます。
　計測を午前０時に開始することも出来るようになりました。
　毎回の計測タイミングをＲＴＣの割り込みで開始する事が出来ます。
　それによりＰＩＣは短時間の計測以外はスリープする事が出来、消費電流が大幅に減りました。
　リファレンス電圧とＲＳ２３２Ｃドライバは不要な時に電源を切るようにしています。
　スリープ時の消費電流の殆どは液晶表示器のもので１ｍＡ以下ですが電池電圧を昇圧している関係で２倍〜３倍になります。
　実際には電池電圧３Ｖの時１．８ｍＡ程度、電池電圧２．４Ｖの時２．４ｍＡでしたので連続で使用しても１ヶ月以上は 電池が保つのではないかと思います。

ファームウエア

　プログラムはＣ１８コンパイラを使用しています。
　評価版のためメモリの使用量が多くなっています。
　最初、メモリオーバーでリンク出来ませんでしたが最適化により何とかリンク出来ました。
　評価版でも多少は最適化が出来るようです。
　ディレー関数以外のライブラリー関数は使っていません。
　ディレー関数も引数が２５５までしかとれず、サイクルタイムの整数倍という記述になるので使いづらい為、delay_ms（int）の 形に組み直しています。
　adconv.c
　A/D 変換に関する関数です。
　Ｃ１８のライブラリーは使用していません。
　cnf2420.c
　PIC18F2420 のコンフィギュレーションが書かれています。
　記述内容と設定方法はＭＰＬＡＢのヘルプファイルの Topics > C18 config setting に記述されています。
　i2func.c
　Ｉ２Ｃの基本関数です。
　Ｃ１８のライブラリーは使用していません。
　ＰＩＣのハードウエアを使用しています。
　メインクロックの周波数が低いのでボーレートは100KHzに設定しています。
　バスの衝突検出やエラー処理はしていません。
　interrupt.c
　割り込み関数です。
　処理内容は以下．．．
・　タイマー０割り込み（入力ＳＷのチャッタ取り）
・　ＣＣＰ１割り込み（ソフトウエアタイマーの基準クロック１ｍＳ）
・　ＲＳ２３２Ｃ受信割り込み
・　ＩＮＴ０割り込み（ＲＴＣよりの計測開始信号）
・　ＭＳＳＰ割り込み（Ｉ２Ｃ）
　尚、ＭＳＳＰ割り込みでは割り込みフラグのコピーをセットし、割り込みフラグ自体は即クリアしています。
　lcdlib4s.c
　キャラクタ液晶のライブラリーです。
　main.c
　メインルーチンです。
　measure.c
　表示、計測、消去、読み出し、EEPROM の読み書きが書かれています。
　serial.c
　ＰＣとの通信処理です。
　自作ＰＣ側ソフト用とターミナルソフト（エクセル）用、２種類の形式があります。
　Ｃ１８のＲＳ２３２Ｃライブラリーは使用していません。
　timer.c
　ソフトウエアタイマーです。
　ディレーと違い、スタート後、他の処理が出来ます。
　タイムアップはポーリングでチェックします。
　clock.c
　今回、追加したＲＴＣ関係の関数が記述されています。
　eeprom.c
　ＰＩＣ内部のＥＥＰＲＯＭの読み書き関数で、これも今回追加されたものです。
　global.h
　ファイル数が増える為、ヘッダ ファイルを一つに纏めています。

　その他、組み込みのリンカースクリプトを追加する必要があります。

　　　ファームウエアのダウンロード　（ＺＩＰ圧縮されています。）
　プロジェクトファイルは削除して新規にプロジェクトを作る方が良いと思います。
　まだ、細かいバグが取り切れていない可能性があります。

製作した温度記録計

４ＣＨ温度記録計	内部

　ケースは前回のものを流用しました。

使い方

　電源を入れると作業選択画面が表示されます。
　
　最初は「ヒョウジ」が選択されていますが、ＤＯＷＮ釦とＵＰ釦で項目を移動し、ＥＮＴ釦の長押しで実行します。
　項目は「ヒョウジ」、「ケイソク」、「ヨミダシ」、「ソウシンＨ」、「ソウシンＤ」、「ショウキョ」、「ジカンセット」 「カレンダー」、「インターバル」、「カイシジカン」の１０個です。

　「ヒョウジ」を実行すると現在の温度を繰り返し表示しますが、１分経過すると項目選択画面に戻ります。
　
　１分以内に打ち切りたい時はＭＯＤＥ釦を押せば項目選択画面に戻ります。
　画面左上の「１５」は現在の時刻１５時、左下の「３９」は分を示します。
　１６文字２桁の表示器では表示情報が不足します。

　温度記録を実行する前にインターバルと開始時間の設定をする必要があります。
　
　
　「インターバル」を実行すると現在の設定値が表示されるのでＤＯＷＮ又はＵＰボタンで数値を変更し、ＥＮＴボタンで 書き込みます。
　ＭＯＤＥボタンを押すと書き込まないでメニューに戻ります。
　書き込んだ値はＰＩＣのＥＥＰＲＯＭに書き込まれるので電源が落ちても消えません。
　「カイシジカン」を実行すると計測開始方法が選択されます。
　直ちに開始する（ＳＴＡＲＴ　ＮＯＷ）か午前０時にスタートする（ＳＴＡＲＴ０：００）かを選択します。
　これもＥＥＰＲＯＭに書き込まれます。

　
　温度データを２４ＬＣ２５６に記録します。
　実行すると最初に記録条件の確認画面が出るのでＯＫならもう一度ＥＮＴボタンを押します。
　
　上の写真は計測が午前０時に開始され、インターバルが２分であることを示しています。
　
　こちらは直ちに計測を開始し、インターバルが１５分であることを示します。
　条件を変えたい場合、一旦、ＭＯＤＥボタンで抜け、設定を変更してから再度実行します。
　記録が開始されると電源スイッチを切る以外、停止する方法はありません。
　午前０時に記録を開始する場合、開始までは下の画面が表示されます。
　
　計測値はインターバル毎に更新されますが２４ＬＣ２５６には書き込まれません。
　
　計測がスタートすると計測回数が表示され２４ＬＣ２５６にデータが書き込まれます。
　左端のＷは書き込みを表し、スペースの関係で計測回数を２行にわたって表示します。
　前作では計測回数を点滅させたのですが、今回はＣＰＵがスリープしている関係で省きました。

　「ヨミダシ」では記録した内容を読み出す事が出来ます。
　
　実行すると最初に、計測開始日とインターバルを５秒間表示します。
　
　その後、計測データの表示画面に移ります。
　
　上の写真でＲは読み出しを表し、２７１件目の値が表示されています。
　件数位置はＵＰ釦、ＤＯＷＮ釦で移動します。
　押し続けるとスキャンスピードが上がり、８００件を６４秒でスキャンします。
　ＭＯＤＥ釦で項目選択画面に戻ります。

　「ショウキョ」は計測した内容を消去するものです。
　
　一応、確認画面が出るので、もう一度ＥＮＴボタンを押すと消去が実行されます。
　他のボタンを押すと何もしないで項目選択画面に戻ります。
　
　消去と言っても全データに０．０℃を書き込むだけです。
　
　計測値は上書きされるので消去の必要は無いですが、読み出し、書き込みのデバッグには必要です。

　「ソウシンＨ」は記録したデータを読み出し、ＲＳ２３２ＣでＰＣに送信します。
　
　ここではＰＣ側の自作プログラムにデータを送ります。
　記録計とＰＣをＲＳ２３２Ｃケーブルで接続し、「ソウシンＨ」を実行すると
　
　ＰＣからのコマンドを待ちます。
　ウインドウズ自作プログラムを起動し、ファイルメニューのデータ受信をクリックするとデータを送り返します。
　フォーマットは１バイトの温度データをヘキサ文字３文字で連続して８００件×４ＣＨ分送り、次に計測開始日時とインターバル を送信し、最後に”￥ｒ￥ｎ”を送ります。
　受け取ったＰＣ側ではデータを取り出して数値に変換し、配列に格納します。

　「ソウシンＤ」もＰＣに計測値を送りますが、こちらは１０進文字列で送ります。
　ターミナルソフトでデータを受信します。
　
　フォーマットは計測件数（位置）、ＣＨ１〜４の温度データ、”￥ｒ￥ｎ”で、各項目はスペース（０ｘ２０）で区切ります。
　その後、計測開始日時とインターバルを送ります。
　まず、ＲＳ２３２ケーブルで記録計とＰＣを接続します。
　ターミナルソフトを立ち上げ、ボーレートを１９．２Ｋにしておきます。
　記録計で「ソウシンＤ」を実行し、ＰＣからのコマンド待ち状態にします。
　ターミナルソフトからコマンド”ＴＨＬ２１”を送ると記録計がデータを送り返します。
　「ソウシンＨ」と内容は同じですがフォーマットが異なります。
　ターミナル側でテキストファイルとして保存し、エクセルで読みとれば簡単にグラフにすることが出来ます。

　ＲＴＣを実装したので時間合わせの機能が必要になりました。
　
　実行すると年、月、日、曜日、時、分の順に設定画面が表示されます。
　変更する場合はＤＯＷＮボタン、ＵＰボタンで値を修正し、変更しない場合は、そのままＥＮＴボタンを押せば次の項目 に移ります。

　「カレンダー」を実行すると現在の日時を表示します。
　
　
　１分間でメニュー選択画面に戻ります。

　今回、諸般の理由でソフトウエアで電源を落とすことが出来ませんでした。
　メニュー選択画面で６分間放置した場合とか計測終了後はスリープさせ、消費電流を抑えています。
　
　そのとき上の画面が表示されています。
　この状態でも１．８ｍＡ〜２．５ｍＡの電流を消費しているので、早めに電源スイッチを切る必要があります。
　再度、動作させる場合も一旦、電源スイッチを切る必要があります。

エクセルでグラフを作成する

　テキストファイルを作成出来るターミナルソフトを用意します。
　ここではテラタームを使用しましたが、他にも使えるものがあると思います。
　ＰＣと記録計をＲＳ２３２Ｃケーブルで接続します。
　テラタームを起動するとダイアログが出るのでシリアルポートにチェックを入れます。
　
　次に設定メニューからシリアルポートを選択します。
　
　ダイアログが出るのでボーレートを１９．２Ｋに変更します。
　
　記録計の電源を入れ「ソウシンＤ」を実行し「ＲＳ２３２Ｃ　コマンドマチ」にしておきます。
　ターミナルにコマンド”ＴＨＬ２１”を入力し、リターンキーを押します。
　記録計からデータが返送されターミナルに表示されます。
　テラタームでもテキストファイルを作成できますが、私はクリップボートにコピーして他のテキストエディタに貼り付けて います。

　編集メニューから「全てを選択」を選びます。
　
　背景が反転されます。
　
　上図で８００件のデータの次は記録開始分、記録開始時、記録開始日、記録開始週、記録開始月、記録開始年、インターバル 　となっています。
　この状態で再び編集メニューから「コピー」を選択してクリップボードにコピーします。
　後は適当なテキストエディタに貼り付けてテキストファイルにしています。
　　　サンプルデータファイル　（ＺＩＰ圧縮されています。）
　このファイルは、そのままエクセルに読み込めます。
　後はエクセルでグラフを作成します。
　グラフ作成は多少、手間が掛かりますが、目盛り範囲を細かく調整出来るのが利点です。
　

ウインドウズアプリケーション

　データをグラフ表示するのとファイルとして保存する目的でアプリケーションを作成しました。
　前回のアプリケーションとデータのフォーマットは同じですが、記録開始日時やインターバルのデータが追加されたので複雑に なった部分があります。
　ウインドウの構造は今回、簡略化しました。
　前回はメインウインドウにグラフ表示用ウインドウを貼り付けたのですが、メインウインドウ＝グラフ表示用ウインドウと しました。
　通信ポートは自動で選択するようにしたので選択用のダイアログは廃止しました。
　代わりに任意のデータ位置のデータを表示するダイアログを追加しました。
　前回、エディットに表示される数字を拡大していたのですが表示ヶ所が増えたので省略しました。
　もしフォント拡大する場合、手順として
　・　新しいフォントを作成し、ハンドルを求める。
　・　各エディットのＩＤからハンドルを求める。
　・　これらのハンドルを使い各エディットにフォントを変更するメッセージを送る。
　数値表示のエディットは２つのダイアログに４０個あるので結構面倒です。
　ハンドルは配列変数にし、ＩＤも配列定数に組み直します。

　画像をクリックすると原寸大になります。
（ブラウザの「戻る」ボタンで戻ってください。）

　メインウインドウは全エリアがグラフ表示用となっています。
　他の情報はダイアログを出して入力／表示します。
　メニュー下のエディット窓は通信時に取得したＣＯＭポートの番号を表示します。

ファイルメニュー

　「データ受信」は記録計のデータを読みとります。
　ＲＳ２３２Ｃケーブルを接続し、記録計で「ソウシンＨ」を実行し、コマンド待ち状態にしておきます。
　「データ受信」メニューをクリックすれば、データを受信します。
　実際に使用する時はターミナルソフトは不要ですが、記録計のデバッグ時にはアプリケーションは未完成でしたので ターミナルソフトを使ってデータの送信具合を確認しました。
　ターミナルから送信要求コマンド”ＴＨＬ２２￥ｒ”を送ればデータを返送します。
＜参考＞　データフォーマット
　
　　　サンプルデータファイル　（ＺＩＰ圧縮されています。）

　「名前を付けて保存」は受信データをファイルにして保存します。
　「開く」は保存したファイルを読み込んでグラフ、その他のデータを再現します。
　これらを実行するとウインドウズの標準ダイアログが出ます。
　拡張子は.thdです。

設定メニュー

　「テキスト入力」はデータに説明文書の書き込み／表示が出来、データと共にファイルに 保存／読み出しが可能です。
　

　「データ消去」は読み込んだデータを消去します。

表示メニュー

　「データ表示」は任意も位置のデータを数値表示します。
　

　「最高／最低温度」計測温度の最大値、最小値と、その計測位置を数値表示します。
　

　　　ＶＣ６プロジェクトのダウンロード　（ＺＩＰ圧縮されています。）
　ＸＰとＷ７で動作を確認していますが、今のところＷ８以降のＰＣは自宅に無いため動作するかは分かりません。
　使い込んでいないのでバグが残っている可能性があります。