C++, C言語, 音楽, 自作
ここでは, C言語に関する詳細を説明します.
タスクを管理するにあたり, 各タスクの情報を保持しておく必要があります. このような情報の塊をタスクコントロールブロック(TCB)と呼びます.
C言語には, マクロと呼ばれるものがあります. マクロとは, コンパイル前にある規則に従って文字を置き換える機能を持ちます[1].
ここでは, マクロの詳しい機能の説明を行います.
MediaPlayerの導入方法を説明します. 説明項目は以下のとおりです.
- ダウンロード
- ファイルの説明
- 音楽再生モジュールの作成
- 再生モジュールとコントローラの接続
- コントローラ側の準備
ここでは, MediaPlayerの基本的な使い方を説明します. 説明項目は以下のとおりです.
- 音楽ファイルを準備する
- ピン接続
- 音楽を再生する
ここでは, Listの基本的な使い方を説明します. 各説明項目は以下のとおりです.
- 使用例
- C#との相違点
- Sortについて
ここでは, Listの導入方法を説明します. 説明項目は以下のとおりです.
- ダウンロード
- インクルード
C#からC++に入った人もいるでしょう. その時C#で大変よく使っていたListが恋しい場合があります. C++を書きつつC#を感じたい時があります.
上の問題を解決する方法でここで紹介するListがあります. このListで用意されている関数名はほぼC#と一致します. C#でのListは要素数が容量を上回ったとき自動でメモリが再確保されますが, ここで紹介するListもそのように動作します. アルゴリズムも同じです(はずです).
C#で非常に便利だったSort関数も用意されています. もちろんですが, 処理が一番早いとされているクイックソートアルゴリズム(O(n*log(n)))を使用しています.
Listを強化, 改良何でもしてください. ( `ー´)ノ
C#のListを使ったことがない方は, これをお勧めすることはできません. これと同様かそれ以上の機能を持つC++のvectorをお使いください. C++ですでに用意されています.
Listが持つ関数は以下のとおりです.
List | コンストラクタ |
---|---|
Count | 要素数を取得 |
Capacity | 容量を取得 |
SetCapacity | 容量を設定 |
Array | 内部配列先頭アドレス取得 |
Add | List末尾に要素追加 |
Insert | 指定した位置に要素挿入 |
IndexOf | 指定されたオブジェクトの位置 |
LastIndexOf | 最後から検索して最初に見つかったオブジェクトの位置 |
CopyTo | 配列にコピー |
RemoveAt | 指定した位置を削除 |
Clear | 要素をゼロ |
Sort | 並び替え |
Trim | 容量を要素数に設定 |
CopyFrom | 指定されたListからコピー |
MoveFrom | 指定された配列そのものをListに差し替え |
筆者がこのListを作る際, C#のListリファレンス(accessed: 2.1.2017) を参考にしました. 関数名はほとんど同じにしています.
ここでは, Listの導入方法を説明します. 説明項目は以下のとおりです.
- ダウンロード
- インクルード
C#からC++に入った人もいるでしょう. その時C#で大変よく使っていたListが恋しい場合があります. C++を書きつつC#を感じたい時があります.
上の問題を解決する方法でここで紹介するListがあります. このListで用意されている関数名はほぼC#と一致します. C#でのListは要素数が容量を上回ったとき自動でメモリが再確保されますが, ここで紹介するListもそのように動作します. アルゴリズムも同じです(はずです).
C#で非常に便利だったSort関数も用意されています. もちろんですが, 処理が一番早いとされているクイックソートアルゴリズム(O(n*log(n)))を使用しています.
Listを強化, 改良何でもしてください. ( `ー´)ノ
C#のListを使ったことがない方は, これをお勧めすることはできません. これと同様かそれ以上の機能を持つC++のvectorをお使いください. C++ですでに用意されています.
Arduinoで電子工作をしていると音を鳴らしたくなります. その鳴る音は電子音のようなピーピー音ではなく, ゲーム機でなっているような音―むしろ音楽といった方がいいでしょう―にしたいです.
このページではArduinoを用いて音楽を鳴らすことができる’MediaPalyer’を紹介します. 外部シールドを使わないで音楽を鳴らすことができます.
ただし以下の環境が必要です.
メインのArduino
下の音楽再生用のArduinoをコントロールするためのものです.
音楽を再生するためのArduino
MediaPlayerは音楽を再生するためのArduinoを必要とします. これはつまり音楽を再生する処理とそのほかのメイン処理を分けるということになります. こうすることで, Arduinoは音楽を再生するための処理に集中することができます.
対応しているArduinoについて
- 動作周波数: 8MHz, 16MHz
microSD
音楽ファイルを保存するために必要です
音楽ファイル
- 対応ファイル形式: Wave
- サンプリング周波数: 32KHz, 16KHz, 8KHz
- 量子化精度: 8bit
C#からC++に入った人もいるでしょう. その時C#で大変よく使っていたListが恋しい場合があります. C++を書きつつC#を感じたい時があります.
上の問題を解決する方法でここで紹介するListがあります. このListで用意されている関数名はほぼC#と一致します. C#でのListは要素数が容量を上回ったとき自動でメモリが再確保されますが, ここで紹介するListもそのように動作します. アルゴリズムも同じです(はずです).
C#で非常に便利だったSort関数も用意されています. もちろんですが, 処理が一番早いとされているクイックソートアルゴリズム(O(n*log(n)))を使用しています.
Listを強化, 改良何でもしてください. ( `ー´)ノ
C#のListを使ったことがない方は, これをお勧めすることはできません. これと同様かそれ以上の機能を持つC++のvectorをお使いください. C++ですでに用意されています.
OSはタスクごとにメモリを動的に割り当てる必要があります(タスクが保有するメモリに関することはのちに説明します). というのも, これらのタスクはアプリケーション実行中に生成, 削除される可能性があるからです.
今回では, このメモリ管理をOSが行うことにします. OSがメモリ管理を行うことで, OS動作の理解がしやすくなるからです.
このページでは, OSによるメモリ管理をどのように実装するのか説明します.
ここでは, 実際にタスクが作成されたときのメモリの構造を示していきたいと思います. メモリでの各領域の説明, この構造によるmallocの問題を示します.
OSはタスクごとにメモリを動的に割り当てる必要があります(タスクが保有するメモリに関することはのちに説明します). というのも, これらのタスクはアプリケーション実行中に生成, 削除される可能性があるからです.
今回では, このメモリ管理をOSが行うことにします. OSがメモリ管理を行うことで, OS動作の理解がしやすくなるからです.
このページでは, OSによるメモリ管理をどのように実装するのか説明します.
PortMacro.hで宣言されているOSコア部分の関数をここで定義します. このファイルはAVRマイコン専用です.
OSがタスクの切り替えを行うためには, 定期的にOSが現在実行中のタスクの処理を中断してタスク切り替え処理を行う必要があります.
ここでは, このようなOSが定期的に割り込み処理を行う方法を説明します. また, 割り込み時の処理について説明します.
ここでは, 実際にタスクが作成されたときのメモリの構造を示していきたいと思います. メモリでの各領域の説明, この構造によるmallocの問題を示します.
Arduinoで電子工作をしていると音を鳴らしたくなります. その鳴る音は電子音のようなピーピー音ではなく, ゲーム機でなっているような音―むしろ音楽といった方がいいでしょう―にしたいです.
このページではArduinoを用いて音楽を鳴らすことができる’MediaPalyer’を紹介します. 外部シールドを使わないで音楽を鳴らすことができます.
ただし以下の環境が必要です.
メインのArduino
下の音楽再生用のArduinoをコントロールするためのものです.
音楽を再生するためのArduino
MediaPlayerは音楽を再生するためのArduinoを必要とします. これはつまり音楽を再生する処理とそのほかのメイン処理を分けるということになります. こうすることで, Arduinoは音楽を再生するための処理に集中することができます.
対応しているArduinoについて
- 動作周波数: 8MHz, 16MHz
microSD
音楽ファイルを保存するために必要です
音楽ファイル
- 対応ファイル形式: Wave
- サンプリング周波数: 32KHz, 16KHz, 8KHz
- 量子化精度: 8bit
TerminalPro4とはSDカードに保存されている任意のプログラムを選択, 実行することができるものです. また外部のマイコン(optibootのみ対応)に対してプログラムを書き込むことも可能です. プログラマはTerminalPro4が備えている液晶, 音楽再生機, ボタンを自由に使用することができます. TerminalPro4が音楽プレイヤーからゲーム機まで様々なものになるのは, プログラマ次第です.
このページでは, TerminalPro4のハードウェア製作方法, TerminalPro4用のソフトウェア(アプリケーション)作製方法を説明していきます.
大まかな仕様は次のようになっています.
- マイコン数: 3(ArduinoUno)
- 入出力デバイス: 白黒ディスプレイ, スイッチ, 音声, SD
- 音声出力法: PWM方式
TerminalPro4は次のライブラリを使用します.