Ｐ　PICミニBBシリーズ(2)　　　〜printf関数を使わない

ｂｙ　ｆｊｋ

　XC8コンパイラで、数値を文字列に変換する(s)printf関数を使うことが多いが、(s)printf関数はメモリを多く使うことで有名である。例えば、前報(abc890)のスレーブプログラムで、（ROM/RAM)

（1）sprintfを使った場合（2,839/234)

（2）sprintfを使用しないと（1,364/114）

　すなわち、ROMで1,475バイト、RAMで120バイトが、(s)printf文を使うことで増えている。
　また、C90コンパイラでは、itoa()などの文字列変換関数が使えたが、C99ではサポートされていない。 そこで、(s)printf関数を使いたくない場合、以下の2つの方法がある

1. C99ではなくC90コンパイラを使い、itoaなどの関数を使う。
2. 自作文字列変換関数を使う。

１．C90コンパイラを使う方法
　C90コンパイラを使うには、Projectを右クリックし、propertiesを選び、XC8 Global OptionのC standerdをC90に設定し、itoa関数などを使う。

C90の設定画面

　なお、C99で強化された主なものは、

• bool型（trueかfalse）の追加
• 実行時にサイズを決定可能な配列の作成
• ブロックの先頭だけでなく、任意位置で変数を宣言
• 構造体や配列をリテラルとして生成
• bit幅が規定された整数型が追加(stdint.h)
• 書き込み先のバッファーのサイズを指定(stdio.h)

　C99はハードウェア毎に異なる部分をなるべく少なくするため(intのビット幅指定）と、セキュリティの強化が図られた。PICでは、C99の浮動小数点は32ビットと固定だがC90では24ビットも選択でき、C99で(バッファーオーバーランエラーを防止するため）使えなくなったいくつかのライブラリ関数(itoa,ltoa,utoaなど）も利用可能となる(printf関数は残されたが）。8ビットPICでは、主に8ビットデータを使うことが多く、搭載メモリも少ないので、C90がよく用いられている。
※参　考：後閑哲也（技術評論社）など

２．自作文字列変換関数を使う方法
　C99のまま、printf関数に置き換わる文字列変換関数(負号無し16ビット）を独自に作成。
　前報(abc890)のキーユニットで、PIC16F18325でコンパイルしてみると、独自関数使用例ではプログラムが2Kバイト未満となったので、PIC16F18323(ROM：2kbyte）に置き換えが可能となった

PIC16F18325でprintfを使用した場合	PIC16F18325で独自関数を使用した場合
	PIC16F18323で独自関数を使用した場合

【独自作成関数】 ・16進数（負号無し）文字列変換 void my_utoa(uint8_t *str, uint16_t wd, uint8_t dg) *str： 変換後に格納される文字列のポインタ wd：　変換したい負号無し16ビット整数 dg：　変換した16進数の桁数 　　　（指定桁数が少ない場合、上位の数値は無視） 　 ・10進数(負号無し）文字列変換 void my_itoa(uint8_t *str, uint16_t wd) *str： 変換後に格納される文字列のポインタ wd：　変換したい負号無し16ビット整数 　 ・文字列を逆順に入替 void reverseString(char *str) *str： 逆順に入れ替えたい文字列

/************************************** * 　文字列を逆順に入替　 **************************************/ #include "string.h" void reverseString(char *str) { int length = strlen(str); for (int i = 0; i < length / 2; i++) { char temp = str[i]; str[i] = str[length - 1 - i]; str[length - 1 - i] = temp; } } /************************************** * 　10進数文字列変換 uint16 -> str(Dec) **************************************/ void my_itoa2(char *str, uint16_t wd){ for(int i = 0; i < 6; i++){ *str++ = '0' + (wd % 10); wd = wd / 10; if(wd == 0) break; } *str = '\0'; } void my_itoa(char *str, uint16_t wd){ my_itoa2(str, wd); reverseString(str); }

※16進数文字列変換関数はslaveプログラムを参照

10進数値文字列変換の例（今回未使用）

　今回試作したものは、前報(abc890)で製作した物はそのまま残し、全ての回路を新たに作成した。回路および配線はabc890と同じだが、プッシュキーには「ボタン付きタクトスイッチ」（秋月電子、103654、＠100円×12個）を使用し、自作した電話機配列の数値シール（A-one_26101）をトップに貼り付けた。
　PIC16F18323を利用した4x3キーユニットで、キー入力と通信テストを行ったところ、LCD画面およびパソコンのテラターム画面に、入力データが正常に表示されることを確認できた。
　なお、キーユニットからUSB送信時に、16進数変換を利用しているが、printf文の4桁16進文字出力とほぼ同じ機能を持つprintx16()関数を作成し、printf文は(コメントとして）使用していない。
　また、キーデータkeyPは 1〜12 から 0〜11 に変更した（bitCount関数でfor文の条件を変更）

I2C接続キーユニット（PIC16F18323)接続例 （ボタン付きスイッチにシールを貼り付け） （各ユニットはabc890と同じものを再度作成）

USB接続テラターム(windows10)画面例 （画面上：キーユニットUSB接続時例） （画面下：Base14からUSB接続時例）

★プログラム　abc891-18323-slave.c(zip)

/*************************************** * keyデータ送信（I2Cスレーブ） * 　Slave Address = 0x40 **************************************/ #include "mcc_generated_files/mcc.h" #define SCN_DELAY() __delay_ms(30) #define KEY_DELAY() __delay_ms(500) // 変数定義 uint8_t wState; // I2C書込みステート番号 uint8_t rState; // I2C読込ステート番号 uint16_t rDat; // I2C受信16ビットデータ uint8_t keyStat; // キー入力状態 uint16_t keyM; // キーマトリクスデータ uint8_t keyP; // キーデータ（0〜11) uint16_t keyDat; // マトリクス＋データ uint8_t iFlg; // I2C受信フラグ uint8_t sBuf[8]; // 文字列変換用バッファ /* uint8_t k[] = {'0','1','4','7', '.','2','5','8', '\r','3','6','9'}; // テンキー配列 */ uint8_t k[] = {'*','7','4','1', '0','8','5','2', '#','9','6','3'}; // 電話機配列 /******************************** * I2C Read Callback ********************************/ void I2C1_ReadProcess(void) { switch (rState) { // ステートで進む case 0: rDat = (uint16_t)I2C1_Read(); rState++; // 1byte目読込、次へ break; case 1: rDat |= (uint16_t)I2C1_Read() << 8; iFlg = 1; rState = 0; // ２byte目読込、最初に break; default: break; } } /******************************** * I2C Write Callback ********************************/ void I2C1_WriteProcess(void) { switch (wState) { case 0: I2C1_Write((uint8_t)keyDat); wState++; // keyDatの下位送信、次へ break; case 1: I2C1_Write(keyDat >> 8); wState++; // keyDatの上位送信、次へ break; case 2: // 送信完了 wState = 0; // 最初に戻る break; default: break; } } /******************************* * キースキャン *******************************/ uint16_t keyScan(){ uint8_t kt; uint16_t kyw; X_A0_SetLow(); // X scan SCN_DELAY(); kyw = ~PORTC & 0x0F; X_A0_SetHigh(); Y_A1_SetLow(); // Y scan SCN_DELAY(); kt = ~PORTC & 0x0F; kyw |= (uint16_t)kt << 4; Y_A1_SetHigh(); Z_A2_SetLow(); // Z scan SCN_DELAY(); kt = ~PORTC & 0x0F; kyw |= (uint16_t)kt << 8; Z_A2_SetHigh(); return kyw; } uint8_t bitCount(uint16_t w){ uint16_t wsft = 1; uint8_t i; for (i = 0; i < 12; i++){ if(w & wsft) return i; wsft <<= 1; } return 0; } /**************************************** * 16進数文字変換 uint16 -> str(Hex) ****************************************/ uint8_t my_utoa2(uint16_t n){ n &= 0x0F; if(n < 10) return '0'+ (uint8_t)n; else return 'A'+ ((uint8_t)n - 10); } void my_utoa(uint8_t *str, uint16_t wd, uint8_t dg){ if(dg > 3) *str++ = my_utoa2(wd >> 12); if(dg > 2) *str++ = my_utoa2(wd >> 8); if(dg > 1) *str++ = my_utoa2(wd >> 4); *str++ = my_utoa2(wd); *str = '\0'; } void printx16(uint16_t wd){ putch('-'); my_utoa(sBuf,wd,4); puts((const char *)sBuf); putch('\r'); } /***************************************** * Main application *****************************************/ void main(void) { SYSTEM_Initialize(); I2C1_Open(); // I2C1初期化 //-- Callback関数定義 I2C1_SlaveSetReadIntHandler(I2C1_ReadProcess); I2C1_SlaveSetWriteIntHandler(I2C1_WriteProcess); //-- 割り込み許可 INTERRUPT_GlobalInterruptEnable(); INTERRUPT_PeripheralInterruptEnable(); // IO_RC5_SetHigh(); /****** メイン関数 *****************/ X_A0_SetHigh(); // キーピン初期化 Y_A1_SetHigh(); Z_A2_SetHigh(); puts("**ready\n\r"); while (1) { keyM = keyScan(); if(iFlg){ printx16(rDat); // printf("%4XH\n\r",rDat); iFlg = 0; } if(keyM){ keyP = bitCount(keyM); keyDat = (keyM << 4)+(keyP & 0x0F); if(keyStat == 0){ putch(k[keyP]); printx16(keyDat); // テスト・確認用 // printf(" %04XH\n\r",keyDat); } keyStat = 1; KEY_DELAY(); }else{ keyStat = 0; } } } /*---- End of File ---*/

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眼鏡の修理 ポータブル投光器 PICミニBB(2)_printf関数を使わない

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