○用意する主な部品

 

秋月電子のArduino UNO互換基板(AE-ATmega)　https://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-04399/

AVRマイコン ATMega328P　(ブートローダ書き込み済みのもの) https://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-12774/

USB-RS232変換モジュール https://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-06693/

16MHzのXTAL、タクトスイッチ、LED、抵抗、コンデンサー、ピン付きソケットその他

使用部品の詳細や回路図は、秋月電子のAE-ATmegaのページにリストで掲載されているので、それを見て揃えると便利です。当局の場合はすべて在庫がありました。

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○組み立て

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組み立ては簡単です。出来上がった基板ですので、部品を差し込んで半田付けするだけです。PCからUSBケーブルをUSB-RS232変換モジュールに接続すると5Vが供給されるため、今回は外部電源部は組み込んでいません。必要になったらいつでも組み込めます。他に、必要なければRS232信号のLEDや、ICSPのピンなどは省略できます。ATMega328Pはソケットにしておいたほうが後々便利です。

○プログラム開発環境はArduino IDEを使用する

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Arduinoの便利な点として開発環境のArduino IDEがあることです。シンプルながら最低限の機能がありライブラリも充実しています。スケッチ例なども参考になります。RS232のCOMシリアルモニターもあり、デバッグなどに便利です。また、UNOだけではなくさまざまなAVRボードにも対応できます。コンパイラーはC++でオブジェクト指向のようです。マイコンへの直接書き込みも簡単な操作で出来ますし、バイナリー(HEX)でファイル出力することもできます。

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このArduino IDEからマイコンに直接書き込むにはマイコンをArduino化(一般にこう呼ばれているが違和感あり)しておかなければなりません。Arduino化とは、すなわちマイコンにブートローダーを書き込んでおくことです。ブートローダーが書き込まれていないマイコンにはICSPピンを使用してAVRISPmk2などの専用書き込み器で書き込まなければなりません。それでは利便性に欠けるため、まだ機器に組み込んでいないマイコンの場合は、ブートローダーを書き込んでArduino化した上でUNOとArduino IDEを組み合わせた開発環境で開発したほうが効率がよいでしょう。
 

○Arduinoにするにはブートローダーを書き込む必要がある

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前述のようにArduino IDEから直接書き込みを行うには、マイコンにブートローダーを書き込んでおく必要があります。生のATMega328PではArduino IDEから直接書き込みができません。これはArduino IDEがICSPを使わずRS232の信号を用いて書き込みを行うようになっているためです。

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ではブートローダーはどうやって書き込むのかというと、ICSPピンを使ってAVRISPmk2のような専用書き込み器を使って書き込まなければなりません。そのAVRISPmk2は3000円くらいするものですので論外です。(Arduino UNOを使用して書き込むこともできるが(Arduino ISP)) このため秋月電子が販売しているブートローダー書き込み済みのATMega328Pを購入するのが手間と費用面で有利です。

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○簡単なプログラムは既存スケッチをベースにすればすぐ動く

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アプリケーションプログラムのほとんどはADコンバータから読み込んだデータを解釈したり、I2C制御のセンサーから得たデータを加工してLCDに表示したり、IOピンをON/OFFしたり、COMポートに出力したり、LEDを点灯させたりと、やっていることに大きな差はありませんので、動作確認されているスケッチ例をベースにすると便利です。また、市販本やネットをググれば多くのサンプルが出てきます。このあたりがArduinoを使う最も大きなメリットでしょう。