C言語でLED調光制御する -

C言語でLED調光制御する

　（詳細は教則本に任せて概要を記述する、実際の操作は教則本：はじめてガイドを参照）

C言語でLEDの調光制御をプログラムする

＊プログラムを記述するにはテキストエディタが必要になる。
　RasPiのOSにGUIに馴染むいくつかのテキストエディタがあるが教則本にある Geany が
　プログラム開発では使い勝手が良いと思う。

＊RasPi5のSPIインターフェースを有効にすること。
　→　SPIモード切り替えページへ

　一度でうまくいかないときは再度モード切替の操作を行う必要がある

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　RasPi5ではgccコンパイラを使用する。
　GPIOを操作するライブラリとして　lgpio　を使用するので予めインストールしておくこと
　このライブラリを使用することによりSPIインターフェースなどの細かい制御が予め関数化
　されているのでC言語のプログラムでは関数を呼び出すだけでSPIを使用できる

　サンプルプログラムの概要は、ADコンバータ（アナログ to デジタル変換）チップ、今回は
　MCP3008というICチップにて可変抵抗器（ボリューム）の可変値（電圧）をデジタル変換する
　そのデジタル変換値をRasPi5に取り込んでLEDの点灯するPWM比率に与えることにより
　LEDの明るさを変更する　⇒　調光制御

＜サンプルプログラムの動作手順＞
　　（続にいうフローチャートを文書化したもの）
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１．C言語のプログラムで使用するヘッダー類を記述する
　・stdio.h　stdlib.h　lgpio.h

２．プログラムで使用する定数類を定義する
　　SPI_BUS 0　：予め決まっている値
　　SPI_SS0 0　：予め決まっている値
　　SPI_SPEED 500000 ：500khzのクロックで送受信する
　　SPI_MODE 0　：予め決まっている値

　・A/Dコンバータ MCP3008に関する定数定義
　　MCP3008_CH0 0 ： CH0の入力電圧をデジタル値に変換する

　・RasPi5のGPIOに関する定数定義
　　PI5 4 ：Raspberry Pi 5 GPIO Chip no.
　　LED0 18 ：GPIO18 LEDを接続するピン番号

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３．ソース内に記述されている関数のプロトタイプ宣言を行う
　　unsigned short Mcp3008RW(int hndAdc, unsigned char adcCh);

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４．C言語のプログラムにて最初に実行される関数main()を記述する
　・変数定義
　　int hndAdc;　ADコンバータを扱うハンドル値
　　unsigned short adcCode = 0;　SPIで送受信するデータ名
　　int cnt;　　　デバッグでAD変換の繰り返し回数を無限ではなく有限にするときの回数
　　int hnd;　　GPIOを扱うハンドル値
　　int lflgOut=0;
　　int iduty;　LEDの点滅で使用するPWM値

　・ライブラリlgGpiochipOpen関数にてRasPi5のハンドルを取得する

　・ライブラリlgGpioClaimOutput関数にてLEDが繋がっているピンと動作形態を指定する

　・ライブラリlgSpiOpen関数にてSPIの動作形態を指定してハンドルを取得する

　・以下の処理を繰り返す（サンプルプログラムでは有限の繰り返し回数cntとしている）
　　　a.関数Mcp3008RW()にてMCP3008のch0に与えられている電圧のデジタル値を取得する
　　　b.デバッグとして取得した値を表示（２行のprintf()）
　　　c.変数idutyに取得したADCデジタル値（10ビット）を0～100の値に変換する
　　　d.ライブラリlgTxPwm関数にてLEDのPWM値を変数idutyに設定（これで明るさが変わる）
　　　e.ライブラリlguSleep関数にて0.5秒の時間を費やす
　　　f.繰り返し回数cntを-1する（この行をコメントにすると無限ループになる）

　（繰り返しから抜けてここから下の行を実行する）
　・ライブラリlgGpioWrite関数にてLEDを消灯する

　・ライブラリlgGpiochipClose関数にてSPIハンドルを開放する

　・ライブラリlgSpiClose関数にてRasPi5のGPIOハンドルを開放する

　・関数を抜けて処理を終了する

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５．＜関数　Mcp3008RW()　＞
　・ADコンバータIC　MCP3008からSPIを通じてch0の電圧が変換されたデジタル値を取得する
　・変数定義
　　unsigned short adcCode = 0;　MCP3008から取得したデジタル値
　　char rxBuf[3];　MCP3008から受信するバッファ　3バイト
　　char txBuf[3] = {1,0,0};　MCP3008に送信するバッファ　3バイト
　　　　初期化する値＝1バイト目：0x01　2バイト目：0x0　3バイト目：0x0

　・MCP3008に送信するバッファにMCP3008に送る命令文字を設定
　　　　設定する値＝2バイト目：bit7 = ADCモード[single]の1
　　　　　　　　　　　　　　　 bit6～4= ADchの0

　・ライブラリlgSpiXfer関数にて送信バッファの値（コマンド）をSPIを使ってMCP3008に送り
　　MCP3008から受信バッファにAD変換されたch0のデジタル値を受信する

　・受信したデジタル値からAD変換の有効値をadcCodeに取得する
　　（2バイト目の下2ビットと3バイト目の8ビットで10ビットが有効値）

　・関数を抜けてadcCodeの値を返す

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