MIRS98 Specification

沼津高専電子制御工学科

MIRS9802ソフトウェア詳細設計書
MIRS9802-SOFT-0001

改訂記録

版数

作成日

作成者

承認

改訂内容

A01

1999.5.24

溝口

村木

初版

MIRS9802ソフトウェアは、リアルタイムモニタMIRX68KとMIRX68K上で動作するタスクから構成される。タスクは低レベルタスクと高レベルタスクとメインタスクに大別され、基本的には低レベルタスクはハードウェアの制御を、高レベルタスクは低レベルタスクを用いて、システムの動作を実現する。メインタスク（行動計画タスク）はスイッチ状態やセンサ情報をもとに動作を決定し、それに応じたタスクの起動を行う。
MIRS9802ソフトウェアは下記のタスクから構成される。
低レベルタスク　

task01：MMI制御タスク
task02：超音波センサ制御タスク
task03：赤外線センサ制御タスク
task04：タッチセンサ制御タスク
task05：PWMモータ制御タスク
task06：自機位置認識タスク

高レベルタスク

task08：自機位置補正タスク
task09：総合試験タスク
task10：初期設定タスク

メインタスク　　　　　

task07：行動計画タスク

３．プログラム作成規定

各タスクを実際にコーディングするときに特に注意すべき事項を次に列挙する。

各ソースファイルの先頭には、ファイル名、内容の説明、改版履歴、使用上の注意事項を記載したコメントボックスを必ずつける。
出来るだけグローバル変数は使用するべきではないが、使用するときは、変数の説明を宣言の前に一括して記載する。
定数、変数を使用する際は宣言の前に変数の説明を一括して記載する。
各関数の初めには、関数名、内容、引数を明記したコメントボックスを用意する。
改版した際は、改版した内容、改版者名、日付を、改版したすぐ近くに記載する。

コメントの作り方は、以下に示す書き方で統一する。

コメントボックス
/*****************************************
*                                        *
*****************************************/

プログラムをコメント化する
/*(ここからコメント)----------------------

--(ここまでコメント)--------------------*/

短いコメント
/* */

コメントを出来るだけ多く用い、見やすいソースファイルを心がける。
字下げはタブで行い、Ｃ言語ソースファイル記述の標準的な方法に従う。
プログラムのブロック化の方法は以下の方式に統一する
```
void 関数名（引数）{
	.....
}
```
プログラムの一部を関数化しようと考える場合には、その関数の呼び出される頻度、関数を呼び出すオーバーヘッドの時間の影響、プログラムの見やすさなどに十分気をつける。
そのほか、ソースファイル間で違いが出ないように、又、情報がソースを見てすぐに解るように見やすくプログラムを作るように心がける。

４．リアルタイムモニタ

	割り込み処理	タイマ処理	コマンド処理
task01：MMI制御タスク	×	○	×
task02：超音波センサ制御タスク	○	○	×
task03：赤外線センサ制御タスク	○	×	×
task04：タッチセンサ制御タスク	○	×	×
task05：PWMモータ制御タスク	×	○	×
task06：自機位置認識タスク	×	○	×
task07：行動計画タスク	×	×	○
task08：自機位置補正タスク	×	○	×
task09：総合試験タスク	×	×	○
task10：初期設定タスク	×	×	○

５．task01:MMI制御タスク

機能
BBに書かれているセンサ情報やシステムの状態をLEDに表示する。
またDIPスイッチの状態をBBにに書き込む。
このタスクはタイマにより一定時間ごとに起動される。
コマンド仕様
BBの状態を読み込み、ＬＥＤに表示。
BB仕様

番号内容

1 LED表示内容
初期設定
void mmi init():MMIの初期化とtimer task登録を行う。
1. モジュール定義
  void inzt01()：リアルタイムモニタから呼ばれる初期設定関数。
2. HCPチャート
  図1-1．inzt01モジュールHCPチャート（頭脳winCAD形式）
割り込み処理
なし
タイマ処理
1. モジュール定義
  void timt01():10ms.ごとに起動される。
2. HCPチャート
  図1-2．timt01モジュールHCPチャート（頭脳winCAD形式）
コマンド処理
なし

6．task02:超音波センサタスク

機能
4個の超音波を順に動作させ距離情報をBBに書き込む。
タスクが起動されると、タイマストップコマンドが発行されるまで繰り返し測定を行い
結果をBBに書き込む。
超音波発信したのち、タスクは開放され割り込み待ちになる。
超音波受信もしくはタイムアウトにより割り込み処理が起動され距離を計算してBBに書き込む。
その後、次のチャネルのセンサより超音波を発信し再び割り込み待ち状態になる。

コマンド仕様

コマンド名	機能
測定開始	4個のセンサの測定を開始する。測定はチャネル番号1～4の順で行われる。既に測定が開始されている状態でこのコマンドが起動されたときは何もしない。

BB仕様

番号	内容
1	チャネル１の測定結果[cm] タイムアウト：999
2	チャネル２の測定結果[cm] 他は同上
3	チャネル３の測定結果[cm] 他は同上
4	チャネル４の測定結果[cm] 他は同上

初期設定
IP-Digtal48のPIT(68230)のB側の初期設定を行う。ポートAをモード０サブモード01に設定する。
タイマをDevice watchdog モードに設定し、タイマ初期値として最大測定距離３ｍに相当するカウント値を設定する。
注）PITのBポートは赤外線センサに使用しているのでこのPITの設定が両者のタスクで行われることがないように配慮すること。
1. モジュール定義
  void inzt02()：リアルタイムモニタから呼ばれる初期設定関数。
2. HCPチャート
  図2-1．inzt02モジュールHCPチャート（頭脳winCAD形式）
割り込み処理
1. モジュール定義
  void intt02():超音波受信時に使用。
2. HCPチャート
  図2-2．intt02モジュールHCPチャート（頭脳winCAD形式）
タイマ処理
1. モジュール定義
  void timt02():超音波発信時に使用。
2. HCPチャート
  図2-3．timt02モジュールHCPチャート（頭脳winCAD形式）
コマンド処理
なし

7．task03:赤外線センサタスク

機能
赤外線センサ割り込みが入るごとに、センサ状態を読み取りBBに書き込む。
コマンド仕様

コマンド名機能

状態読み取りチャネルの測定結果をBBより読み取る。

BB仕様

番号	内容
1	チャネル１の測定結果[cm]
2	チャネル２の測定結果[cm] 他は同上
3	チャネル３の測定結果[cm] 他は同上
4	チャネル４の測定結果[cm] 他は同上
5	チャネル５の測定結果[cm] 他は同上
6	チャネル６の測定結果[cm] 他は同上
7	チャネル７の測定結果[cm] 他は同上
8	チャネル８の測定結果[cm] 他は同上

初期設定
void irs init():タスクの初期化とint task登録を行う。
1. モジュール定義
  void inzt03()：リアルタイムモニタから呼ばれる初期設定関数。
2. HCPチャート
  図3-1．inzt03モジュールHCPチャート（頭脳winCAD形式）
割り込み処理
1. モジュール定義
  void intt03():赤外線受信時に使用。
2. HCPチャート
  図3-2．intt03モジュールHCPチャート（頭脳winCAD形式）
タイマ処理
なし
コマンド処理
なし

8．task04:タッチセンサ制御タスク

機能
　タッチセンサが反応する毎にこのタスクが起動され、タッチセンサの状態を読み取りBBに書き込む。
コマンド仕様

コマンド名機能

信号受信タッチセンサの状態をBBに書き込む。
BB仕様

番号内容

1 左タッチセンサのデータ

2 正面タッチセンサのデータ

3 右タッチセンサのデータ
初期設定
　Hardware Function Library（ＨＦＬ）のロータリーエンコーダ・タッチセンサの初期化関数void re_ts_init();を用いる。ＢＢを初期化し、割り込みタスク登録をする。
1. モジュール定義
  void inzt04()：リアルタイムモニタから呼ばれる初期設定関数。
2. HCPチャート
  
  図4-1．inzt04モジュールHCPチャート（頭脳WinCAD形式）
割り込み処理
タッチセンサからの割り込み要求信号があったときに各タッチセンサの状態を読み取りBBに書き込む。
1. モジュール定義
  void intt04()：タッチセンサからの割り込み要求信号があったときに実行される関数。
2. HCPチャート
  
  図4-2．intt04モジュールHCPチャート（頭脳WinCAD形式）
タイマ処理
なし
コマンド処理
なし

9．task05:PWMモータ駆動タスク

機能
　３０msec毎に起動され、タスク起動時に受け渡される引数によって指定される左右車輪の速度データをPWMに書き込む。
コマンド仕様

コマンド名機能

左右モータ駆動タスク起動時に受け渡される引数によって指定される左右車輪の速度データをPWMに書き込む。
BB仕様

番号内容

1 右PWMデータ

2 左PWMデータ
初期設定
　ＨＦＬのＰＷＭ系初期化関数void pwm_init();を用いる。ＢＢを初期化し、タイマタスク登録をする。
1. モジュール定義
  void inzt05()：リアルタイムモニタから呼ばれる初期設定関数。
2. HCPチャート
  
  図5-1．inzt05モジュールHCPチャート（頭脳WinCAD形式）
割り込み処理
なし
タイマ処理
３０msec毎に実行され、ＨＦＬのＰＷＭ系関数のvoid pwm_data(int r,int l);によって指定される左右車輪の速度データをPWMに書き込む。
1. モジュール定義
  timt05:タイマ割り込みによって一定時間ごとに実行される関数。
2. HCPチャート
  
  図5-2．timt05モジュールHCPチャート（頭脳WinCAD形式）
コマンド処理
なし

10．task06:自機位置認識タスク

機能
　タイマ割り込みによって３０msec毎に起動され、ロータリーエンコーダの値から自機位置のx､y座標と姿勢角θをＢＢに書き込む。

コマンド仕様

コマンド名	機能
姿勢演算	ロータリーエンコーダの値から自機位置のx､y座標と姿勢角θを導く。
座標獲得	自機位置のx､y座標と姿勢角θをＢＢに書き込む。

BB仕様

番号内容

1 自機位置x座標データ

2 自機位置y座標データ

3 自機位置姿勢角θデータ
初期設定
　Hardware Function Libraryのロータリーエンコーダ・タッチセンサ系の初期化関数void re_ts_init();を用いる。ＢＢを初期化し、タイマタスク登録をする。
1. モジュール定義
  void inzt06()：リアルタイムモニタから呼ばれる初期設定関数。
2. HCPチャート
  
  図6-1．inzt06モジュールHCPチャート（頭脳WinCAD形式）
割り込み処理
なし
タイマ処理
３０msec毎に起動され、ロータリーエンコーダの値から自機位置のx､y座標と姿勢角θを算出してＢＢに書き込む。
1. モジュール定義
  void timt06()：タイマ割り込みによって一定時間ごとに実行される関数。
2. HCPチャート
  
  図6-2．timt06モジュールHCPチャート（頭脳WinCAD形式）
コマンド処理
なし

11．task07:行動計画タスク

機能
モードを管理し、各モードへの遷移処理を行う。その後、各モード別のモジュールに移り、それぞれの処理を行う。

BB仕様

番号	内容
1	現在のモード番号モード名は定数で宣言しておく。 MOVE 移動モード SSS 超音波接近モード SHUKAI ポスト周回モード KAIHI ポスト回避モード IRS 赤外線接近モード RET 位置復帰モード
2	サブモード番号
3	目標座標(Ｘ)
4	目標座標(Ｙ)

＊そのほか、位置、モード、目標座標を記憶しておくために、スタックを一つ用意する。

初期設定
ＢＢの初期化を行う。
モジュール定義
void inzt07() ：リアルタイムモニタから呼ばれる初期設定関数。
BBの初期化を行う。 void nrmt07() : コマンド処理モジュール。モード遷移、モード別処理を呼び出す。

図7-1．nrmt07モジュールHCPチャート（図脳Ｗｉｎｃａｄ形式）

以下は、それぞれ各モード別の遷移処理、通常処理を行う。各処理はそれぞれ一つの関数で実現される。

図7-2．move_sモジュールHCPチャート（図脳Ｗｉｎｃａｄ形式）

図7-3．sss_sモジュールHCPチャート（図脳Ｗｉｎｃａｄ形式）

図7-4．shukai_sモジュールHCPチャート（図脳Ｗｉｎｃａｄ形式）

図7-5．kaihi_sモジュールHCPチャート（図脳Ｗｉｎｃａｄ形式）

図7-6．irs_sモジュールHCPチャート（図脳Ｗｉｎｃａｄ形式）

図7-7．ret_sモジュールHCPチャート（図脳Ｗｉｎｃａｄ形式）

図7-8．moveモジュールHCPチャート（図脳Ｗｉｎｃａｄ形式）

図7-9．sssモジュールHCPチャート（図脳Ｗｉｎｃａｄ形式）

図7-10．shukaiモジュールHCPチャート（図脳Ｗｉｎｃａｄ形式）

図7-11．kaihiモジュールHCPチャート（図脳Ｗｉｎｃａｄ形式）

図7-12．inzt01モジュールHCPチャート（図脳Ｗｉｎｃａｄ形式）

図7-13．retモジュールHCPチャート（図脳Ｗｉｎｃａｄ形式）

void soukou() 走行制御モジュール
ＢＢに保存した目標座標を読み込み、現在の自機位置と比べ、pwmデータを計算し、保存する。自機の方向が目標座標をむいていなかったら方向も修正する。

図7-14．retモジュールHCPチャート（図脳Ｗｉｎｃａｄ形式）

12．task08:自機位置補正タスク

機能
行動計画タスクによって起動され、BBにあるロータリエンコーダの値と、
超音波センサからの値とを比較し、自機位置のx､y座標と姿勢角θを補正し、BBに書き込む。
コマンド仕様
BBにある超音波センサからの値を読み込み、BBにある自機座標の値と比較し、違いがあったら自機座標を更新する。
BB仕様
なし
初期設定
1. モジュール定義
  void inzt08()：リアルタイムモニタから呼ばれる初期設定関数。
2. HCPチャート
  図8-1．inzt08モジュールHCPチャート（頭脳winCAD形式）
割り込み処理
なし
タイマ処理
なし
コマンド処理
1. モジュール定義
  void nrmt08():行動計画タスクより呼ばれる。
2. HCPチャート
  図8-2．nrmt08モジュールHCPチャート（頭脳winCAD形式）

13．task09:総合試験タスク

機能
試験走行をするためのタスク。規定通りに走行するために、各タスクを呼び出す。
コマンド仕様
各タスクを呼び出す。
BB仕様
なし
初期設定
1. モジュール定義
  void inzt09()：リアルタイムモニタから呼ばれる初期設定関数。
2. HCPチャート
  図9-1．inzt09モジュールHCPチャート（頭脳winCAD形式）
割り込み処理
なし
タイマ処理
なし
コマンド処理
1. モジュール定義
  void nrmt09()：初期設定タスクに呼ばれて起動。
2. HCPチャート
  図9-2．nrmt09モジュールHCPチャート（頭脳winCAD形式）

14．task10:初期設定タスク

機能
　電源投入時またはリセットボタン押下時に一回だけ起動され，処理終了後行動計画タスクを起動する。初期診断プログラムの実行，ハードウェアの初期設定，自機位置を競技開始位置に設定，タスクの初期化，掲示板（ＢＢ）の期化を行う。また，DIPスイッチを読み込み，動作モードをＢＢに書き込む。

コマンド仕様

コマンド名	処理	機能
初期動作	起動	リセットボタン押下時に本タスクを起動する。
	診断	初期診断プログラムの実行
	初期設定	ハードウェアの初期設定，タスク・ＢＢの初期化を行う。
	モード決定	DIPスイッチを読み込み，動作モードをＢＢに書き込む。
	初動	自機位置を競技開始位置に設定する。

BB仕様

番号内容

1 DIPスイッチ状態
初期設定
　タスク・ＢＢの初期化を行う。
1. モジュール定義
  void inzt10()：リアルタイムモニタから呼ばれる初期設定関数。
2. HCPチャート
  
  図10-1．inzt10モジュールHCPチャート（頭脳WinCAD形式）
割り込み処理
なし
タイマ処理
なし
コマンド処理
初期診断プログラムを実行し、DIPスイッチを読み込み動作モードをＢＢに書き込み、自機位置を競技開始位置に設定する。
1. モジュール定義
  void nrmt10()：電源投入時またはリセットボタン押下時に一回だけ起動される関数
2. HCPチャート
  
  図10-2．nrmt10モジュールHCPチャート（頭脳WinCAD形式）

７．試験

タスク単体試験
標準MIRS上での試験
規定走行試験
システム試験
1. 各センサについての試験
2. 回転走行試験
3. 直進走行試験

詳細は、各試験仕様書を参照のこと

８．作成ドキュメント一覧

ソフトウェアインストール手順書
	MIRS9802.X（プログラムファイル）
MIRS-SOFT-0002タスク単体試験仕様書
MIRS-SOFT-0003標準MIRS上試験仕様書
MIRS-SOFT-0004規定走行試験仕様書
MIRS-SOFT-0005システム試験仕様書
MIRS-SOFT-0006取扱説明書

関連文書

MIRS98基本設計書作成規定(MIRS98SF-CURR-0008)

目次

１．はじめに

２．概要

３．プログラム作成規定

４．リアルタイムモニタ

５．task01:MMI制御タスク

6．task02:超音波センサタスク

7．task03:赤外線センサタスク

8．task04:タッチセンサ制御タスク

9．task05:PWMモータ駆動タスク

10．task06:自機位置認識タスク

11．task07:行動計画タスク

12．task08:自機位置補正タスク

13．task09:総合試験タスク

14．task10:初期設定タスク

７．試験

８．作成ドキュメント一覧

コマンド名	機能
状態読み取り	チャネルの測定結果をBBより読み取る。

コマンド名	機能
信号受信	タッチセンサの状態をBBに書き込む。

番号	内容
1	左タッチセンサのデータ
2	正面タッチセンサのデータ
3	右タッチセンサのデータ

コマンド名	機能
左右モータ駆動	タスク起動時に受け渡される引数によって指定される左右車輪の速度データをPWMに書き込む。

番号	内容
1	自機位置x座標データ
2	自機位置y座標データ
3	自機位置姿勢角θデータ

番号	内容
1	右PWMデータ
2	左PWMデータ