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目次
- はじめに
- 1. hello_world プロジェクトの確認
- 2. Pins Tool を使用して hello_world プロジェクトに GPIO pin を追加
- 3. hello_world プロジェクトの main() 関数に LED 点滅コードを追加
- 4. Clocks Tool で Clock 周期を変更して LED 点滅速度の変化を確認
- まとめ
はじめに
このコンテンツでは MCUXpresso IDE に付属されている MCUXpresso Config Tools についての紹介と実際の操作方法を紹介しています。
この記事では『[NXP マイコン初心者ガイド 7] MCUXpresso IDE Config Tools 紹介編（Pins と Clocks）』 でご紹介した内容を元に、実際に Pins Tool と Clocks Tool を使用してみます。
NXP i.MXRT1050 Evaluation Kit 向けの evkbimxrt1050_hello_world サンプル・プロジェクト（以降、hello_world プロジェクト）に LED を点滅させるプログラムを追加します。
Pins Tool により GPIO（USER_LED）を追加して、Clocks Tool により Clock を変更して、LED を点滅させる速度を変更してみます。
なお MCUXpresso IDE Config Tools の詳しい内容については、下記 User Guide をご覧ください。
参考： User Guide for MCUXpresso Config Tools (Desktop)
また、NXP i.MXRT1050 Evaluation Kit の詳しい内容については、下記ページをご覧ください。
参考： NXP i.MXRT1050 Evaluation Kit
1. hello_world プロジェクトの確認
まずはじめに hello_world プロジェクトについて確認してみます。
hello_world.c ソースコード・ファイルを見てみると、その main() 関数は下図のように単に printf により "hello world" を表示しているものです。
【図 1】 hello_world.c ソースコード・ファイル
次に ［Manage SDK Components］ ボタンをクリックして、hello_world プロジェクトに含まれている Driver を確認してみます。gpio と Clock の driver が含まれていれば、Pins Tool による GPIO pin の追加と、Clocks Tool による Clock の変更が確認しやすいのですがどうでしょうか？確認してみると下図の通り最初から含まれていました。
【図 2】 hello_world プロジェクトに含まれている Driver の確認
なお、サンプル・プロジェクトのインポートやデバッグ方法については以下の記事をご参照ください。
参考： [NXP マイコン初心者ガイド 4] i.MXRT1050 でサンプルプロジェクトをカスタマイズする（ソースコードの編集）
2. Pins Tool を使用して hello_world プロジェクトに GPIO pin を追加
evkbimxrt1050_iled_blinky サンプル・プロジェクト（以降、led_blinky プロジェクト）を参考にして、hello_world プロジェクトに GPIO pin を追加して USER_LED を点滅させます。
2-1. 参考とする led_blinky プロジェクトの確認
led_blinky プロジェクトを確認して、USER_LED を点滅させている仕組みを調べてみます。
led_blinky.c ソースコード・ファイルを見てみると、その main() 関数は下図のように SysTick による
1 秒周期ごとに GPIO_PinWrite() 関数により GPIO pin を操作して USER_LED を点滅させています。hello_world プロジェクト内で USER_LED を点滅させる場合、この仕組みがそのまま使用できそうです。
【図 3】 led_blinky.c ソースコード・ファイル
Project Explorer の ［Open Pins］ をクリックすることで、Pin の設定を GUI で行うことができます。
led_blinky プロジェクトにおいて、USER_LED として割り当てられている Pin を確認してみると、下図のように GPIO の pin F14 (GPIO_AD_B0_09) に割り当てられています。hello_world プロジェクト内で USER_LED を点滅させる場合、この GPIO pin 設定がそのまま参考になりそうです。
【図 4】 led_blinky プロジェクトの GPIO pin 設定を確認
2-2. hello_world プロジェクトの GPIO pin を有効化し USER_LED として使用するための設定
hello_world プロジェクトにおいて、Project Explorer の［Open Pins］をクリックして Pin の設定を確認してみると、GPIO の pin F14（GPIO_AD_B0_09）は使用されていません。
ではここで、下図のように GPIO1_09 のチェックボックスにチェックを入れて [Done] ボタンをクリックすることで、GPIO pin F14（GPIO_AD_B0_09）を有効化します。
【図 5】 GPIO pin F14（GPIO_AD_B0_09）を有効化
次に、GPIO pin F14（GPIO_AD_B0_09）に対する設定を行います。
① [Label] と [Identifire] にはピンのラベルと識別子を設定します。
この例では USER_LED の記述を追加します。
【図 6】 [Label] と [Identifire] の追加
② [Direction] にはピンの方向を設定します。この例では Output を指定します。
【図 7】 [Direction] の指定
③ [Pull Up/Down Config] にはピンのプルアップ／プルダウン抵抗を設定します。
この例では100K Ohm Pull Down を指定します。
【図 8】 [Pull Up/Down Config] の指定
④ [Pull/Keeper select] では 内部 PullUp バイアス、内部 Keeper 回路 の選択をおこないます。
この例では Keeper を指定します。
【図 9】 [Pull/Keeper select] の指定
⑤ [Drive strength] には出力のドライブ能力を設定します。この例では R0/6 を指定します。
【図 10】 [Drive strength] の指定
2-3. 追加した GPIO pin を反映したソースコードの生成
Pin の編集が完了したら、[Update Code] ボタンをクリックして変更内容を反映したソースコードを生成します。
【図 11】 変更した Pin 情報を反映したソースコードを生成
hello_world プロジェクトのソースコードに USER_LED_GPIO が追加されていることを確認します。board.h ヘッダーファイルを確認してみると、もともとは存在しなかった USER_LED（GPIO）に関するコードが追加されています。
【図 12】 board.h ヘッダーファイル
また、pin_mux.h ヘッダーファイル、pin_mux.c ソースコード・ファイルについても、もともとは存在しなかった USER_LED（GPIO）に関するコードが追加されていることがわかります。
【図 13】 pin_mux.h ヘッダーファイル
【図 14】 pin_mux.c ソースコード・ファイル
3. hello_world プロジェクトの main() 関数に LED 点滅コードを追加
3-1. LED 点滅コードの追加とプロジェクトの Build
hello_world.c ソースコード・ファイルのオリジナルは【図 1】に示した通り printf により "hello world" を表示しているだけのものです。
このコードに led_blinky プロジェクトを参考にして、GPIO_PinWrite() 関数により GPIO pin を操作して、USER_LED を周期的に点滅させるコードを追加します。また、"Hello World" も周期的に表示を繰り返すように変更してみます。変更後の hello_world.c を下図に示します。
【図 15】 変更後の hello_world.c ソースコード・ファイル
変更後の hello_world.c をセーブしてからプロジェクトを Build します。
MCUXpresso IDE の Quickstart Panel から [Build] アイコンをクリックし Build が完了すると、Debug フォルダー下に evkbimxrt1050_hello_world.axf 実行ファイルが生成されます。
【図 16】 hello_world プロジェクトを Build
3-2. Evaluation Kit 上で変更後の hello_world プロジェクトを Debug
ホスト PC と NXP i.MXRT1050 Evaluation Kit を、キット付属の USB ケーブルで接続します。
MCUXpresso IDE の Quickstart Panel から [Debug] アイコンをクリックして実行させます。
【図 17】 NXP i.MXRT1050 Evaluation Kit の接続と Debug の実行
Debug を実行することにより、"hello world" の表示と USER_LED の点滅が周期的に実行されます。
【図 18】 hello_world プロジェクトの Debug 実行
【動画 1】 "hello world" 表示と USER_LED の点滅
4. Clocks Tool で Clock 周期を変更して LED 点滅速度の変化を確認
Clocks Tool を使用して hello_world プロジェクトの clock 周期を変更してみます。これにより Clock に関するソースコードが変更され、"hello world" の表示と USER_LED の点滅速度が変わることを確認してみます。
4-1. Clock 周期を変更する前の hello_world プロジェクトの内容を確認
まず Clock 周期を変更する前の clock_config.h ヘッダーファイルの内容を確認してみます。
下図のように、BOARD_BOOTCLOCKRUN_CORE_CLOCK と BOARD_BOOTCLOCKRUN_AHB_CLK_ROOT が 600000000U（600MHz）と定義されていることがわかります。
【図 19】 Clock 周期を変更する前の clock_config.h ヘッダーファイルの内容
Clocks Tool を使用して hello_world プロジェクトのオリジナル Clock 設定を確認してみます。
[Clocks] アイコンをクリックして、[Clocks Diagram] タブを選択すると、Clock の構成がブロック・ダイアグラムとして表示されます。
【図 20】 [Clocks Diagram] タブを選択し Clock の構成をブロック・ダイアグラムで表示
また、[Clocks Table] タブを選択すると、Clock の構成がテーブルとして表示されます。
【図 21】 [Clocks Table] タブを選択し Clock の構成をテーブルで表示
4-2. Clock 周期を変更して動作確認
hello_world プロジェクトの Clock 周期を変更してみます。
オリジナルの状態では、下図のように AHB_CLK_ROOT が System のクロックとなっていて 600MHz で動作しています。
【図 22】 オリジナル状態での AHB_CLK_ROOT（600MHz）
この状態から、AHB_divider の設定を /1 から /4 に変更することで、AHB_CLK_ROOT を 150MHz に変更します。デフォルトの状態では、AHB_divider の部分が鍵マークが付いていて Rock されています。
- AHB_divider を右クリックすることにより Unlock を選択します。
- Unlock 状態になると、AHB_divider を左クリックすることで divider 値を選択することができます。
【図 23】 AHB_divider の Unlock と divider 値の変更
変更したことにより、AHB_CLK_ROOT が 150MHz になっていることがわかります。変更が完了したら、[Update Code] ボタンをクリックしてソースコードを生成します。[Update Files] ウインドウが表示されたら [OK] ボタンをクリックします。
【図 24】 [Update Code] ボタンをクリックして Clock 変更後のソースコードを生成
Clock 変更後の clock_config.h ヘッダーファイルを確認してみると、下図のようにBOARD_BOOTCLOCKRUN_CORE_CLOCK と BOARD_BOOTCLOCKRUN_AHB_CLK_ROOT が 150000000U（150MHz）と定義されていることがわかります。
【図 25】 Clock 周期を変更した後の clock_config.h ヘッダーファイルの内容
その後、MCUXpresso IDE の Quickstart Panel から [Build] してから [Debug] を実行して、"hello world" 表示と USER_LED 点滅の速度が、Clock 変更前（【動画 1】）の 4 倍の周期になったことを確認します。
【動画 2】 Clock 周期変更後の "hello world" 表示と USER_LED の点滅
まとめ
この記事では MCUXpresso Config Tools の中の Pins Tool により GPIO（USER_LED）を追加し、Clocks Tool により Clock を変更することで USER_LED の点滅周期が変わることを確認しました。
実際に MCUXpresso Config Tools をご使用いただく際の参考にしていただければ幸いです。
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