DCCコントローラ作り直し その３

　続いて、ファンクションF0～F4部分です。NMRAの９．２．１の仕様をみると、
ファンクションは、{命令バイト}=100DDDDDとするとのことです。
　ですので、形は、
{プリアンブル} 0 [0aaa aaaa] 0 {100bcdef} 0 EEEEEEEE 1
aaa aaaa：1－127の車両のアドレス
b:F0
c:F4
d:F3
e:F2
f:F1
で、0:Off,1:Onです。
ということで、Arduinoスケッチの該当部分は以下になります。

#define REPEAT_PACKET 3
#define DECODER_ADDRESS 0x03

#define F0F4MASK  0b10000000 
#define F0_MASK   0b00010000 
#define F1_MASK   0b00000001 
#define F2_MASK   0b00000010 
#define F3_MASK   0b00000100 
#define F4_MASK   0b00001000 

void write_Func04_packet(unsigned int address,byte function,bool on_off)
{
  //function f0 - f4
  //現状addressは0-127のみ受け付ける
  static byte past_F0F4 = F0F4MASK;
  if(on_off == true)//Onの時
  {
    past_F0F4 |= function;
  }
  else
  {
    past_F0F4 ^= function;
  }
  for(int i = 0;i < REPEAT_PACKET;i++)
  {
    write_2_packet((byte)address,past_F0F4);
  }
}

void write_2_packet(byte byte_one,byte byte_two)
{
  //Idle Packet,2byte order 送信用
  write_preamble();
  write_byte(byte_one);
  write_byte(byte_two);
  write_byte(byte_one ^ byte_two);
  //packet_end_bit
  bit_one();
}

・write_Func04_packet(unsigned int address,byte function,bool on_off)
は、F0～F4指令を送る命令です。
ロコアドレスと、F0～F4のどれをOn/Offするかを渡します。byte functionには#defineのF0_MASK～F4_Maskのどれかを渡します。F5～F8,F9～F12も似たような形で作成可能だと思います。

・write_2_packet(byte byte_one,byte byte_two)
は２Byteの送信命令です。

次に、実際に送信部分ですが、以下のようになっています。

#define BIT_ONE_US 56
#define BIT_ZERO_US 110

#define PREAMBLE_NUM 15

void write_preamble()
{
  for(int i = 0; i < PREAMBLE_NUM;i++)
  {
    bit_one();
  }
}

void write_byte(byte b)
{
  //start bit
  bit_zero();
  //data byte
  for(int i = 0;i < 8 ;i ++)
  {
    int current_bit = (b << i) & 0x80;
    if(current_bit == 0)
    {
      bit_zero();
    }
    else
    {
      bit_one();
    }
  }
}

void bit_one()
{
    PORTB |= _BV(PB1);  //digitalWrite(9, HIGH);
    PORTB &= ~_BV(PB2); //digitalWrite(10, LOW);
    delayMicroseconds(BIT_ONE_US);         
    PORTB &= ~_BV(PB1); //digitalWrite(9, LOW);   
    PORTB |= _BV(PB2);  //digitalWrite(10, HIGH);   
    delayMicroseconds(BIT_ONE_US);
}

void bit_zero()
{
    PORTB |= _BV(PB1);  //digitalWrite(9, HIGH);
    PORTB &= ~_BV(PB2); //digitalWrite(10, LOW);
    delayMicroseconds(BIT_ZERO_US);         
    PORTB &= ~_BV(PB1); //digitalWrite(9, LOW);   
    PORTB |= _BV(PB2);  //digitalWrite(10, HIGH);   
    delayMicroseconds(BIT_ZERO_US);        
}

・#define BIT_ONE_US 56・・・「１」のパルス幅の時間[us]
・#define BIT_ZERO_US 110・・・「０」のパルス幅の時間[us]
・#define PREAMBLE_NUM 15・・・プリアンブルを何回送るか。12回以上でよかったか？

・write_preamble()
は以前使っていたものを変わりありません。

・write_byte(byte b)
も以前に使っていたものと変わりません。スタートビットの「０」送信後、１ビットずつ送信します。

・bit_one()、bit_zero()
digitalWriteは命令実行に44サイクルかかるらしいというのがあり、高速化しました。
現状では、digitalwriteは一命令で16MHzで62.5ns*44=2.75usこの間だけ、電位が０になる時間が出てしまいますが、
PORTBを使うことで一命令3サイクル、62.5us * 3 = 0.1875usとなり電位０時間をとても少なくすることができます。
　なお、今回、横着しており、オシロで波形を見ておりません・・・。