パソコンとシリアル通信する方法. シリアル通信には電気的な特性の違いやプロトコルと呼ばれる通信するための取り決めの違いなどによってさまざまな方式がありますが、最も簡単に使えるのが「調歩同期式」でしょう。

UARTの説明 1) 信号接続 2) 通信速度 3) データフォーマット a) データ 1byte の構成 b) データの例 c) パリティありの場合の、データ 1byte の構成 4) 信号線のレベル a) CMOSレベル b) RS232Cレベル. Serial.begin関数で、シリアル通信を使う準備をします。 引数にある 9600 というのは、9600bps(bit per second)です。 つまり、1秒間に9600ビット分のデータを送れる通信速度に設定する、という意味です。 ステム開発系の仕事を中心に10年以上IT業界に生息しているが、実は横文字と専門用語が苦手。

通信を大きく分類するとシリアル通信とパラレル通信に分類できます。 簡単に説明するとシリアル通信は1本の信号線で1ビットずつデータの受け渡しを行ない、パラレル通信では複数の信号線で同時に複数ビットのデータの受け渡しを行なう方式です。 LAN環境があるならば、WindowsパソコンからSSH通信によってRaspberry Pi を操作するのが簡単ですが、 シリアル通信であれば、LAN環境によらず、WindowsパソコンからRaspberry Pi を操作することができます。 シリアル通信ケーブル 「シリアル通信 ... USBシリアル変換のおかげで、RS-232Cとして簡単に通信が行えるのです。 通信プログラム. Arduinoは非常に便利で，シリアル通信のコマンドを使うだけで簡単にデータを送信することができます． 基本的なプログラム構成. 現在、コンピュータ間、その付属部品間での通信方法には、大きくシリアル通信方式と、パラレル通信方式が一般的となっております。それぞれの通信方式を簡単にご紹介しますと. UARTの概要 2. シリアル通信：1つのデータ伝送路を使い。1ビットずつデータを送信する方式; 図.1 シリアル通信. UART（非同期シリアル通信）と RS232Cについて簡単に説明します。 目次 1. マイコンを活用するための周辺機能の仕組みや使い方を解説する本シリーズ、今回はシリアル通信を取り上げます。マイコンの大切な役割の一つに、マイコン外部にある周辺機器と情報を交換することがあります。その時に活躍するのがシリアル通信です。マイコンは組み込み機器の「頭脳」で、手足となるさまざまな周辺機器（入出力装置など）と接続します。それでは、マイコンとそれらの周辺とはどのように接続したらよいのでしょうか。例えば、センサとマイコンを接続することを考えてみましょう。本シリーズの第1回目でとりあげた「そこで用いられるのがシリアル伝送方式（シリアル通信）です。「シリアル」とは直列や直線を意味します。パラレルであれば8本の端子が必要なものを、シリアルでは一直線に並べて送るので端子は一つで済みます（図1―右）。マイコンの内部では、パラレルに信号をやりとりするので、シリアルで入ってきた信号はパラレルに変換する必要があります（シリアル―パラレル変換）。逆に、マイコンからシリアル接続している周辺機器に送る信号は、パラレルからシリアルに信号を変換する（パラレル―シリアル変換）必要があります。ルネサスマイコン「RX63N」は、「SCI（シリアル・コミュニケーション・インタフェース）」と呼ぶユニットがこれらの変換を行います。例えばchar型の変数の1ビットを1本の端子に対応させて情報をやり取りするのがパラレル、1本の端子に時分割して1ビット毎に情報をやり取りするのがシリアルと考えると良いでしょう。図1:パラレルとシリアルシリアル接続は使用する端子が少なくて済むので、最近では、マイコンと周辺機器接続の多くの場合で使用されています。GPIOはモータ駆動用の信号やLEDの点滅などソフトウェアで操作した結果の信号を出力するときの他、スイッチやON/OFFで出力されるセンサの入力などに使用します。シリアル通信には電気的な特性の違いやプロトコルと呼ばれる通信するための取り決めの違いなどによってさまざまな方式がありますが、最も簡単に使えるのが「調歩同期式」でしょう。マイコンと周辺機器を信号線で繋ぐだけで使用可能で、マイコンと動作モニタ用の端末を通信する時や、無線LAN用のモジュールとの通信などに使われています。調歩同期式のシリアル通信では、一文字分の文字情報（この通信方式に使用される通信用デバイスがUART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）と呼ばれ、ルネサスマイコン「RX63N」ではこの機能もサポートするSCIが内蔵されています。図2:調歩同期式シリアル通信調歩同期式通信では、データを流す信号線を「マイコン→周辺機器」と「周辺機器→マイコン」というように、方向毎に専用の信号線を確保するときは、全二重通信と呼びます。一方、1本の信号線で通信の方向を切り替えて使うことを、半二重通信と呼びます。全二重ならば、信号線は2本必要ですが同時に送受信が可能です。半二重だと信号線は1本でよいのですが、送受信を切り替えて行う必要があります（図3）。図3:全二重通信と半二重通信さあ、恒例となったGR-SAKURAを用いてサンプルプログラムを試してみましょう。今回は、パソコン上で動作するターミナルソフトとGR-SAKURAの間で通信を行います。ターミナルソフトから「?」を送ると、「GR-SAKURA」という文字列が返ってくるプログラムです（図4）。このプログラムの動作を確認するためには、パソコンにターミナルソフトが必要です。Windows機の場合はフリーソフトの「TeraTerm」、Macの場合はOSに標準で装備されている「ターミナル」がおすすめです。このサンプルプログラムは、GR-SAKURAの桜ライブラリ「シリアル通信（Serialクラス）」を使用しています。このライブラリは全二重の調歩同期式通信に対応しています。プログラムの8行目で、USB経由で通信を行うことを設定しています。13行目のSerial.read()は、シリアル通信でパソコンから送られたデータを読み出し、「?」（半角のクエスチョンマーク）が読み出されれば「GR-SAKURA」という文字列を返しています。この一連の流れをGR-SAKURAに搭載している「RX63N」マイコンの処理で考えると、パソコンからのシリアル信号をSCIがパラレル信号に変換し、CPUが「?」を判別し文字列「GR-SAKURA」を出力すると判断、今度はパラレル信号をSCIでシリアル信号に変換してパソコンに送信しています。非常に簡単なプログラムですが、これでGR-SAKURAとパソコンの間で文字情報を交換できるようになりました。今回は定型の文字列でしたが、GR-SAKURAが処理した結果を送ることも可能です。ぜひ挑戦してみて下さい。図4：サンプルプログラム：ターミナルから「?」と入力すると、「GR-SAKURA」とメッセージを返す※//～はコメントのため、プログラムの実行に影響はありません。※本プログラムは、原理の説明を目的としたもので、実用時に求められる対策は行っていません。初めてTeraTermを使用する読者は、使い方で少々戸惑うかもしれませんね。TeraTermを起動した際の「新しい接続」でシリアルが選べなくて……困るかも！下記は実際に筆者が行った例です、参考にして下さい。いかがでしょう、うまくできましたか？GR-SAKURAについては下記のサポートコミュニティにたくさんの情報が掲載されています。困ったら、覗いてみましょう。次回は、割り込みについて解説します。お楽しみに！ 現在、コンピュータ間、その付属部品間での通信方法には、大きくシリアル通信方式と、パラレル通信方式が一般的となっております。それぞれの通信方式を簡単にご紹介しますと図.1 シリアル通信図.2 パラレル通信パラレル通信のほうがシリアル通信よりも一度に多数のデータを送ることができるため、良いように思われがちですが、パラレル通信には複数の伝送線が必要になるため、コストが高くなりやすく、また複数のデータの同期をとる難しさなどがあます。そのため、現在はシリアル通信が主流になります。SPI通信とはデバイス同士を接続するのによく利用される同期式シリアル通信の一つです。SPI通信には以下の4つの信号線を使用して通信を行います。以下のように、スレーブ機器には４線が接続され、マスター機器には、接続するスレーブ機器の数だけSS端子を接続します。SPIマスターはSSをLowに駆動し、その後SCLKを出力します。このSCLKに同期してSIMOからデータ出力を行います。図.4 通信タイミング（SPI）この例では8bitでデータ転送をしていますが、SPIでは明確なデータ長は定義されておりません。また、クロックの極性なども定義はされておりません。そのため、使用するデバイスの仕様に合わせてデータサイズやクロックの極性を指定して利用します。図.5 SPI通信概略図I2C通信とはデバイス同士を接続するのによく利用される同期式シリアル通信の一つです。一般的に速度はSPI通信に劣りますが、I2C通信は2本の信号線ですべてのデータの送受信を行います。そのため、SPI通信よりも信号線が少なくてすみます。I2C通信は以下の２つの信号線を使って通信を行います。SCLとSDAのバスに、マスター機器及び、スレーブ機器が接続されます。また、SCL、SDAはプルアップする必要があります。プルアップする抵抗の値は数百から数キロΩを接続することが多いですが、使用するデバイスにより推奨値が用意されている場合があるので、ICの購入先に聞いてしまうのが手っ取り早いです。図.6 接続例(I2C)図.7 I2CマスターからI2Cスレーブへのデータ送信例図.8 I2CマスターからI2Cスレーブのデータ受信例 UART通信はこれまでのSPI、I2Cとは異なり、非同期でシリアル通信を行います。そのため、信号線は送信用のデータラインと、受信用のデータラインの２線で通信を行い、クロック用のラインは存在しません。UART通信は以下の２つの信号線を使って通信を行います。RTS(Request to Send)、CTS(Clear to Send)の信号線を使い、送信リクエストを送りあう方法(フロー制御)もありますが、今回はこの方法については省略します。2つのデバイス間で、送信ピンと受信ピンをそれぞれ接続します。SPIやI2Cと異なり、クロックラインが無く、マスター/スレーブのような関係もありません。図.9 接続例（UART)UARTにはクロック信号が無いため、通信をする前にあらかじめ送受信するデバイス間で、通信速度(ボーレート)を決めておきます。よく使用されるボーレートは下記になります。このボーレートで、1bitの時間が決まります。図.10 通信タイミング(UART)受信側はデータラインの立下りエッジを検出し、そこからボーレートによって決まるbit時間ごとに、データの取り込みを行います。データの取り込みは、1bit時間の中央で複数回サンプリングし、多数決を取り、そのデータが0か1かを判断します。今回シリアル通信の中でも基本的な通信方式である、SPI、I2C、UARTについて説明させていただきました。 それぞれに特徴がありますので、用途に合わせて最適なシリアル通信を選択してみてください。2019年08月28日2018年11月16日2018年12月11日2019年11月07日2019年10月25日© Macnica, Inc.

シリアル通信：1つのデータ伝送路を使い。1ビットずつデータを送信する方式 シリアル通信かパラレル通信か？ ここまで、シリアル通信とパラレル通信、それぞれメリットとデメリットを見てきたが、最近では、通信速度の高度化により、シリアル通信が主流になりつつあるようである。 （詳しい人いたらコメントください） 簡単に書くよ. 同業者と話すときは「日本語で喋れ！日本語で！」と心の中で毒づくも、自分も専門家という立場なので大っぴらには文句を言えない日々を送る。※詳細プロフィールは、※本サイトは 通信の方法はEthernet、I2C、CAN、Bluetooth・・・などたくさんの規格がありますが、 その中でも比較的メジャーな通信規格が シリアル通信 です。制御が簡単であり、短距離間通信ではよく使われます。 シリアル通信の用途 シリアル通信 （英：serial communication） とは 「縦に並べ～！1人ずつ順番に移動しろよ～！」な通信のやり方。 もう少し真面目ぶって書くと 信号の通り道が1つしかなくて、信号を1つずつ順番に送り付ける通信のやり方 です。 詳しく書くよ 現在、コンピュータ間、その付属部品間での通信方法には、大きくシリアル通信方式と、パラレル通信方式が一般的となっております。それぞれの通信方式を簡単にご紹介しますと .

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