C18(PIC18)でのシフト演算など

質問

PIC18で、加速度センサからの値を読み取るプログラムを作成しています。

加速度センサからのパルスを読み取るのに、
以下のようなプログラムを作成しました。
しかし、どうしてもif文がうまく動いてくれません。
（条件が「1100」、「0b1100」、「0xc」、「12」のいずれの場合も引っかかりませんでした。）
その他、プログラムをいろいろ見たのですが、
原因を発見することができませんでした。
皆様の、アドバイス、ご指摘お願いします。

-------------------------------------------------------------------
（メインループ）
　↓
　リセット命令（コマンド　0000）
　↓
　測定開始コマンド（コマンド　1000）
　↓
　ＲＥＡＤコマンド（終了のみ）（コマンド 1100）
　　flag1 = 0;

　　「1100」を送る命令の次に

　　　PORTBbits.RB2 = 1; //CLK = 1
　　　Delay10TCYx(10); //待ち時間
　　　PORTBbits.RB2 = 0; //CLK = 0
　　　Delay10TCYx(5); //待ち時間
　　　if(PORTBbits.RB4 == 1) flag1 |= (1 << (3 - 0));
　　　Delay10TCYx(5); //待ち時間

　　　PORTBbits.RB2 = 1; //CLK = 1
　　　Delay10TCYx(10); //待ち時間
　　　PORTBbits.RB2 = 0; //CLK = 0
　　　Delay10TCYx(5); //待ち時間
　　　if(PORTBbits.RB4 == 1) flag1 |= (1 << (3 - 1));
　　　Delay10TCYx(5); //待ち時間

　　　PORTBbits.RB2 = 1; //CLK = 1
　　　Delay10TCYx(10); //待ち時間
　　　PORTBbits.RB2 = 0; //CLK = 0
　　　Delay10TCYx(5); //待ち時間
　　　if(PORTBbits.RB4 == 1) flag1 |= (1 << (3 - 2));
　　　Delay10TCYx(5); //待ち時間

　　　PORTBbits.RB2 = 1; //CLK = 1
　　　Delay10TCYx(10); //待ち時間
　　　PORTBbits.RB2 = 0; //CLK = 0
　　　Delay10TCYx(5); //待ち時間
　　　if(PORTBbits.RB4 == 1) flag1 |= 1;
　　　Delay10TCYx(5); //待ち時間

　　　return flag1;
　↓
　メインループ
　　if(flag1 == 1100){　//「1100」では動きません
　　　11bit分読む命令
　　　11bit分読む命令
　　}
-------------------------------------------------------------------

加速度センサ（HM55B）
http://www.hitachi-metals.co.jp/prod/prod01/p01_13_a.html

回答No.8

zwi · ベストアンサー

楽できる関数を忘れてました。
atan2ですべて簡単に解決できます！
使っているコンパイラで利用できるか確認してみてください。
atan2でだめなら、元々の方位センサの値を疑ったほうが良さそうですよ。

で、その他の問題点。

問題点１．
itoa((int)(dx*10000.f), com_xString); ← 10000倍するとintの有効桁を超えます！

問題点２．
if((float)dx == 0 && (float)dy == 0){ ← floatに型変換する必要なし。

問題点３．
itoa((int)(teta*10000.f), com_tetaString);← 10000倍するとintの有効桁を超えます！

お礼

以下のプログラムで正しい方角のteta（単位：度）が表示されました。
計測の為の待ち時間（60ｍｓ）が不足していたことも原因でした。
長い間、ありがとうございました。

-------------------------------------------------------------------
//方位センサー
val = 0;
TRISBbits.TRISB1 = 0;
TRISBbits.TRISB2 = 0;
TRISBbits.TRISB3 = 0;
TRISBbits.TRISB4 = 1; //RB4を入力モード

sendCmnd(0); //resetコマンド送信
sendCmnd(1); //測定開始コマンド送信
Delay1KTCYx(240); //計測終了に60msの待ち時間が必要 ひとつで約23ms
Delay1KTCYx(240);
Delay1KTCYx(240);
val = sendCmnd(2); //READコマンド送信

if((WORD)val == 0xc){
sendCmnd(2); //READコマンド送信
dx = sendCmnd(3); //11bitデータ呼び出し
dy = sendCmnd(3); //11bitデータ呼び出し
PORTBbits.RB3 = 1; //CSB = high
}

Delay10TCYx(10); //待ち時間
PORTBbits.RB3 = 0; //CSB = low
sendCmnd(0); //resetコマンド送信
PORTBbits.RB3 = 1; //CSB = high

TRISBbits.TRISB1 = 1;
TRISBbits.TRISB2 = 1;
TRISBbits.TRISB3 = 1;

//負の数なら、16bitの補数にする
if((dx & (1 << 10)) != 0) dx |= 0xf800;
if((dy & (1 << 10)) != 0) dy |= 0xf800;

//comxとcomyは実数型
comx = (float)dx;
comy = (float)dy;

//10進表示　degに変換
itoa((int)dx, com_xString);
itoa((int)dy, com_yString);

//角度（方位）の計算
teta = atan2(comy, comx);

//teta10進表示　deg変換
teta = (teta*180.0f)/3.1415f;
itoa((int)teta, com_tetaString);
-------------------------------------------------------------------

回答No.9

zwi

追記：gccで動作確認してみました。
今のソースコードでは、１００００倍している以外には問題がなかったです。
とすると、方位センサの値自体に問題がある可能性があります。
実際の方位とX,Y値をちゃんと検証してみないといけません。
直接X,Y値をチェックしてみてください。

回答No.7

zwi

今日見てみたら、ラジアン角もあやしいですね。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A9%E3%82%B8%E3%82%A2%E3%83%B3
３６０度=２πラジアンなので、９０度づつ補正するなら２πラジアンの1/4,2/4,3/4の値しか出てこないはずです。
Ｃ言語のライブラリの三角関数はすべてラジアン角で扱いますので、ちゃんとラジアン角を理解してください。

補足

if文と合わせて、再度検討してみます。
明らかに、結果が0になるところが多いので…

回答No.6

zwi

まず簡単にするためにきっちりと４つの象限に分けて書きましょう。
後で動いてから省略できるところは省略すればよいです。
それとcomxが0のとき、割り算するのは結果が無限大になってしまうので、if文で切り分けて別処理するか、分子と分母を入れ替えて割り算できる方法を考えましょう。
それと実際のデータを入力せずに４５度づつぐらいのデータをダミーで作ってちゃんと角度が計算出来ているかテストしてください。
ラジアン角も理解していて、プログラムの作り方も方向的には合っているので、後は式として正しくすれば問題ないはずです。これから私は外出するので、細かい検証は出来てませんけど。

>itoa((int)teta*100, com_tetaString);
intにしてから１００倍しても小数部は失われています。１００倍してからintにしましょう。
itoa((int)(teta*100.0f), com_tetaString);
これ、ラジアン角のままですが度数法に直さなくて良いんですかね？

補足

とりあえず、ラジアンで構わないので、結果を表示したいです。

プログラムの条件式を、以下のように訂正したのですが、
やはり上手く表示できません。ご指摘、お願いします。
（極限、例えばx=0とかのif文は必要ないかと思いますが、一応付けています）

---------------------------------------------------------------------
//負の数なら、16bitの補数にする
if((dx & (1 << 10)) != 0) dx |= 0xf800;
if((dy & (1 << 10)) != 0) dy |= 0xf800;

//10進変換
itoa((int)(dx*10000.f), com_xString);
itoa((int)(dy*10000.f), com_yString);

comx = (float)dx;
comy = (float)dy;

//teta = asin(comy / sqrt((comy*comy) + (comx*comx)));
teta = atan(comy / comx);

//例外処理
if((float)dx == 0 && (float)dy == 0){
teta = 9999.0f;
}
else{
//第１象限
if((float)dx > 0 && (float)dy > 0)
teta = teta;

//第2象限
if((float)dx < 0 && (float)dy > 0)
teta = 3.1415f + teta;

//第3象限
if((float)dx < 0 && (float)dy < 0)
teta = 3.1415f + teta;

//第4象限
if((float)dx > 0 && (float)dy < 0)
teta = 2.0f * 3.1415f + teta;

//極値0
if((float)dx > 0 && (float)dy == 0)
teta = 0.0f;

//極値pi/2
if((float)dx == 0 && (float)dy > 0)
teta = 3.1415f/2.0f;

//極値pi
if((float)dx < 0 && (float)dy == 0)
teta = 3.1415f;

//極値3pi/2
if((float)dx == 0 && (float)dy < 0)
teta = (3.0f*3.1415f)/2.0f;
}

itoa((int)(teta*10000.f), com_tetaString);
------------------------------------------------------------------

回答No.5

zwi

浮動小数点で参考になりそうなページ。
http://www.cc.kyoto-su.ac.jp/~yamada/programming/float.html

それとのＰＩＣ用のＣ言語（いくつかメーカーがあり仕様が各々違います）で、floatとdoubleが同じに精度の型として扱われているコンパイラもあるようですので確認してください。

参考↓
http://www.ee.fukui-nct.ac.jp/~yoneda/text/other/C/A_07.htm

回答No.4

zwi

atan関数は、float型の浮動小数点でアークタンジェントの計算を行う関数で、引き数として与えられるのはfloat型の変数だけです。
文字列の１０進数は人間のために必要なだけで計算に使ってはいけません。表示にだけ使用してください。ＣＰＵで文字列１０進数で計算を行うことは絶対ありません！

int型からfloat型に変換するにはキャストを行う必要があります。
int a;
float f;
a = 10;
f= (float)a; ←　２進から浮動小数点に変換されて代入されます。
それと、浮動小数点の数値は、3や6では無く3.0fや6.0fと書くようにしてください。

参考↓浮動小数点の仕様。
http://ja.wikipedia.org/wiki/IEEE_754
使いこなすためには、ちゃんと勉強する必要があります。
Ｃ言語の浮動小数点について本を読むかＷＥＢサイトで勉強してください。

(注意)前にも書きましたが浮動小数点は処理が重く、プログラムメモリも大量に消費します。プログラムサイズと処理時間には十分に注意してください。PICはソフトウェアで浮動小数点を計算しています。x86系のCPUはCPU自身のハードで浮動小数点を計算できるので高速でコンパクトになります。

補足

プログラムを以下のように改良したのですが、
どうも、tetaの計算が上手くいきません。
条件文もこれでいいのか、自信がありません。

------------------------------------------------------------------
float comx, comy;
comx = (float)dx;
comy = (float)dy;

if(dy < 0)
　teta = atan(-comy / comx);
if(dx > 0 && dy > 0 || dx < 0)
　teta = atan(-comy / comx) + 3.1415f;
if(dx < 0 && dy < 0)
　teta = atan(-comy / comx) + 2.0f*3.1415f;

itoa((int)teta*100, com_tetaString);
-------------------------------------------------------------------

よろしくお願いします。

回答No.3

zwi

>if((dx & (1 << 10)) != 0) dx |= negbits;
>if((dy & (1 << 10)) != 0) dy |= negbits;
negbitsが0xf800なら問題ないと思います。これで-1024～1023までの値になります。

見てみましたが、uitoaはちゃんとしている様に見えます。
65530なのは、unsignedとして表示しているためで、signedとして処理すれば-6という値です。signedとして扱うにはitoa()を使えば良いと思います。使えないんでしたっけ？
文字化けするほうは、バッファの渡しの間違いか別の原因の気が。補足で書いてもらったソースには原因がなさそうなので。

>また、2進数から10進数（角度の計算をしたい）にするには、どうすればよいでしょうか？
基本的にＣＰＵの中では２進法で計算します。WindowsPCだろうとPICだろうと同じことです。intは、２進法で計算するための型で符号付１６ビットの値を計算に使うことができます。
で計算したいのでしたら、普通に加減除乗算をしてください。DX*=5;と書けば５倍されますし、2進法であることを意識するのは、32768を超えたりする値のときだけです。
もし、小数点以下を扱いたいという意味で聞いたのであれば、floatなどの浮動小数点が使えるとは思いますが、かなり重い処理なので、覚悟して使ってください。それとライブラリも大きなメモリサイズのものがリンクされます。メモリのサイズにも注意してください。
表示もsprintfなどを使わないと、自前で浮動小数点を１０進法で表示させることは高度すぎて無理です。
通常、PICの貧弱なCPUでは整数のまま角度計算できるように工夫するのが普通です。少数以下がほしいときも１０倍して計算するとか工夫すれば何とかできるものです。

補足

文字化けは、単純なタイプミスでした。
itoa()が使えたので、正しく表示することもできました。

2進で計算する理由は分かるのですが、
今、角度（arctan）の計算をしないといけないので、
どうしても10進で計算したいのですが、動いてくれません。
PICの処理能力以前に、プログラムに問題があると思うのですが、
どこが問題かが分かりません。ご指摘お願いします。

-------------------------------------------------------------------
if((WORD)val == 0xc){
　　sendCmnd(2); //READコマンド送信
　　dx = sendCmnd(3); //11bitデータ呼び出し
　　dy = sendCmnd(3); //11bitデータ呼び出し
　　PORTBbits.RB3 = 1; //CSB = high
}

　　Delay10TCYx(10);　　　　//待ち時間
　　PORTBbits.RB3 = 0;　　　//CSB = low
　　sendCmnd(0);　　　　　　//resetコマンド送信
　　PORTBbits.RB3 = 1;　　　//CSB = high

　　TRISBbits.TRISB1 = 1;
　　TRISBbits.TRISB2 = 1;
　　TRISBbits.TRISB3 = 1;

　　//負の数なら、16bitの補数にする
　　if((dx & (1 << 10)) != 0) dx |= 0xf800;
　　if((dy & (1 << 10)) != 0) dy |= 0xf800;

　　//10進変換
　　itoa(dx, com_xString);
　　itoa(dy, com_yString);
　　if(com_yString < 0)
　　　teta = atan((-com_yString) / com_xString);
　　if(com_xString > 0 && com_yString > 0 || com_xString < 0)
　　　teta = atan((-com_yString) / com_xString) + 3;
　　if(com_xString < 0 && com_xString < 0)
　　　teta = atan((-com_yString) / com_xString) + 6;
　　itoa(teta, com_tetaString);
-------------------------------------------------------------------

回答No.2

zwi

情報不足ですが、今わかるところだけ。

加速度センサーの制御フローと違っているように見えます。
http://www.hitachi-metals.co.jp/prod/prod01/p01_13_a1.htm#07
1100は送信するコマンドで、READを意味するコマンドです。
で、加速度の計測が終わって帰って来るビット列が11になるまでループで待ち続ける必要があると制御フローには書かれています。確認をしてみてください。

ちなみに、0x0cか12が1100というビット列なら正しい比較値です。

補足

アドバイスありがとうございます。
質問投稿後、再度確認したところ、接続不良だったようで、
上のプログラムのif文が「0xc」で反応しました。

計測終了はＯＫなのですが、次のステップでまたつまずいてしまいました。
下のプログラムで、dxとdyの値がうまくとれません。
dxの方は、「65530」ぐらいが表示され、
dyの方は、完全に文字化けしてしまいました。
ちなみに、表示に使っている関数（uitoa）では、
例えば条件式の「0xc」を引数にすると、「12」と表示されます。
補数の計算をしたいので、2進数で値を得たいのですが、どうすればよいでしょうか？
また、2進数から10進数（角度の計算をしたい）にするには、どうすればよいでしょうか？

-------------------------------------------------------------------
if((WORD)val1 == 0xc){　//例のif文
　sendCmnd(2); //READコマンド送信　おそらくＯＫ
　dx = sendCmnd(3); //11bitデータ呼び出し
　dy = sendCmnd(3); //11bitデータ呼び出し
　PORTBbits.RB3 = 1; //CSB = high
}

//測定終了時のリセット
Delay10TCYx(10); //待ち時間
PORTBbits.RB3 = 0; //CSB = low
val1 = sendCmnd(0); //resetコマンド送信
PORTBbits.RB3 = 1; //CSB = high

TRISBbits.TRISB1 = 1;
TRISBbits.TRISB2 = 1;
TRISBbits.TRISB3 = 1;

//負の数なら、16bitの補数にする
if((dx & (1 << 10)) != 0) dx |= negbits;
if((dy & (1 << 10)) != 0) dy |= negbits;
-------------------------------------------------------------------

文字表示用
-------------------------------------------------------------------
void uitoa(WORD Value, BYTE *Buffer)
{
BYTE i;
WORD Digit; //桁
WORD Divisor; //除数
BOOL Printed = FALSE;

if(Value)
{
for(i = 0, Divisor = 10000; i < 5; i++)
{
Digit = Value/Divisor;
if(Digit || Printed)
{
*Buffer++ = '0' + Digit;
Value -= Digit*Divisor;
Printed = TRUE;
}
Divisor /= 10;
}
}
else
{
*Buffer++ = '0';
}

*Buffer = '\0';
}
//#endif
-------------------------------------------------------------------

よろしくお願いします。

回答No.1

noname#65902

リンク先には HM55B は「方位センサ」と書かれてますが、

その為に期待する値が来ないのでは？

補足

入力ミスでした。
「加速度センサ」は「方位センサ」の打ち間違いです。