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.. _3.1.10_c:

3.1.10 モールス信号ジェネレータ
=================================

はじめに
-----------------

このプロジェクトでは、Raspberry Piに英字のシリーズを入力して、それをモールス信号として表示するモールス信号ジェネレータを作成します。

必要な部品
------------------------------

このプロジェクトには、以下の部品が必要です。

.. image:: ../img/3.1.10.png
    :align: center

全体のキットを購入することは確かに便利です。以下はリンクです：

.. list-table::
    :widths: 20 20 20
    :header-rows: 1

    *   - 名前
        - このキットのアイテム
        - リンク
    *   - Raphael Kit
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

また、以下のリンクから個別に購入することもできます。

.. list-table::
    :widths: 30 20
    :header-rows: 1

    *   - コンポーネントの紹介
        - 購入リンク

    *   - :ref:`cpn_gpio_board`
        - |link_gpio_board_buy|
    *   - :ref:`cpn_breadboard`
        - |link_breadboard_buy|
    *   - :ref:`cpn_wires`
        - |link_wires_buy|
    *   - :ref:`cpn_resistor`
        - |link_resistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_led`
        - |link_led_buy|
    *   - :ref:`cpn_buzzer`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_transistor`
        - |link_transistor_buy|

回路図
-----------------------

============ ======== ======== ===
T-Board Name physical wiringPi BCM
GPIO17       Pin 11   0        17
GPIO22       Pin 15   3        22
============ ======== ======== ===

.. image:: ../img/Schematic_three_one11.png
   :align: center

実験手順
----------------------------

**ステップ 1:** 回路を組み立てます。（ブザーの極性に注意してください：+ラベルが付いている方が正極で、もう一方が負極です。）

.. image:: ../img/image269.png

**ステップ 2**: コードファイルを開きます。

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    cd ~/raphael-kit/c/3.1.10/

**ステップ 3**: コードをコンパイルします。

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    gcc 3.1.10_MorseCodeGenerator.c -lwiringPi

**ステップ 4**: 上記の実行可能ファイルを実行します。

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    sudo ./a.out

プログラムを実行した後、文字のシリーズを入力し、ブザーとLEDは対応するモールス信号を送信します。

.. note::

    実行後に動作しない場合、またはエラーメッセージ「wiringPi.h: No such file or directory」が表示される場合は、 :ref:`install_wiringpi` を参照してください。

**コードの説明**

.. code-block:: c

    struct MORSE{
        char word;
        unsigned char *code;
    };

    struct MORSE morseDict[]=
    {
        {'A',"01"}, {'B',"1000"}, {'C',"1010"}, {'D',"100"}, {'E',"0"}, 
        {'F',"0010"}, {'G',"110"}, {'H',"0000"}, {'I',"00"}, {'J',"0111"}, 
        {'K',"101"}, {'L',"0100"}, {'M',"11"}, {'N',"10"}, {'O',"111"}, 
        {'P',"0110"}, {'Q',"1101"}, {'R',"010"}, {'S',"000"}, {'T',"1"},
        {'U',"001"}, {'V',"0001"}, {'W',"011"}, {'X',"1001"}, {'Y',"1011"}, 
        {'Z',"1100"},{'1',"01111"}, {'2',"00111"}, {'3',"00011"}, {'4',"00001"}, 
        {'5',"00000"},{'6',"10000"}, {'7',"11000"}, {'8',"11100"}, {'9',"11110"},
        {'0',"11111"},{'?',"001100"}, {'/',"10010"}, {',',"110011"}, {'.',"010101"},
        {';',"101010"},{'!',"101011"}, {'@',"011010"}, {':',"111000"}
    };

この「MORSE」という構造体は、モールス符号の辞書で、A-Zの文字、0-9の数字、および記号「?」「/」「:」「,」「.」「;」「!」「@」を含んでいます。

.. code-block:: c

    char *lookup(char key,struct MORSE *dict,int length)
    {
        for (int i=0;i<length;i++)
        {
            if(dict[i].word==key){
                return dict[i].code;
            }
        }    
    }

``lookup()`` 関数は「辞書を調べる」という方法で動作します。 ``key`` を定義し、構造体 ``morseDict`` 内の ``key`` と同じ単語を検索し、特定の単語の ``code`` を返します。

.. code-block:: c

    void on(){
        digitalWrite(ALedPin,HIGH);
        digitalWrite(BeepPin,HIGH);     
    }

``on()`` 関数を作成して、ブザーとLEDを起動します。

.. code-block:: c

    void off(){
        digitalWrite(ALedPin,LOW);
        digitalWrite(BeepPin,LOW);
    }

``off()`` 関数はブザーとLEDをオフにします。

.. code-block:: c

    void beep(int dt){
        on();
        delay(dt);
        off();
        delay(dt);
    }

ブザーと LED を音を鳴らし、 **dt** の一定間隔で点滅させる関数 ``beep()`` を定義します。

.. code-block:: c

    void morsecode(char *code){
        int pause = 250;
        char *point = NULL;
        int length = sizeof(morseDict)/sizeof(morseDict[0]);
        for (int i=0;i<strlen(code);i++)
        {
            point=lookup(code[i],morseDict,length);
            for (int j=0;j<strlen(point);j++){
                if (point[j]=='0')
                {
                    beep(pause/2);
                }else if(point[j]=='1')
                {
                    beep(pause);
                }
                delay(pause);
            }
        }
    }

``morsecode()`` 関数は、入力文字のモールス符号を処理するために使用され、コードの「1」は音や光を短く発信し、コードの「0」は音や光を一時的に発信します。例えば、「SOS」と入力すると、「 · · · - - - · · · 」という信号が生成されます。

.. code-block:: c

    int toupper(int c)
    {
        if ((c >= 'a') && (c <= 'z'))
            return c + ('A' - 'a');
        return c;
    }
    char *strupr(char *str)
    {
        char *orign=str;
        for (; *str!='\0'; str++)
            *str = toupper(*str);
    return orign;
    }

コーディング前に、文字を大文字に統一する必要があります。

.. code-block:: c

    void main(){
        setup();
        char *code;
        int length=8;
        code = (char*)malloc(sizeof(char)*length);
        while (1){
            printf("Please input the messenger:");
            scanf("%s",code);
            code=strupr(code);
            printf("%s\n",code);
            morsecode(code);
        }
    }

キーボードで関連する文字を入力すると、 ``code=strupr(code)`` が入力文字を大文字に変換します。

``Printf()`` はコンピュータ画面に明確なテキストを表示し、 ``morsecod()`` 関数はブザーとLEDにモールス信号を発信させます。

入力文字の長さが **length** を超えてはいけないことに注意してください（必要に応じて変更できます）。

現象の画像
-----------------------

.. image:: ../img/image270.jpeg
   :align: center