●　実験テーマ5９

「PIC32MX_オシロ画面イメージを、SDカードに書込む実験」
（モノクロ液晶のオシロ画面を、BMPイメージとして、SDカードに書込む実験をしてみました。）

　　・以下、この実験の顛末記です。

■　2014.10.15
　　・前回の実験で、SDカードに記録されている、モノクロ128x64の、BMPイメージを、読込んで
　　　同じ解像度のモノクロ液晶に表示することは出来た。
　　　今回は、その逆で、モノクロ液晶に表示されている画像（オシロ画面を想定）イメージを、
　　　BMPファイルとして、SDカードに記録（書込み）する実験をしてみようと思う。
　　　読込みより、書込みの方が、難しいし、まして今回は、液晶画面のイメージを書込むので
　　　なおさらである。
　　　本当に実現できるのかなと思いつつ、実験の準備を少しずつ始めた。

　　・最初は、超簡易チェックにする。
　　　�@　ベースのハードは、PIC32MXトレーニング基板を使用。
　　　�A　オシロ動作にしたいのだが、タイムベース切替用の、ロータリディプSWの信号線は、
　　　　　 丁度、SDカードの、SPIポートと重なっているので、タイムベース（時間軸）は、1mS/div
　　　　　 固定にした。
　　　　　 今回は実験なのでこれで十分である。
　　　�B　SDカードへの、イメージ保存ファイル名は、「TEST.bmp」固定とする。

　　＜チェック方法＞
　　　�@　オシロ画面に適当な波形を表示する。
　　　�A　HOLD SWを押して、波形をホールドさせる。
　　　�B　WRITE SWが押されたら、その波形を、SDにセーブして、ファイルクローズさせる。
　　　�C　保存後、PCのエクスプローラにて、ファイルを閲覧し、TEST.bmpが生成されているか確認する。
　　　�D　保存されたbmpファイルを、ビューワ等で見た時、液晶画面上の表示と同じであるか確認する。

■　2014.10.16
　　・これからの作業予定を書きだしてみた。
　　　�@　ソフトは、以前作成した、「Scope_PIC32MX.c」を、大元に使う。
　　　�A　これに、外部割込みで、HOLD SWを読込んで、メインで表示をホールドさせるルーチンを追加する。
　　　　　 このホールドループ内に、書込みルーチンを追加する。
　　　�B　トレーニング基板で、その動作を確認する。

　　・今回のソース名は、「PIC32MX_BMP_WriteTest_1.c」とした。
　　・ソフトを、検討し始める。
　　　まずは、HOLD 機能の追加（これは、何度も実績あり）をし、SD（FAT32）関連のフォルダも追加
　　　してプロジェクトを組み、ビルド〜HEX書込みまで済ませ、オシロ動作／HOLD動作までは問題
　　　ないことを確認した。

　　・核心部のソフトを考えないといけない。
　　　いくつかあるが、主要部は以下
　　　　�@　液晶画面を読込んで、そのデータを、Disp_BUFに格納
　　　　�A　Disp_BUFの内容を、標準BMPデータに変換し、Bufferに格納
　　　　　　 （丁度、SD読出しの時と逆の操作）
　　　　�B　ヘッダ情報部62バイト分を、BMPイメージデータの前に付加する。
　　　　�C　それを、SDカードに書込む。

■　2014.10.17
　　・核心部のソフト検討
　　　昨日の、�@　液晶画面を読込んで、そのデータを、Disp_BUFに格納
　　　については、void lcd_ImageRead(void)という関数名にして、後閑氏が作成された、lcd_Read関数を
　　　下請け関数として利用し、何とか書き上げた。

　　　次に、�A　Disp_BUFの内容を、標準BMPデータに変換し、Bufferに格納する関数を考えた。
　　　今回は、縦方向8bit列を、横方向8bit列にする変換を考えないといけない。
　　　関数名を、void Conv_DispBufTable_to_BmpTable(void)とした。
　　　これは、前回作った変換関数を、ちょうど逆に考えていけばよいので、ちょっとややっこしい面はあるが
　　　これも何とか書き上げた。

■　2014.10.18
　　・今日は、�B　ヘッダ情報部62バイト分を、BMPイメージデータの前に付加する
　　　を考える。
　　　最初は、この部分（ヘッダ情報）を、WAVファイルの時と同じく、構造体で定義と、固定値設定を
　　　してみた。

　　　このように記述しました。（あくまで記述例です。）→　HEADER.txt

　　・次に、�Cの、「それを、SDカードに書込む」部分を書かないといけない。

■　2014.10.19
　　・オシロ表示から、液晶画面イメージの書込みまでの、ヒューマンインターフェースを含め
　　　とりあえず、ソースを書き上げた。
　　　コンパイル〜へHEX書込みまで何とかOKになるが、動作確認で、まずは駄目。
　　　　�@　オシロ画面ホールドは、OK
　　　　�A　WRITE SW ONで、カード検知〜ライトモードで、ファイルオープンまで成功していることは
　　　　　　 確認できた。
　　　　�B　次のヘッダ書込みのところの、whileループを抜けたところに来ない。
　　　　�C　試しに、ヘッダ書込みブロックをコメントアウトして、BMPデータ1024バイトの書込みのみ
　　　　　　 実行後、ファイルクローズまで動かしてみると、正しく動く。
　　　　　　 また書込み終了後、自動的に、オシロ計測画面に戻る。

■　2014.10.20
　　・ヘッダ情報部62バイトの、SDカードへの書込みが、うまく行かない。
　　　ヘッダ部の構造体での定義と固定値設定の記述を見直すが、良さそう。
　　　この記述は、WAV録音付のMP3プレーヤ（PIC24F使用）の時と、同じ書式で書いたのだが、
　　　PIC32MXでは、この構造体の記述では何か問題があるのか・・・
　　　ただ、コンパイルエラーは出ていない。
　　　この部分のメモリエリア割付がうまくいってないのかな？
　　　よく解らない。
　　　本当に問題があるのか、試しに、構造体記述によらないで、単純に配列で、16バイトの適当なヘッダ
　　　データを用意して書込んだ後、1024バイトの、BMPデータを書込んでみたら、うまく行った。
　　　（バイナリエディタにてデータダンプで確認した。）
　　　そこで、構造体による記述をあきらめ、単純に配列で、62バイト分のヘッダデータ部を記述して
　　　みた。
　　　まあ、今回は、固定値書込みでよいので、特に構造体記述にこだわることもない。

　　　このように記述しました。→　HEADER2.txt
    　  この修正で、SDカードへの書込みまで、プログラムは、RUNしたが、SDカードに生成された
　　　「TEST.bmp」を、ビュワーで開くと、何やら、:点画（または、QRコード）のようなイメージが現れた
　　　ではないか？？

　　・生成された「TEST.bmp」を、バイナリエディタで、ダンプしてデータそのものを確認したところ、
　　　ヘッダ部の62バイト分は、間違いなく書込まれていることを確認した。
　　　ところが、肝心のイメージデータ本体が、おかしい。
　　　ざっと見て、上のイメージ通りの、データ並びになっているようだ。
　　　（上のイメージ図の、黒い帯状になっている部分は、0x00で埋め尽くされている。）

　　　黒い部分が多いのは、心当たりがあったのですぐひらめいた。
　　　読込んだイメージデータを、反転する必要がある。
　　　これは、液晶への白黒表示論理と、標準BMPデータの白黒論理は、反転の関係にあるからである。

　　　それともうひとつ間違いを見つけた。
　　　Disp_BUFの内容を、標準BMPデータに変換し、Bufferに格納する関数に誤りがあった。
　　　基本はあっていたが、8x8ビットブロック移動時の条件文が抜けていたのと、while文の条件式が
　　　違っていた。

　　　この2つの点を修正したら、Windows7標準のビューワと、フリーのビューワ：jTrimで、
　　　「TEST.bmp」を開くと、液晶画面（オシロ画面）のイメージが、うまく取れていることを確認した。
　　　いくつかのイメージサンプルを取りたかったので、この時に、保存ファイルのファイル名自動更新ソフト
　　　を追加した。
　　　しかし、ファイルをエクスプローラで閲覧した時に、更新日時の項目表示がデタラメになっている。

■　2014.10.21
　　・何とか、オシロ画面のキャプチャ（SDカードへのイメージ保存）実験はうまく行ったが・・・・
　　　エクスプローラで、BMPファイルの更新日時を見ると、目茶苦茶な日時になっている。
　　　たぶん、タイムスタンプを、SDカードのどこかに書込まないと駄目と思われる。

　　　どこにタイムスタンプが記録されているのか、ちょっと調べてみた。
　　　ディレクトリ・エントリ・テーブル領域というところにタイムスタンプが記録されているようだ。
　　　タイムスタンプの他には、ファイル名もここに記録されているようだ。

　　　しかし、私には、タイムスタンプを書込む関数を書ける技量もないし、どうしようかとWEBを検索
　　　したら、目からうろこのサイトを見つけた。
　　　「マイコンな日曜」というサイトで、FAT32についての、いろいろなCHIPSが載っていた。
　　　その中に、
　　　「RTCCの日付時間データを自動的にファイルのタイムスタンプに使うための前処理」という
　　　タイトルの記事があった。
　　　それによると、

　　　「ファイルのタイムスタンプに使う日付け時間のデータをファイルシステムのなかで
　　　　リアルタイムクロック（RTCC）から自動的に取得して記録するようにするためには、
　　　　FSconfig.h の次の定義をアクティブにしておくことが必要です。 
　　　　#define USEREALTIMECLOCK
　　　　あとの次の二つはコメント化させて無効化しておきます。 
　　　　//#define USERDEFINEDCLOCK
　　　　//#define INCREMENTTIMESTAMP

　　　　USERDEFINEDCLOCKはプログラマがプログラムで何らかの方法で日付け時間データを
　　　　取得し（もちろんRTCCから取得してもいい）タイムスタンプの日付け時間データをセットする関数
　　　　のSetClockVars（）を使って手動で値をセットする場合にアクティブにします。」

　　　　ということである。
　　　　早速、FSconfig.hの、当該記述を確認してみたら、私のリストでは、
　　　　USEREALTIMECLOCK（自動で値をセット）になっていた。
　　　　自動ということが、どういう意味なのか解らないが、これを試すべく、RTCCを動かすソフトを追加
　　　　してみることにした。
　　　　幸い、PIC32MXには内蔵のRTCCが組み込まれているし、トレーニング基板にも基準となる水晶が
　　　　外付されているので、ソフトさえ追加すれば直ぐチェックできる。
　　　　せっかくなので、HOLD中のみ、年月日と、時分秒を、液晶最上段の1行に表示してみることにした。
　　　　時計ソフトは、後閑氏のハンドブックのサンプルを参考にさせて頂いた。
     　　  この時、部屋の時計は、深夜0時を回って、日付が変わっていた。

■　2014.10.22
　　・　ソフトを追加して試すもまだおかしい。
　　　　更新日時が、1991/・・・となったり、何も表示されなかったりする。
　　　　ただ、液晶上の時計はちゃんと動いている。

　　・自動で値をセット：USEREALTIMECLOCKでは、駄目なのかな？
　　　WEB記事にあった、手動セット：USERDEFINEDCLOCKでも試してみることにした。
　　　ただ、手動であるがゆえに、ソフトは面倒になる。
　　　まず、SetClockVars関数なるものが、どんな書式なのかも解らないんでは、ソフトの書きようがない。
　　　解らない時は、とにかくググるのが一番。
　　　_microchip社の、「FAT_LIBアプリケーションマニュアル（01045a）」pdf文書をダウンロードすることが
　　　できた。
　　　その中にこの関数の書式と説明が英文で載っていた。
　　　要は、引数として、RTCCレジスタから読込んだ、時計データを渡して実行すればよいようだ。

　　　まず、そのままRTCCレジスタから読込んだ時計データをそのまま、引数として渡してみたが、
　　　まだ、更新日時表示はおかしい。

　　　よくよく考えてみれば、レジスタから読込んだ値は、時計表示に都合よいように、BCDになっている。
　　　また、年レジスタは、2桁のBCDになっているのに対し、引数としては、4桁分必要だ。
　　　引数としては、バイナリで渡す必要がある。
　　　BCD（バイナリ・コーディッド・デシマル）では駄目である。
　　　つまり、BCDを、バイナリに変換してから渡してやらないといけない。
　　　それと、年だけは、2000を足しこんでやらないといけない。
　　　この変換は最初、こんなの出来るのと思ったが、結局、思ったより、割とシンプルな記述で書けた。

　　　この修正は行うのだが、あと1つ気になっていることがあるのでそれも修正することにした。
　　　それは、最初考えた、液晶への時計表示が、全部で、18文字あり、液晶の1行分の幅ギリギリ
　　　になってしまっているため、うるさい感じがするし、これを表示することによって、Y座標線の頭の部分が
　　　欠けてしまうので見栄えも悪いという点である。
　　　秒まで表示する必要は無いと思い、年月日　時分のみの計15文字表示にした。
　　　そうすれば、画面もすっきりする。

　　　この2点の修正で、なかなかいい具合な表示になった。（自己満足だが・・）
　　　また肝心な、更新日時表示の問題も解決した。

　　　※　他のサンプルと、エクスプローラでの、BMPファイルの閲覧の模様は、」このページ頭の表紙の
　　　　　  写真を参照してください。

＜最終回路図＞
　・こちらから、どうぞ→　「PIC32MX_BMP書込み実験回路」

＜最終ソース＞
　・こちらから、どうぞ→　PIC32MX_BMP_WriteTest_1.c

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