Last Update 2024/10/02
CPU,I/Oからセンサ,LEDまで無駄なく確実に動かす
絵解き マイコンCプログラミング教科書
※第2版より表紙デザインが一部変更となりました
B5判 352ページ
定価2,750円(税込)
JAN9784789845281
2018年4月1日発行
好評発売中！
マシンが勝手に動く無人時代！確かなIoTを作る力を育む
自動車，医療，工業製品，家電…すべての電子機器が，人工知能，ビッグデータ，各種データ配信サービスなど，ウェブ上のさまざまなクラウド・サービスと連携して動く自律マシン「IoT(Internet of Things)」に生まれ変わろうとしています．技術者には，高性能なIoTを作る力が強く求められています．
コンピュータの高性能化によって，Python，java，R，C++などの高級言語がもてはやされていますが，センサなど新規デバイスを動かすドライバ・ソフトウェアを制作したり，防災機器や医療機器など高い安全性と信頼性が必要なシステムを開発したり，トラブルシュートしたりするためには，「マイコン」をハードウェア・レベルで確実に制御するCプログラミングのスキルが欠かせません．
絵解き，実験キット，そして演習問題で独習できるIoT時代の実務教科書
本書は，IoTを制御するCプログラミング技術習得のために開発したマイコン・ボード「C-First」を動かしながら，正しいC言語の書き方をマスタする入門書です．エレクトロニクス1年生や学生が理解できるよう，マンガをふんだんに使って基礎を解説しました．本書とC-Firstを同梱したオールイン・ワン・キット「基板付きキット 絵解き マイコンCプログラミング教科書」もあります．この1冊で基本と実践力が身に付きます．
C言語の書き方は，マイコンのハードウェアに強く依存します．プログラミング・スキルの有無は，内部ハードウェアを正確に掌握し，ねらいどおりに制御できるかどうかで判断できます．そこでC-Firstには，国産マイコン・メーカの老舗 ルネサス エレクトロニクス製の超定番16ビット「RL78」を搭載し，マイコンの内部ハードウェアからコンパイラまで，すべてを熟知したベテラン技術者がC言語の書き方を解説します．
自動車，医療，工業製品，家電…すべての電子機器が，人工知能，ビッグデータ，各種データ配信サービスなど，ウェブ上のさまざまなクラウド・サービスと連携して動く自律マシン「IoT(Internet of Things)」に生まれ変わろうとしています．技術者には，高性能なIoTを作る力が強く求められています．
コンピュータの高性能化によって，Python，java，R，C++などの高級言語がもてはやされていますが，センサなど新規デバイスを動かすドライバ・ソフトウェアを制作したり，防災機器や医療機器など高い安全性と信頼性が必要なシステムを開発したり，トラブルシュートしたりするためには，「マイコン」をハードウェア・レベルで確実に制御するCプログラミングのスキルが欠かせません．
絵解き，実験キット，そして演習問題で独習できるIoT時代の実務教科書
本書は，IoTを制御するCプログラミング技術習得のために開発したマイコン・ボード「C-First」を動かしながら，正しいC言語の書き方をマスタする入門書です．エレクトロニクス1年生や学生が理解できるよう，マンガをふんだんに使って基礎を解説しました．本書とC-Firstを同梱したオールイン・ワン・キット「基板付きキット 絵解き マイコンCプログラミング教科書」もあります．この1冊で基本と実践力が身に付きます．
C言語の書き方は，マイコンのハードウェアに強く依存します．プログラミング・スキルの有無は，内部ハードウェアを正確に掌握し，ねらいどおりに制御できるかどうかで判断できます．そこでC-Firstには，国産マイコン・メーカの老舗 ルネサス エレクトロニクス製の超定番16ビット「RL78」を搭載し，マイコンの内部ハードウェアからコンパイラまで，すべてを熟知したベテラン技術者がC言語の書き方を解説します．
目 次
パソコン，マイコン…どんなコンピュータも思いのままに動かせる
第1章 プログラマの世界共通語「C」
機械制御にも向いている
オブジェクト指向
16ビット・マイコン&センサ&デバッガ搭載！他には何も要らない
第2章 Cプログラミング学習ボード「C-First」
[1] Cプログラミング学習に最適化されている
[2] ハードウェア
[3] プログラム開発環境の装備
[4] 動作確認済みのサンプル・プログラムを動かしてみる
[5] 遊べる！C-Firstボード電子工作
Cプログラミング学習ボード「C-First」のキー・パーツ
Appendix 1 RL78/G14マイコンの機能
Cプログラミング学習ボード「C-First」の最重要インターフェース
Appendix 2 C-FirstのI2Cは2系統 (5V系と3.3V系)
コンピュータ・ワールドへようこそ！
第3章 マイコン探検隊
1時間目 マイコンの働き方は自分で決める
2時間目 L チカをやってみよう
3時間目 マイコンの3要素
4時間目 読み出し専用のメモリROM
5時間目 記憶，カウント，演算，命令…働くCPU
6時間目 書き換えできるメモリRAMと入れたり出したりするI/O
コンピュータの5大装置「演算装置」「入力装置」「出力装置」「記憶装置」「制御装置」
第4章 マイコンが動く仕組み
[1] 小さなコンピュータ「マイコン」の歴史
[2] コンピュータを構成しているもの
[3] メモリの働き
[4] メモリに書かれたプログラムの実体
[5] プログラムの実行が大得意！CPU のメカニズム
[6] CPUはI/Oを通じてセンサやモータを動かす
Are you ready ？
第5章 Cプログラミング始めの一歩「L チカ」
1時間目 プログラムを書き込む
2時間目 プログラムは関数の集まり
3時間目 作法(1) 変数を宣言して処理を書く
4時間目 作法(2) if文，for文，while文
5時間目 特定のビットを操作する
6時間目 16進数とビットごとの論理演算子
7時間目 電圧を引っ張り上げるプルアップ抵抗
8時間目 3種類のレジスタを操る
9時間目 if文でスイッチのON/OFFを判断してLEDの点灯/ 消灯をする
マイコン界のコモンセンスを伝授！
第6章 正統派！Cプログラミングの作法
[1] やってほしいことを書く前に…準備プログラミング
[2] 条件判断if文と繰り返しfor文，While文
[3] 数値の表現方法とビットごとの論理演算
[4] 内蔵されている周辺機能の操作
A-DコンバータやUART通信の操作を伝授！
第7章 周辺機能操作の書き方
[1] プリプロセッサ命令とヘッダ・ファイル
[2] 絶対番地操作
[3] ビットフィールド
演習問題A 周辺機能操作の書き方の確認
処理を一時中断！違う処理を行う！元の処理に戻る！
第8章 割り込み処理の書き方
[1] インターバル・タイマ
[2] 割り込み要求が受け付けられるまでの流れ
[3] 割り込み要求が受け付けられた後の流れ
[4] 割り込み要求と割り込み関数の関係
演習問題B タイマや割り込みの書き方の確認
動かない原因を高速究明！
第9章 プログラムを修正する技「デバッグ」
[1] エミュレータのデバッグ機能
[2] デバッグの手順
メーカお膳立てのスタートアップ・ルーチンの初期値処理に解決の糸口あり
第10章 限りあるメモリを無駄なく！変数宣言
[1] 変数の初期値
関数群を呼び出しながら構造化プログラミング
Appendix 3 チームで開発！「引数」と「返却値」の正しい使い方
画像用や通信用のディジタル・データを上手に格納する
Appendix 4 大量のデータを効率よく扱う配列の使い方
インストールからトラブルシュートまで
第11章 プログラミング開発ツールCS+の使い方
[1] RL78マイコンのプログラミングの開発ツール
[2] プログラミング開発ツールCS+のインストールと使い方
LEDチカチカから加速度センサの読み取りまで
第12章 いざ！はじめてのCプログラミング
[1] 開発環境のセットアップ
[2] 出力機能のプログラム ―LEDを点灯/ 消灯する
[3] 入力機能のプログラム ―スイッチを読み取る
[4] 入力機能と出力機能の連携プログラム ―スイッチが押されたらLEDを点灯/ 消灯する
[5] タイマ・プログラム ―時間を測る機能
[6] 外部イベントを計測するプログラム ―タイマ機能を使って回数を数える
[7] PWM 出力プログラム ―ディジタル値で超高速なON/OFFでアナログ値を作る
[8] A-D 変換プログラム ―アナログ値を取り込む
[9] I2C プログラム ―シリアル通信I2C を使う
演習問題C LEDプログラムの書き方
演習問題D スイッチを使ったプログラムの書き方
演習問題E 入力機能と出力機能のプログラムの書き方
演習問題F タイマを使ったプログラムの書き方
演習問題G カウンタを使ったプログラムの書き方
演習問題H PWMを使ったプログラムの書き方
演習問題I A-D変換プログラムの書き方
LED温度計から心拍計，ロボット…卒研/ 夏休み/ 宿題のテーマ探し
第13章 C言語で動かすマイコン活用製作
[1] 準備 機能を呼び出すI/Oライブラリ
[2] 製作(1) 7セグメントLED温度計
[3] 製作(2) 気温データ・ロガーの製作
[4] 製作(3) 反射型フォト・リフレクタを使った心拍計の製作
[5] 製作(4) ライン・トレース・ロボットでPID制御入門
Appendix 5 演習問題の解答
Arduino互換で3種類のセンサ&マイコンを搭載している「C-First」ボードとUSBケーブルが付属している「基板付き 絵解きマイコンCプログラミング教科書」も発売中．パソコンに接続するだけで動かすことができる
マルツエレックにて入手できるパワーアップ拡張キットを使うと温度ロガーやライン・トレース・ロボットを製作できる
パソコン，マイコン…どんなコンピュータも思いのままに動かせる
第1章 プログラマの世界共通語「C」
機械制御にも向いている
オブジェクト指向
16ビット・マイコン&センサ&デバッガ搭載！他には何も要らない
第2章 Cプログラミング学習ボード「C-First」
[1] Cプログラミング学習に最適化されている
[2] ハードウェア
[3] プログラム開発環境の装備
[4] 動作確認済みのサンプル・プログラムを動かしてみる
[5] 遊べる！C-Firstボード電子工作
Cプログラミング学習ボード「C-First」のキー・パーツ
Appendix 1 RL78/G14マイコンの機能
Cプログラミング学習ボード「C-First」の最重要インターフェース
Appendix 2 C-FirstのI2Cは2系統 (5V系と3.3V系)
コンピュータ・ワールドへようこそ！
第3章 マイコン探検隊
1時間目 マイコンの働き方は自分で決める
2時間目 L チカをやってみよう
3時間目 マイコンの3要素
4時間目 読み出し専用のメモリROM
5時間目 記憶，カウント，演算，命令…働くCPU
6時間目 書き換えできるメモリRAMと入れたり出したりするI/O
コンピュータの5大装置「演算装置」「入力装置」「出力装置」「記憶装置」「制御装置」
第4章 マイコンが動く仕組み
[1] 小さなコンピュータ「マイコン」の歴史
[2] コンピュータを構成しているもの
[3] メモリの働き
[4] メモリに書かれたプログラムの実体
[5] プログラムの実行が大得意！CPU のメカニズム
[6] CPUはI/Oを通じてセンサやモータを動かす
Are you ready ？
第5章 Cプログラミング始めの一歩「L チカ」
1時間目 プログラムを書き込む
2時間目 プログラムは関数の集まり
3時間目 作法(1) 変数を宣言して処理を書く
4時間目 作法(2) if文，for文，while文
5時間目 特定のビットを操作する
6時間目 16進数とビットごとの論理演算子
7時間目 電圧を引っ張り上げるプルアップ抵抗
8時間目 3種類のレジスタを操る
9時間目 if文でスイッチのON/OFFを判断してLEDの点灯/ 消灯をする
マイコン界のコモンセンスを伝授！
第6章 正統派！Cプログラミングの作法
[1] やってほしいことを書く前に…準備プログラミング
[2] 条件判断if文と繰り返しfor文，While文
[3] 数値の表現方法とビットごとの論理演算
[4] 内蔵されている周辺機能の操作
A-DコンバータやUART通信の操作を伝授！
第7章 周辺機能操作の書き方
[1] プリプロセッサ命令とヘッダ・ファイル
[2] 絶対番地操作
[3] ビットフィールド
演習問題A 周辺機能操作の書き方の確認
処理を一時中断！違う処理を行う！元の処理に戻る！
第8章 割り込み処理の書き方
[1] インターバル・タイマ
[2] 割り込み要求が受け付けられるまでの流れ
[3] 割り込み要求が受け付けられた後の流れ
[4] 割り込み要求と割り込み関数の関係
演習問題B タイマや割り込みの書き方の確認
動かない原因を高速究明！
第9章 プログラムを修正する技「デバッグ」
[1] エミュレータのデバッグ機能
[2] デバッグの手順
メーカお膳立てのスタートアップ・ルーチンの初期値処理に解決の糸口あり
第10章 限りあるメモリを無駄なく！変数宣言
[1] 変数の初期値
関数群を呼び出しながら構造化プログラミング
Appendix 3 チームで開発！「引数」と「返却値」の正しい使い方
画像用や通信用のディジタル・データを上手に格納する
Appendix 4 大量のデータを効率よく扱う配列の使い方
インストールからトラブルシュートまで
第11章 プログラミング開発ツールCS+の使い方
[1] RL78マイコンのプログラミングの開発ツール
[2] プログラミング開発ツールCS+のインストールと使い方
LEDチカチカから加速度センサの読み取りまで
第12章 いざ！はじめてのCプログラミング
[1] 開発環境のセットアップ
[2] 出力機能のプログラム ―LEDを点灯/ 消灯する
[3] 入力機能のプログラム ―スイッチを読み取る
[4] 入力機能と出力機能の連携プログラム ―スイッチが押されたらLEDを点灯/ 消灯する
[5] タイマ・プログラム ―時間を測る機能
[6] 外部イベントを計測するプログラム ―タイマ機能を使って回数を数える
[7] PWM 出力プログラム ―ディジタル値で超高速なON/OFFでアナログ値を作る
[8] A-D 変換プログラム ―アナログ値を取り込む
[9] I2C プログラム ―シリアル通信I2C を使う
演習問題C LEDプログラムの書き方
演習問題D スイッチを使ったプログラムの書き方
演習問題E 入力機能と出力機能のプログラムの書き方
演習問題F タイマを使ったプログラムの書き方
演習問題G カウンタを使ったプログラムの書き方
演習問題H PWMを使ったプログラムの書き方
演習問題I A-D変換プログラムの書き方
LED温度計から心拍計，ロボット…卒研/ 夏休み/ 宿題のテーマ探し
第13章 C言語で動かすマイコン活用製作
[1] 準備 機能を呼び出すI/Oライブラリ
[2] 製作(1) 7セグメントLED温度計
[3] 製作(2) 気温データ・ロガーの製作
[4] 製作(3) 反射型フォト・リフレクタを使った心拍計の製作
[5] 製作(4) ライン・トレース・ロボットでPID制御入門
Appendix 5 演習問題の解答
Arduino互換で3種類のセンサ&マイコンを搭載している「C-First」ボードとUSBケーブルが付属している「基板付き 絵解きマイコンCプログラミング教科書」も発売中．パソコンに接続するだけで動かすことができる
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マルツエレックにて入手できるパワーアップ拡張キットを使うと温度ロガーやライン・トレース・ロボットを製作できる
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