Arduino UNO R4のGPTを試す（Arduino） - えいあーるれいの技術日記

	スペック・数
マイコン	Renesas RA4M1（Arm Cortex-M4）
USB	USB-C（プログラミングポート / HID）
デジタルI/O	14
アナログ入力	6
DAC	1
PWM	6
Misc（SWDコネクタ）	1
UART	1
I2C	1
SPI	1
CAN	1
動作電圧	5 V
入力電圧（VIN）	6～24 V
DC電流（各I/Oピン毎）	8 mA
クロック	48 MHz
フラッシュメモリ	256 KB
RAM	32 KB

(スイッチサイエンスより引用)

Arduino R4に搭載されているルネサスチップはARM Cortex-M4ですが、珍しく5VのI/Oに対応しています。

組み合わせでR3時代のシールドをつけたりR3と組み合わせようとしても壊れない親切設計？です。

また、24VのDC-DCがついていたり、CANコントローラが入っているのも使い勝手が良さそうに見えます。

ArduinoのPWMについて調べてみた

Arduino R4のチップの方のデータシートを眺めていたら、やたら「GPT」という文字が出てきていました。

https://www.renesas.com/us/en/document/dst/renesas-ra4m1-group-datasheet

え？ArduinoでLLM？と一瞬思いましたが、どうやら「General PWM Timer」の略のようでPWMの出力機能を指しています。

紛らわしすぎますが、ChatGPTが流行るよりも前から存在している言葉です。

Arduino UNO R3では最大6本のPWM（8bitタイマーx2と16bitタイマーx1）となっており、タイマー機能を使うとさらに限定されていました。

R4でも6本と書かれていますが、本当に6本しかないのでしょうか？

調べてみました。

回路図はこちら

https://docs.arduino.cc/resources/schematics/ABX00080-schematics.pdf

Pxxx（xxxに3桁の番号が入る）がRA4M1のデータシート上のピン番号と一致しています。

この回路図を見るだけですでに10本くらい使えそうな気がしますね…

次に、先ほどのRA4M1のデータシートと組み合わせてみます。

↓調べた結果です。

Arduino	RA4M1	GPT num
D0	P301	GPT4B
D1	P302	GPT4A
D2	P105	GPT1A
D3	P104	GPT1B
D4	P103	GPT2A
D5	P102	GPT2B
D6	P106	GPT0B
D7	P107	GPT0A
D8	P304	GPT7A
D9	P303	GPT7B
D10	P112	GPT3B
D11	P109	(GPT1A)
D12	P110	(GPT1B)
D13	P111	GPT3A
A0	P014	x
A1	P000	x
A2	P001	x
A3	P002	x
A4	P101	GPT5A
A5	P100	GPT5B

(xはGPTなし、 () は機能が他のピンと被っているため除外されたもの )

なんと、14個もPWM出力があるではないですか！？

おめでとうございます。サーボモータ制御の定番PCA9685を買わずとも14個のサーボを回せます。

しかも、全部使ってもタイマー機能は残っているので、上手く使えばArduino R3のようにタイマーが枯渇することもなさそうです。

↓以下データシートから確認できるタイマーの個数

General PWM Timer 32-Bit (GPT32) × 2
General PWM Timer 16-Bit (GPT16) × 6
Asynchronous General-Purpose Timer (AGT) × 2
Watchdog Timer (WDT)

動作確認

M2MacにArduino IDE2をインストールして書き込みを行いました。

#define PWM_PIN A5
void setup() {
  pinMode(PWM_PIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  for (int i=0; i<=255; ++i)
  {
    analogWrite(PWM_PIN, i);
    delay(10);
  }
  for (int i=255; i>-0; --i)
  {
    analogWrite(PWM_PIN, i);
    delay(10);
  }
}

回路図に記載されていないA4・D0・D1でも動作を確認しました。