マイコンとの接続

UARTポートのTX,RX信号を使用します。電圧範囲（2.0～3.6V範囲）が合致すれば直接接続ができます。動作電圧が5Vのマイコンは直接接続できません。接続する場合は電圧のレベル変換（レベルシフト）をしてください。

RS232Cとの接続

動作電圧が違うため直接接続することはできません。RS232C-UART信号変換回路を使用して接続してください。

TWELITE UARTの使用方法を3つのステップに分けて説明します。

1. 動作確認をする

MONOSTICKやTWELITE UARTを使って、PCで動作確認を行うための流れを説明します。

2. 出力書式を変更する

シリアル通信アプリでは、出力の書式を自由に変更することができ、処理しやすい形式にしたり、欲しい付加情報だけを得ることができます。

書式の変更方法を実例を交えて説明します。

3. マイコンに接続する

Arduino Unoと接続して通信を行う例をご紹介します。

TWELITE UARTにはあらかじめシリアル通信アプリが書き込まれておりますが、アプリを書き換えて振る舞いを変えることができます。 例えば、TWELITE UARTに親機・中継機アプリを書き込むことで、TWELITE PALやTWELITE CUEなどの親機としても使用できます。

ここからはデフォルトで書き込まれているシリアル通信アプリを使用する場合の使用方法を説明します。

モード選択

TWELIET UARTではいくつかのモードがありますが、無線の１パケットの範囲で送信するのが効率が良いため、パケットサイズに対応した80バイト以下のデータを単位送信します。

ヘッダ付き透過モード(E)

TWELIET UARTではヘッダ付き透過モード(E)が標準になっています。以下のように送信側にHELLO<Enter>と入力すると受信側に補助情報が含まれた形でHELLOが表示されます。入力側にも出力が出ますが、これは送信完了を示すメッセージです。

[送信側]
HELLO                                           <- 入力
;U;00818;219;0x81025A17;000;013;13,1,HEL...;67; <- 出力

[受信側]
;U;00777;120;0x81025A17;120;013;HELLO;79;       <-出力

補助情報には送信元のアドレス情報や受信時の電波強度、チェックサムなどが含められます。また、書式をカスタマイズすることも可能です。

書式モード(A、B)

書式モード(A、B)では、送信コマンドを使用してデータを送信するモードです。このコマンドを送る際にデータ形式をアスキー形式とバイナリ形式の２種類から選択できます。

SETピンをLoにした状態で電源を投入するとアスキー書式モード(A)で起動します。

送信コマンドには論理IDのみを使用した簡易形式と、32bitアドレス指定や様々な送信オプションを設定可能な拡張形式が有り、再送回数やMAC ACKの使用の有無などのオプションを指定可能です。

[送信側]
:000148454C4C4F8B                            <-入力
:DBA1800103                                  <-出力

[受信側]
:780148454C4C4F13                            <-出力

書式モードでは、インタラクティブモードではなくコマンドによる設定も可能です。

詳しくはこちらをご確認ください。

チャットモード(C)

チャットモード(C)では、プロンプトの表示とエコーバック（自身が入力した文字が端末にも表示される）が行われます。全ての無線端末は子機の設定とします。電波到達範囲の全ての端末にメッセージが伝達され複数の端末でチャットできます。

[送信側]
810A4778:0> Hello                           <-入力
810A4778:1>                                 <-出力

[受信側]
[810A4778:0] Hello                          <-出力
82018CA0:0>                                 <-出力

プロンプトに表示されるTWELITEのシリアル番号の代わりにハンドル名を出力することも可能です。

詳しくはこちらをご確認ください。

透過モード(D)

透過モード(D)では、書式を必要としない通信が可能です。エコーバックやプロンプト表示がないためマイコンとの通信に適しています。

[送信側]
Hello                                       <-入力

[受信側]
Hello                                       <-出力

詳しくはこちらをご確認ください。

シリアル通信アプリ（App_Uart）は、UART（シリアル）通信に特化したアプリケーションです。UARTはマイコンで一般的に利用されるシリアル通信方式です。

TWELITE UARTには本アプリがあらかじめインストールされており、配線すればすぐにマイコン等で無線通信をすることができます。

ダウンロード

をインストールして、TWELITE STAGEのメニューから[アプリ書換] → [TWELITE APPSビルド&書換] → [App_Uart]を選択してアプリを書換えてください。

TWELITE UARTやMONOSTICKを使って通信してみましょう。

必要なもの

MONOSTICKとTWELITE UARTを使用する場合

1. TWELITE UART

2. TWELITE R2

3. USBケーブル (充電専用不可)

4. MONOSTICK

TWELITE UARTを2つ使用する場合

1. TWELITE UART x 2

2. TWELITE R2 x 2

3. USBケーブル (充電専用不可) x 2

TWELITE STAGE SDKの準備

MONOSTICKの準備

TWELITE UARTを2つ使用して動作確認をする場合は、ここを読み飛ばしてください。

TWELITE STAGE APPを起動する

1. MONOSTICKをパソコンのUSBポートに接続します。

2. インストールしたTWELITE STAGE SDKのMWSTAGEフォルダ内の以下のファイルをダブルクリックしてください。 ・TWELITE_stage.exe（Windows） ・TWELITE_stage.command（macOS） ・TWELITE_stage.run（Linux） 起動するとUSBに接続されたMONOSTICKが画面上に表示されます。

3. シリアルポート選択画面から 1: MONOSTICK を選択してください。

4. デバイスを選択するとTWELITE STAGE APPのトップメニュー画面が表示されます。

シリアル通信アプリを書き込む

1. トップメニューから 2:アプリの書換 > 1:BINから選択を選択してください。

2. MONOSTICK BLUE を使用している場合はApp_Uart_BLUE... を選択し、MONOSTICK RED を使用している場合はApp_Uart_RED... を選択してください。

3. 書き込み完了後はインタラクティブモードに入らずにESCキーを長押ししてトップメニューに戻ってください。

4. トップメニューから 1:ビューア> 1: ターミナル を選択します。

TWELITE UARTの準備

TWELITE UARTを32つ使用する場合は、ここを2回行ってください。

TWELITE R2と接続する

図のようにTWELITE R2とTWELITE UARTを接続します。

接続できたら、TWELITE R2のUSBコネクターに通信ができるUSBケーブルを接続してください。

TWELITE STAGE APPを起動する

1. TWELITE R2に接続されているUSBケーブルをパソコンのUSBポートに接続します。

2. インストールしたTWELITE STAGE SDKのMWSTAGEフォルダ内の以下のファイルをダブルクリックしてください。 ・TWELITE_stage.exe（Windows） ・TWELITE_stage.command（macOS） ・TWELITE_stage.run（Linux） 起動するとUSBに接続されたTWELITE R2が画面上に表示されます。

3. シリアルポート選択画面から1: TWELITE R2を選択してください。

4. デバイスを選択するとTWELITE STAGE APPのトップメニュー画面が表示されます。

5. トップメニューから 1:ビューア> 1: ターミナル を選択します。

通信を確認する

TWELITE UARTにHELLO<Enter>と入力すると、MONOSTICKに補助情報が含まれた形でHELLOが表示されます。TWELITE UARTにも出力が出ますが、これは送信完了を示すメッセージです。

MONOSTICKからも同様にメッセージを送信できます。

実際にArduinoを使用してマイコンの無線化を行います。

シリアル通信を行う

PCからArudinoに入力したシリアルデータをTWELITE UARTを介して、もう一台のArduinoに無線で送信し、そのデータを解釈するサンプルです。

用意する電子部品

以下のものを2セット用意してください。

1. TWELITE UART

2. Arduino UNO

3. 抵抗 2.2kΩ(赤・赤・赤)

4. 抵抗 3.3kΩ(橙・橙・赤)

配線

設定

TWELITE UARTをTWELITE R2などを使用して、以下のような設定にしてください。

サンプルSketch

Arduino IDEを起動させ、以下のプログラムをコピー&ペーストし、Arduinoに書き込んでください。

使用方法

Arduino IDE のシリアルモニターなどを使用して、送信側のArduinoにメッセージを入力(ここではHELLO)すると受信側のArduinoから以下のようなメッセージがシリアル出力されます。

Sketchの解説

メインループ

下記の関数がシリアル通信の処理を記述したメインループ関数です。

2～30行目ではTWELITEからのシリアル出力を読み込む処理を行っております。 TWELITEからCR+LFが来るまでは内部のバッファに受信したシリアル電文をためておき、CR+LFが来たらsplit()関数で保持していたデータを分割し、PCにシリアル出力します。

32～34行目はPCから来たシリアルデータをそのままTWELITEに送ります。

文字列を分割する関数

split()は保持しているシリアルデータを区切り文字ごとに分割する関数です。

引数の配列を前から順番に中を確認し、区切り文字になったらそこまでの配列をString型に変換してて保管します。

分割が終わったら、分割した数を戻します。

もとのシリアルデータはString型ではなくchar型の配列で、分割後はString型になりますので、変数の方の取り扱いをご注意ください。

本解説で使用するピン名は、超簡単！標準アプリの名前定義 (M1-M3, BPS, TX, RX, I1-I4) を用います。以下に各TWELITEの配列を記載します。

ピン配列表(v1.2以降)

TWELITE/TWELITE DIP

※ DIO番号は半導体データシートに基づく信号名で、ピン番号ではありません。TWELITE DIP の場合はピンに記載されるシルクの数字記載が DIO 番号です。

※ オープンは Hi レベルでも可。設計上必要と考える場合はプルアップ(10k～100kΩ)して下さい。 ※ Lo は GND レベル。設計上必要と考える場合はプルダウン(100Ω程度)して下さい。 ※ 未使用ピンはオープンにしてください。

TWELITE UART

サイレントモードでは、受信回路を動作させないため稼働中にパケット受信を行いません。起動後にマイコン経由で毎回特定の設定を反映させてから、通信を始めるような場合に利用します。

設定

インタラクティブモードで以下の設定を行います。

• Role に 80 を足しておく。通常の親機子機なら 80 で良い。

• UART mode を書式モード（アスキー・バイナリ形式）に設定しておく。

サイレントモードの動作状態確認

起動直後に DB F1 メッセージが出力され、メッセージ中にサイレントモード状態かどうかの値が格納されています。

サイレントモードについて

インタラクティブモードでサイレントモードおよび書式モード（バイナリ・アスキー）に設定した場合、サイレントモードを利用できます。

サイレントモードを解除するには、サイレントモード解除の DB F8 コマンド(0xDB 0xF8 0x10, アスキー形式では :DBF810X) を送信します。

注意点

• サイレントモードを解除後は、サイレントモード状態に再設定する事は出来ません。

• 送信コマンドを投入した時の動作は未定義です。

App_Uart を書式モードのバイナリ形式で使ってみます。

バイナリ形式では、App_Uart で直接送信したいデータをバイナリ列で入出力できるため、マイコン間通信では取り扱いがしやすくなります。反面、ヘッダやチェックサムなどの計算が必要になります。

簡易的に送信する場合は「チャットモード、プロンプト無し」も利用できます。

接続の確認

最初に基本設定とアスキー形式による動作確認を行います。接続や設定等の問題がある場合、バイナリ形式では出力等を含め確認が難しいためです。

設定

PC(TeraTerm) や macOS, Linux のターミナルソフト(CoolTerm など) を動作可能状態にして、インタラクティブモードによる設定が出来る事を確認しておいてください。

インタラクティブモードに入るには、+ + + と + を３回、一呼吸置きながら (0.2秒～1秒) 入力します。(参考：インタラクティブモードの詳細)

インタラクティブモードで以下の設定を済ませておきます。

1. 親機側は Device ID を 121 (0x79) に設定します。(i を押して 121[Enter] と入力します)

2. UART Mode を A に設定します。(m を押して A[Enter] と入力します)

3. S キーを押してセーブ＆リセットを実行します。

--- CONFIG/TWE UART APP V1-02-3/SID=0x81001f1c/LID=0x78 -- ---
...
 i: set Device ID (121=0x79)*
...
 m: set UART mode (A)*
 ---
 S: save Configuration
 R: reset to Defaults

以下のようなメッセージが出力されます。:DB... は起動時のメッセージで、アプリケーションIDやアドレス情報が含まれます。

!INF Write config Success
!INF RESET SYSTEM...（再起動中)
:DB6772010300010203F181001F1C0095 (再起動後の始動メッセージ)

アスキー 形式で確認する

アスキー形式での動作を確認します。マイコンで利用される方も、まず Windows PC などでご確認ください。

コマンド列の送信方法

マイコンなどプログラムからコマンド列が入力されることを想定しており、一定時間入力が無ければ(1000ms)タイムアウトが発生して入力を無効にするようになっています。

このため、コマンド列を入力する際には、ターミナルソフト等のコピー＆ペースト機能(TeraTermならAlt+V)などを利用し、タイムアウトしないように入力してください。

なお、インタラクティブモードでは、タイムアウトが発生せず入力毎のエコーバック（入力した文字がターミナルに表示される）とチェックサムが間違えていた時にメッセージが表示できるようになっています。このためキーボードから直接入力しても試せます。

アスキー形式による親子間送受信

子機から親機にメッセージを送ります。書式モードの簡易形式を用いて親機 (0x00) 宛に、コマンド種別 0x00、データ 0x11, 0x22, 0x33 の３バイトを送信します。末尾の X はチェックサムを省略しています。

 子機から親機
     :0000112233X 
  ↓
 親機の受信メッセージ
     :780011223322

受信データは 0x78 からコマンド種別 0x00 でデータ 0x11 0x22 0x33 が届き、チェックサムが 0x22 です。この出力が確認できたら、今度は子機から親機に同様のメッセージを送ってみます。

 親機から親機
     :7800112233X
  ↓
 子機の受信メッセージ
     :00001122339A

親子間の簡易通信を確認しました。続いてこれと同じ送受信をバイナリ形式で行ってみます。

親機のみバイナリ形式で親子間送信

バイナリ形式の無線端末とアスキー形式の無線端末は互いに通信が可能です。入出力の書式が違うだけで、無線パケットは同じです。

ここでは親機だけバイナリ形式にしてみます。バイナリ形式での送受信を行うためには、バイナリ対応のターミナルソフトウェアが必要です。バイナリではターミナルソフトごとに操作や表示が異なりますので、よく習熟してください。

参考までに Linux, macOS 対応のターミナルを列挙します。

• RealTerm (Windowsのみ)

• CoolTerm (Windows, macOS, Linux)

親機の設定

親機側のインタラクティブモードに入って UART Mode を B に設定します。

• UART Mode を B に設定します。(m を押して A[Enter] と入力します)

バイナリ対応のターミナルソフト (RealTermの場合)

親機のターミナルソフトウェアを閉じて、バイナリ対応のものを立ち上げてください。

以下では RealTerm の操作例です。

1. [Port] タブを選択し、Baud を 115200・Port を COM ポートの番号を指定して [Open] ボタンを押します。

2. [Display] タブを選択し、[Display As] 中から Hex[space] を選択しておきます。

送受信を確認する

子機からアスキー形式での送信例と同じものを送信してみます。

 子機から親機(アスキー形式)
     :0000112233X 
  ↓
 親機の受信メッセージ(バイナリ形式)
     A5 5A 80 05 78 00 11 22 33 78 04

親機からは 0xA5 0x5A ... に続くデータが表示されます。送信したいデータに簡易書式のヘッダが付加され、さらにバイナリ書式のためのヘッダ・フッタが追加される点に注意してください。

親機子機、バイナリ形式で親子間送信

親機、子機双方をバイナリ形式に設定して送受信を試みます。

子機の設定

子機側でもインタラクティブモードに入って UART Mode を B に設定します。

• UART Mode を B に設定します。(m を押して A[Enter] と入力します)

バイナリ対応のターミナルソフト (RealTermの場合)

子機のターミナルソフトウェアを閉じて、バイナリ対応のものを立ち上げてください。

以下では RealTerm の操作例を示します。

1. RealTerm を立ち上げます。

2. [Port] タブを選択し、Baud を 115200・Port を COM ポートの番号を指定して [Open] ボタンを押します。

3. [Display] タブを選択し、[Display As] 中から Hex[space] を選択しておきます。

子機から親機への送信

子機から親機にデータ送信してみます。

 子機から親機(バイナリ形式)
     A5 5A 80 05 00 00 11 22 33 00
 
  ↓
 親機の受信メッセージ(バイナリ形式)
     A5 5A 80 05 78 00 11 22 33 78 04

子機側からデータ送信する方法はターミナルソフト毎に操作方法が違います。RealTerm の場合は、以下となります。

1. [Send]タブを開きます。

2. [Send Numbers] の２つある入力ボックスのいずれかに 0xA5 0x5A 0x80 0x05 0x78 0x00 0x11 0x22 0x33 0x78 を入力します。

3. [Send Numbers] ボタンを押します。

子機から親機への送信

親機から子機へデータ送信してみます。

 親機から子機 (バイナリ形式)
     A5 5A 80 05 78 00 11 22 33 78
 
  ↓
 子機の受信メッセージ(バイナリ形式)
     A5 5A 80 05 00 00 11 22 33 00 04

TWELIET UARTではヘッダ付き透過モード(E)が標準になっています。以下のように送信側にHELLO<Enter>と入力すると受信側に補助情報が含まれた形でHELLOが表示されます。入力側にも出力が出ますが、これは送信完了を示すメッセージです。

[送信側]
HELLO                                           <- 入力
;U;00818;219;0x81025A17;000;013;13,1,HEL...;67; <- 出力

[受信側]
;U;00777;120;0x81025A17;120;013;HELLO;79;       <-出力

補助情報には送信元のアドレス情報や受信時の電波強度、チェックサムなどが含められます。また、書式をカスタマイズすることも可能です。

送信可能データ長

無線の１パケットの範囲で送信するのが効率が良いため、パケットサイズに対応した80バイト以下のデータを単位送信します。

送信側と受信側について

Eモードでは送信側と受信側の区別はありません。無線設定（チャネルとアプリケーションID）が同じであれば、いずれかの送信側から送信したデータは他の受信側に伝達されます。

アドレスについて

TWELITE URATは各々32bitの固定アドレスと8bit(0-100,120)の論理アドレスを設定することができます。

標準の出力書式について

出力書式は以下のような;(セミコロン)区切りになっています。

;U;00777;120;0x81025A17;120;013;HELLO;79;
;1;2----;3--;4---------;5--;6--;7----;8-;

上記書式はカスタマイズできます。

カスタムデフォルト機能の解説を行います。ファームウェアバイナリに設定情報を付記した設定済みファームウェアバイナリが利用できます。例えば、ボーレートを最初から設定したファームウェアを作成しておけば、毎回インタラクティブモードなどで設定する必要がなくなります。

※ 本機能はApp_Uart、App_IOに対応しています。

1. モジュールで設定を済ませておく

インタラクティブモードで必要な設定を済ませ、動作確認を行っておきます。

2. 設定をダウンロードする

TeraTerm など xmodem プロトコルのダウンロード可能なターミナルソフトを用います。インタラクティブモードの入力待ち状態で (何か入力して設定待ち状態では動作しません）、xmodem のダウンロードを行います。(xmodem はチェックサム、128バイトパケットで、後に拡張された 1KB や CRC ではありません)

TeraTerm では、以下の操作を行います。

• File->Transfer->XMODEM->Receive... を選択します。

• Option を Checksum、Binary を選択しておきます。

• 書き出すファイル名を指定します。

• Open (開く) ボタンを押します。

成功すれば、指定したファイル名のファイルが出来上がり、サイズが128バイトになっているはずです。xmodem の実装によってはこれより小さいサイズになることもあります。

3. ファイルの末尾に連結する

ダウンロードした設定ファイルをファームウェアの末尾に連結します。コマンドライン、ファイル連結ツールなどを利用します。

4. カスタムファイルを書き込む

出来あがったカスタムファイルを TWELITE に書き込みます。上記の例では App_Uart_custom_1_2_X.bin です。

起動してインタラクティブモードでは、最後の方に C- と出ます。この C はカスタム設定がロードされたことを意味します。

モジュール始動時にカスタム設定を読み込み、続いて不揮発領域に保存された設定を読み出します。保存された設定情報が存在する場合は、インタラクティブモードでは以下のように CE と表示されます。動作確認時は必ず保存された設定を消去してください。

※ 保存された設定を消去するには、インタラクティブモードで R 入力後、S を入力します。

初期設定

初期モードではインタラクティブモードのh: set header formatを設定することで書式を自由に設定できます。

初期設定では、書式が以下のように設定されています。

;U;%t;%i;0x%A;%q;%s;<*>;%X;\n

この設定の意味は以下の通りです。

例えば送信側からHELLO<Enter>と入力した場合、出力側からは以下のように出力され、それぞれのデータの意味は下表の通りです。

;U;00777;120;0x81025A17;120;013;HELLO;79;
;1;2----;3--;4---------;5--;6--;7----;8-;

出力の設定の詳細については出力のカスタマイズをご覧ください。

出力の変更例

実際に設定を変更してみましょう。

例えば、Excelで取り扱いやすくするためにカンマ(,)でデータを区切り、付加情報を送信機のシリアル番号と電波強度、続き番号のみにすると設定は以下のようになります。

--- CONFIG/TWE UART APP V1-04-5/SID=0x82018ca0/LID=0x78 -- ---
...
 h: set header format [%A,%q,%s,*\n]
...
---
 S: save Configuration
 R: reset to Defaults

この設定をし、送信側からHELLO<Enter>と入力した場合、出力側からは以下のように出力されます。

81025A17,120,013,HELLO

書式モードでコマンド表現されたバイト列をアスキー形式に変換します。

A: [送受信したいデータ]
 ↓↑
B: [コマンド表現 [A: ] ]
 ↓↑
C: 系列Bをアスキー形式またはバイナリ形式に変換
   [形式ヘッダ [B: [A: ] ] 終端]
 ↓↑
マイコンのUART入出力

例えば、コマンド表現で 00A01301FF123456 （子機から親機に ACK 付きで 123456 を送信する）をアスキー形式で表現すると、以下のようになります。先頭は : で B1 がチェックサム、終端は [CR][LF] となります。

:00A01301FF123456B1[CR][LF]

形式の定義

チェックサムの省略

送信コマンドを入力する時に限ってチェックサムとフッタを省略し替わりに 'X' を指定できます。

:00A01301FF123456B1[CR][LF] ⇒ :00A01301FF123456X

書式モードでコマンド表現されたバイト列をバイナリ形式に変換します。

A: [送受信したいデータ]
 ↓↑
B: [コマンド表現 [A: ] ]
 ↓↑
C: 系列Bをアスキー形式またはバイナリ形式に変換
   [形式ヘッダ [B: [A: ] ] 終端]
 ↓↑
マイコンのUART入出力

例えば、コマンド表現で 00A01301FF123456 （子機から親機に ACK 付きで 123456 を送信する）をバイナリ形式で表現すると、以下のようになります。

0xA5 0x5A 0x80 0x08 0x00 0xA0 0x13 0x01 0xFF 0x12 0x34 0x56 0x3D

形式の定義

使ってみる

バイナリ形式の確認は一般に難易度が高く、上手くコマンドが入力できない場合の分析が非常に困難です。マイコンなどでデバッグされるのに先立って、PCなど確認しやすい環境で予め実行しておくことを強くお勧めします。

ヘッダ付き透過モード (E) の出力はインタラクティブモードのh: set header formatで設定できます。

一番簡単な書式は*\nで、送信されたデータそのものを表示し、CRLFの改行コードを付与します。

--- CONFIG/TWE UART APP V1-04-5/SID=0x810a479c/LID=0x01 -E ---
...
 h: set header format [*\n] 
 
受信側で上記の設定を行うと、以下のように表示されます。
 [送信側] HELLO<CR><LF> または HELLO<LF>
 [受信側] HELLO<CR><LF>

特殊文字を含めることで様々な出力が可能です。

\(バックスラッシュ, ￥)に続く文字

%に続く文字

チェックサムの計算

チェックサムは開始位置（<で指定する場合はその場所から、なければ出力の先頭）から%X,%xの出力直前までをXOR（排他的論理和）にて計算します。

 h: set header format [;%I;*;%X]
 上記のように設定した場合、
 
受信側で上記の設定を行うと、以下のように表示されます。
 [送信側] HELLO<CR><LF> または HELLO<LF>
 [受信側] ;000;HELLO;49

送信側のアドレスはでHELLOという文字が届きチェックサムが0x49です。
チェックサムの計算範囲は ;000;HELLO; です。

計算プログラム例

#include <stdio.h>

int main() {
  unsigned char x = 0;
  char *p = ";000;HELLO;";

  while(*p) {
    x ^= *p;
    p++;
  }
  printf("%s -> %02x\n", argv[1], x);
}

// ;000;HELLO; -> 49

特徴

書式モードはTWELITE-トワイライトのUART（シリアル通信ポート）に所定の書式により入力するモードです。以下の特徴があります。

• チェックサムによるエラーチェックを行う事で UART通信のデータ化けを検出する。

• マイコンからバイナリ形式で直接送受信する。

設定方法

書式モードはインタラクティブモードにてUARTモード（m）をアスキー形式（A）またはバイナリ形式（B）に設定します。

アスキー形式（A）

送信したいバイナリデータ列をアスキー文字列（0-9,A-F）に変換して無線モジュールに入力します。

Modbus ASCII 形式の書式に倣っています。（例： バイナリ系列 0x00 0x11 0x22 0x33 0xAA 0xBB 0xCC は ":00112233AABBCC69" という文字列で表現されます。）

バイナリー形式（B）

送信したいバイナリデータ列にヘッダとチェックサムを付加し直接無線モジュールに入力します。

人手による検証は困難になりますが、マイコン間通信では最も効率が良い形式です。

送信可能文字数

• 最大送信バイト数は６４０バイトですが、１パケットに収めて送受信する事を推奨します。 下記【書式】のAにあたる[送受信したいデータ]

• １パケットに収めるためには８０バイト以下にしてください。

書式

書式モードは、送信コマンドを使用してデータを送信するモードです。このコマンドを送る際にデータ形式をアスキー形式とバイナリ形式の２種類から選択できます。送信コマンドとデータ形式の関係は以下の図の通りです。

本ページでは下図に示す送信コマンドについて解説します。

A: [送受信したいデータ]
 ↓↑
B: [送信コマンド[A: ] ]
 ↓↑
C: 系列Bをアスキー形式またはバイナリ形式に変換
   [形式ヘッダ [B: [A: ] ] 終端]
 ↓↑
マイコンのUART入出力

送信コマンドには論理IDのみを使用した簡易形式と、32bitアドレス指定や様々な送信オプションを設定可能な拡張形式が有ります。それぞれの形式を以下で説明します。

送信コマンド （簡易形式）

入力

出力

TWELITE-トワイライトから出力される形式は、入力時と同形式です。

使用例

以下のコマンドを親機に入力した場合、全子機に対し 0x11 0x22 0x33 0xAA 0xBB 0xCC というバイト列を送信します。

  0x78 0x01 0x11 0x22 0x33 0xAA 0xBB 0xCC

受信側は、以下のように親機の論理ID (0x00)から以下の バイト列を得ます。

  0x00 0x01 0x11 0x22 0x33 0xAA 0xBB 0xCC

上記バイト列はTWELITEに直接入力するわけではあり ません。アスキー形式またはバイナリ形式で表現した上、 UARTの入出力を行います。

例えば上記の出力形式の場合、アスキー形式では以下のよう に表現されます。

:0001112233AABBCC68[CR][LF]

末尾の68はチェックサムです。

送信コマンド(拡張形式)

入力

出力

TWELITE-トワイライトから出力される形式は、宛先の論理IDの次に0xA0バイトが続きます。

オプション

各種送信時のオプションが指定できます。アプリケーション再送や遅延のためのオプションは、１パケットで送信できるデータ量(送受信したいデータが78バイト以内)で使用してください。

※ 本オプションはネットワーク層を利用した送信では使用しないでください。

※ 遅延や再送回数などによりコマンド入力から１秒を経過すると、コマンド処理がタイムアウトし、処理待ちのコマンドが処理されます。

※ 遅延処理やアプリケーション再送が行われている間は、内部のパケットバッファー（１０ヶ）が処理待ちで埋まっていて新しい処理要求が実行されない場合が有ります。また同時に平行処理できるパケットは５ヶとなります。

※ パケットの重複確認は、内部で割り振っている連番で新しいものを優先し旧いものは採用しません。新しい要求受け付けのパケットが先に届き、旧い要求受け付けのパケットが後に届くような場合、古いパケットは受信されません。（特に 0x06 オプションを付加した時に、このような現象が発生しやすくなります）

※ パケット分割されるデータサイズの場合に遅延処理やアプリケーション再送処理を行うと、後半のパケットが前半のパケットの処理完了後に処理されるため、大きな時間差が発生し受信側でタイムアウトを起こし受信が失敗します。原則として遅延が発生するオプションはパケット分割しない範囲で使用してください。

応答メッセージ

応答メッセージはコマンドの入力に対し、処理結果を通知します。

使用例

以下の例では、バイトまたはバイト列を 0x を省略して表記します。

0x01 0x02 0x0A 0x0B ⇒ 01020A0B

※ 以下の例をそのままTWELITEに入力できるわけではなく、アスキーまたはバイナリ形式で表現します。

簡易形式

子機から親機へ（ 0203 の２バイトを送信、コマンドバイトは 01）

	  
・送信コマンド
  00010203
  ^1^2
  
  *1 00:親機宛
  *2 データ

	  
・応答メッセージ
  DBA18001
        ^1
  *1 01:成功, 00:失敗

  
・受信
  78010203
  ^1
  
  *1 78:子機(論理ID設定なし)から来た

親機から全子機へ（長い系列）

  
  78020304DB32807005D70101100001000080A005D718DB32807005D7010110
  0001000080A005D718DB32807005D70101100001000080A005D718DB328070
  05D70101100001000080A005D718DB32807005D70101100001000080A005D7

拡張形式

子機→親機（単純な送信）

	  
・送信コマンド
  00A012FF123456
      ^1^2^3
      
  *1 応答番号 12
  *2 オプション無し
  *3 データ

・応答メッセージ
  DBA11201
      ^1^2
   
  *1 応答番号 12
  *2 01:成功

・受信データ
  78A01286300001FFFFFFFFD80003123456
      ^1^2      ^3      ^4^5  ^6
  
  *1 応答番号 12
  *2 送信元アドレス(86300001)
  *3 送信先アドレス（FFFFFFFF 情報なし）
  *4 通信品質(LQI)
  *5 データ部バイト数 (0003=3バイト)
  *6 データ (3バイトのデータ)

子機→親機（Ack付きの送信）

	  
・送信コマンド
  00A01301FF123456
        ^1
        
   *1 ACK 指定

子機→親機（0.768秒後に送信）

	  
・送信コマンド
  00A01001030300FF123456
          ^1^2  ^3
  
  *1 送信遅延最小の設定
  *2 0300(=768ms)後
  *3 オプション終端

カスタムデフォルト

ファームウェアバイナリに設定情報を付記した設定済みファームウェアバイナリが利用できます。例えば、ボーレートを最初から設定したファームウェアを作成しておけば、毎回インタラクティブモードなどで設定する必要がなくなります。

0xDB コマンド

インタラクティブモードでの設定を行う替わりに、書式モード（バイナリモード・アスキーモード）では、コマンドによりモジュールの動作（リセット・サイレント解除）や設定を行えます。

サイレントモード

サイレントモードでは、受信回路を動作させず稼働中にパケット受信を行いません。起動後にマイコン経由で毎回特定の設定を反映させてから、通信を始めるような場合に利用します。

インタラクティブモードでの設定を行う替わりに、書式モード（バイナリモード・アスキーモード）では、コマンドによりモジュールの動作（リセット・サイレント解除）や設定を行えます。

コマンド書式

書式は先頭をDBとし、コマンド種別およびコマンドごとに決まるパラメータとなります。

例

例えばアプリケーションIDを 0x12345678 に設定する場合、コマンド種別が F2 で、パラメータが 00 12 34 56 78 、コマンドは DB F2 12 34 56 78 となります。

アスキー形式(チェックサム省略)では :DBF212345678X となります。コマンド発行後には応答が戻ります。

バイナリー形式では、0xA5 0x5A ... XOR という加工が必要になります。 DB F2 00 12 34 56 78 というコマンドに対してバイナリで　A5 5A 80 07 DB F2 00 12 34 56 78 21 という 12 バイトを送ります。

（インタラクティブモード中での入力はしないでください）

コマンド種別

パラメータ (F2, F3)

設定(F2)、設定取得(F3) 時のパラメータは、設定種別と設定内容を列挙します。設定内容は種別によって書式が変化します。

設定種別ごとのパラメータを解説します。 ※ 0xFF(OCTET) 0xFFFF(BE_WORD) 0xFFFFFFFF(BE_DWORD) の場合は、無効値として無視されます。

凡例

• OCTET: 8bit=1バイトを示す。

• BE_WORD: ビッグエンディアン 2 OCTETを示す。例えば 0x1234 は 0x12 0x34 の順に並びます。

• BE_DWORD: ビッグエンディアン 4 OCTETを示す。例えば 0x12345678 は 0x12 0x34 0x56 0x78の順に並びます。

MONOSTICK-モノスティックをパソコンやスマートフォン、タブレット端末のUSBポートに接続することで複数の端末同士でテキストチャットをすることができます。

イーサーネットやWiFi等のネットワーク環境が無い場所でもどこでも無料でテキストチャットが行えます。

アプリの書換え

MONOSTICK-モノスティックに書込まれているアプリを「シリアル通信アプリ」に書き換える必要があります。アプリの書換えは「TWELITE STAGE」で簡単に行えます。

TWELITE STAGEをインストールして、メニューから[アプリ書換]>[TWELITE APPSビルド&書換]>[App_Uart]を選択すると書換えができます。

使用方法

パソコンを2台以上用意して下さい。（複数人でチャットできます。）

それぞれのパソコンのUSBポートにMONOSTICK-モノスティックを接続して下さい。

TWELITE STAGEを使う場合

1. TWELITE STAGEのメニューから[ビューア]>[ターミナル]を選択してください。

2. キーボードから文字を入力するとMONOSTICK-モノスティックが接続された全てのパソコンのターミナル上に表示されます。

ターミナルソフトウエアを使う場合

1. 接続しているシリアルポート名（Windows では COMポート）を調べて設定して下さい。（Windows の場合はデバイスマネージャを用いるのが簡単です。）

2. それぞれのパソコン上でターミナルソフトウエア（ TeraTerm等）を起動して下さい。

3. ターミナルソフトウエアの通信設定を「115200bps/8bit/パリティ無し/ストップビット1/フロー制御なし」にして下さい。

4. ローカルエコーは OFF に設定してください。

5. キーボードから文字を入力するとMONOSTICK-モノスティックが接続された全てのパソコンのターミナルソフトウエア上に表示されます。

ハンドルネーム（名前）の設定

初期状態ではハンドルネーム（名前）は「8xxxxxxx:0>」のようにシリアル番号が設定されています。最後の数字は発言回数を表し、発言毎に１つ増え255になると0に戻ります。

ハンドルネーム（名前）は任意の名前に変更することが出来ます。例えば「MONOW」と設定した場合はプロンプトが「MONOW:0>」と言う表示になり誰からのメッセージか、わかりやすくなります。

ハンドルネーム（名前）の設定はインタラクティブモード（設定変更モード）で行います。インタラクティブモードに入るには、+ を3回、一呼吸（0.2～1秒間隔）置きながら入力します。上手くいかない場合は、根気よく + を入力してください。

インタラクティブモードに入ると以下のような画面が表示されます。

--- CONFIG/TWE UART APP V1-00-0/SID=0x81001f57/LID=0x78 ---
a: set Application ID (0x67720103)
i: set Device ID (--)
c: set Channels (18)
o: set Output Tx Power (3)
r: set Role (0x0)
b: set UART baud (38400)
p: set parity (N)
m: set uart mode (C)
h: set handle name []
C: set crypt mode (0)
K: set crypt key []
---
S: save Configuration
R: reset to Defaults

1. hを入力すると”Input handle name:”と表示されますので、好みのハンドルネーム（名前）を入力して下さい。

2. Sを入力して変更内容をセーブしてください。

複数のグループで使用する場合

初期状態ではアプリケーションIDは（0x67720103）で周波数チャネルは18chです。アプリケーションIDと周波数チャネルの両方の値が同じ場合に通信が可能になるので、通信範囲にあるパソコン全てにメッセージが伝わります。相手を特定せずにチャットを楽しむことが出来ます。

特定のグループ内でのみチャットを行いたい場合は、アプリケーションIDと周波数チャネルの値をグループ毎に変えることで複数のグループで混信せずにメッセージのやり取りができます。

周波数チャネルを変更する

1. インタラクティブモードに入ってください。

2. c（小文字）を入力すると"Input Channel(s):”と表示されますので、11～26を入力してください。

3. Sを入力して変更内容をセーブしてください。

アプリケーションIDを変更する

1. インタラクティブモードに入ってください。

2. aを入力すると"Input Application ID (HEX:32bit):”と表示されますので、16進数の00010001～7FFFFFFEを入力してください。

3. Sを入力して変更内容をセーブしてください。

暗号化の設定

アプリケーションIDと周波数チャネルの両方の値が同じ場合に通信が可能になるので、両方の値が同じユーザーのみメッセージを見ることができます。更にアプリケーションIDと周波数チャネルが同じでも暗号化を設定することで許可されたユーザー以外がメッセージを見ることができなくなります。

1. インタラクティブモードに入ってください。

2. C（大文字）を入力すると"Input crypt mode (0,1):”と表示されますので、1を入力してください。これで暗号化がオンになります。（0を入力すると暗号化がオフになります。）

3. K（大文字）を入力すると"Input crypt key:”と表示されますので、任意の16バイトの文字列（暗号キー）を入力してください。共通の文字列（暗号キー）を使用している相手だけと通信が可能になります。

4. Sを入力して変更内容をセーブしてください。

チャットモードに対し、エコーバックやプロンプト表示がないためマイコンとの通信に適しています。

連続して入力された文字列を１パケット（最大80バイト）として送信します。

通信はブロードキャストで行われます。アスキーまたはバイナリデータの送信が可能です。

中継は最大３段（３ホップ）まで対応しています。初期設定では中継はしません。中継機能を使用する場合はインタラクティブモードにて設定が必要です。

透過モード：ブロードキャスティングはインタラクティブモードにてUARTモード（m）をDに設定します。

送信可能文字数

1パケットの最大送信文字数は80バイトです。

データサイズが80バイトを超えた場合は80バイト毎のパケット分割機構が働きますが、80バイト以上の一括送信は通信安定性の面で推奨しません。

送信トリガー

本モードで、パケット送信の引き金となるのは以下です。インタラクティブモードで設定します。

• データを入力して設定時間のタイムアウト時（ 初期値：100ms）

• 送信トリガー文字の入力時 (要設定)

• データが最低パケットバイト数に達した時 (要設定)

インタラクティブモードでの設定方法

インタラクティブモードでは、以下の設定が可能です。

• 送信タイムアウト 最後の１バイトが入力されてから、パケットを送信するまでの待ち時間です。

• 送信トリガー文字 送信トリガー文字を入力した時点でパケット送信を行います。「最小データサイズ」を設定している場合は設定値に達するまではデータ内に送信トリガー文字が含まれていても送信は行いません。送信時は送信トリガー文字も同時に送信されます。送信トリガー文字を有効にする場合にはオプションビット 0x00000100 を設定してください。

• 最小データサイズ 最小のデータサイズを規定することにより、データの途中に含まれている送信トリガー文字によってパケットが分断されてしまう事を防ぎます。最小データTx Trigger min_bytesの値を1-80に設定すると、入力バイト数が指定のバイト数になるまで送信を保留します。0 に設定するとこの処理は行われません。

インタラクティブモードではUART modeをDに設定するとset Tx Triggerのメニューが表示されます。例えば0a,8,30と設定するとLFをトリガー文字にし、最小データは８バイト、30msのタイムアウトを設定します。

 m: set UART mode (D)
 k: set Tx Trigger (sep=0x0a, min_bytes=8 dly=30[ms])
 o: set option bits (0x00000100)

送信タイミング

• 送信タイムアウト処理が優先されます。

• 送信トリガー文字を有効にした場合、 最小データバイト数に到達前のトリガー文字は無視され、最小バイト数以上かつトリガー文字が入力された時点で送信となります。

• 送信トリガー文字を無効にした場合、 最小データバイト数に到達した時点で送信となります。

送信元の判別

• 複数のノードから送信された場合、どのノードから送信されたかを判別する場合は、送信データに送信元情報を含めてください。

• データはパケット単位で出力されますので、データ単位を80バイト以内で送信している場合は複数のノードからのデータが途中で混ざることはありません。

中継機能

通信距離が足りない場合や障害物があって通信できない場合に中継機を使用することで通信距離を延長したり通信範囲を拡張することが期待できます。

中継機能を持った端末は受信したパケットをそのまま送信します。

設定方法

M2ピンをGNDに接続すると1ホップの中継機能が設定されます。インタラクティブモードで１ホップ以上の中継機能の設定もできます。

中継機能を使用する場合はインタラクティブモードで”r”を入力し、set Roleの値を1～3に設定してください。初期値は0です。

r: set Role (0x0)

1～3は最大中継回数です。0を設定すると中継しません。中継機は受信したパケットをそのまま送信します。中継回数が指定数になるまで中継を繰り返します。

※ 設定は子機のみに有効です。 ※ 中継機の配置や数によっては多数の複製パケットが乱造され通信が不安定になる場合がありますのでご注意ください。

設定例

図のようなネットワーク構成にする場合は赤色の端末のRoleを０に青色の端末のRoleを３に設定してください。

青色の端末は最大3ホップの中継機能を持ちます。よって、赤色の端末の間に最大３台の中継端末を入れることができます。

中継機能を持つ端末の通信範囲内に他の端末がある場合は同様に中継します。

チャットモードでは、プロンプトの表示とエコーバック（自身が入力した文字が端末にも表示される）が行われます。全ての無線端末は子機の設定とします。電波到達範囲の全ての端末にメッセージが伝達され複数の端末でチャットできます。

親子関係は無く複数の端末間で通信できますが、宛先の指定はできずデータはブロードキャストで全ての端末に伝達されます。アスキーデータのみでバイナリデータは送れません。（0x00-0x1F, 0x7F は送信不可）

中継は最大３段（３ホップ）まで対応しています。初期設定では中継はしません。中継機能を使用する場合はインタラクティブモードにて設定が必要です。

チャットモードはインタラクティブモードにてUARTモード（m）をCに設定します。（初期設定はチャットモード）

使用例

MONOSTICK-モノスティックをパソコンやスマートフォン、タブレット端末のUSBポートに接続することで複数の端末同士でテキストチャットをすることができます。

送信可能文字数

• 1パケットの最大データ数は80バイトです。

• 送信データサイズは本文のバイト数＋ハンドル名のバイト数です。

• 送信可能な最大送信バイト数は640バイトです。80バイト以上の場合は複数パケットに分割され送信されます。

書式

チャットモードの書式は単純です。入力はプロンプト先頭から始まり改行文字で終端となります。

• {本文(0x0-0x1F,0x7F以外)}[CRまたはLF]

表示

プロンプト

プロンプトはモジュール（またはハンドル）名と、発言の続き番号が表示されます。

• {モジュールのアドレス８桁}:{続き番号 0-255}> 例: 86300001:0>

• {ハンドル名}:{続き番号 0-255}> 例: モノワイヤレス:2>

入力中のエラーメッセージなど

• (err), (canceled) など () 書きのメッセージが出ます。

出力メッセージ

出力メッセージはプロンプト同様、モジュールアドレス（またはハンドル名）と、発言番号の後、本文が出力されます。

• {モジュールのアドレス８桁}:{続き番号 0-255}> 例: [86300038:5] Hello!

• {ハンドル名}:{続き番号 0-255}> 例: [モノワイヤレス:2] こんにちわ

プロンプト上での操作

プロンプト上ではいくつかの制御コマンドを使用できます。

• Ctrl+L ⇒ 画面のクリア（画面消去エスケープシーケンス対応のターミナル）

• Ctrl+C ⇒ 入力のキャンセル

• BS/DEL ⇒ 入力バッファを１バイト戻し、画面に Ctrl+H を出力します（対応ターミナルの場合、カーソルが１文字左に移動します）

中継機能の説明

通信距離が足りない場合や障害物があって通信できない場合に中継機を使用することで通信距離を延長したり通信範囲を拡張することが期待できます。

中継機能を持った端末は受信したパケットをそのまま送信します。

設定方法

M2ピンをGNDに接続すると1ホップの中継機能が設定されます。インタラクティブモードで１ホップ以上の中継機能の設定もできます。

中継機能を使用する場合はインタラクティブモードで”r”を入力し、set Roleの値を1～3に設定してください。初期値は0です。

1～3は最大中継回数です。0を設定すると中継しません。中継機は受信したパケットをそのまま送信します。中継回数が指定数になるまで中継を繰り返します。

※ 設定は子機のみに有効です。 ※ 中継機の配置や数によっては多数の複製パケットが乱造され通信が不安定になる場合がありますのでご注意ください。

設定例

図のようなネットワーク構成にする場合は赤色の端末のRoleを０に青色の端末のRoleを３に設定してください。

青色の端末は最大3ホップの中継機能を持ちます。よって、赤色の端末の間に最大３台の中継端末を入れることができます。

中継機能を持つ端末の通信範囲内に他の端末がある場合は同様に中継します。

カスタムデフォルト

ファームウェアバイナリに設定情報を付記した設定済みファームウェアバイナリが利用できます。例えば、ボーレートを最初から設定したファームウェアを作成しておけば、毎回インタラクティブモードなどで設定する必要がなくなります。

UART バッファサイズ

UART の入力バッファは、入力側が 4KB、出力側が 4KB 確保しています。UARTを２系統出力させる場合は、各系統ごとに 入力 2KB、出力 2KB を利用します。

書式モードやチャットモードでは１系列単位で送信を行うためバッファのサイズを意識する場面は多くありませんが、透過モードなどで連続的に系列を投入する場合、書式モードであっても多数の系列を一度に投入する場合は、このバッファを上限として入力されます。出力についても、ボーレートが遅いにもかかわらずこれ以上の無線パケットが伝送されると、UART 出力が間に合わなくなります。

バッファの上限を超えた場合は、その境界でのデータは保護されません。データ抜けが発生します。特に入力側では後述のフロー制御ピンを参照することを検討してください。

UART のフロー制御について

入力側のフロー制御について RTS ピン同様の振る舞いをするように実装しています。使用するピンは DIO5 で、監視対象は主UARTポート(UART0)です。入力受付不可時は Hi、入力可能時は Lo となります。出力側のフロー制御には対応しませんので、受信側では十分なボーレートと処理速度を準備してください。

• 電源投入、リセット直後は Hi で、UART が初期化されると Lo になります。

• UART の入力バッファが 7/8 を超えたときに Hi になり、下回ると Lo になります。

• 透過モード(D)では、パケット送信中は Hi になります。

通信エラー対策

インタラクティブモードでアプリの詳細設定を行うことができます。

ここではシリアル通信アプリ（App_Uart）固有の機能を説明します。共通機能については、インタラクティブモード（共通機能） を参照してください。

インタラクティブモードに入ると以下の画面が表示されます。

--- CONFIG/TWE UART APP V1-04-5/SID=0x82018ca0/LID=0x78 -- ---
 a: set Application ID (0x67720103)
 i: set Device ID (120=0x78)
 c: set Channels (18)
 x: set RF Conf (3)
 r: set Role (0x0)
 l: set Layer (0x1)
 b: set UART baud (38400)
 B: set UART option (8N1)
 m: set UART mode (E)
 k: set Tx Trigger (sep=0x0d0a, min_bytes=0 dly=0[ms])
 h: set header format [;U;%t;%i;0x%A;%q;%s;<*>;%X;\n]
 C: set crypt mode (0)
 o: set option bits (0x00000100)
---
 S: save Configuration
 R: reset to Defaults

設定コマンド一覧

オプションビットの設定

オプションビット設定値を各ビットごとに解説します。

中継機の設定

通信距離が足りない場合や障害物があって通信できない場合に中継機を使用することで通信距離を延長したり通信範囲を拡張することが期待できます。

中継機能を持った端末は受信したパケットをそのまま送信します。

設定方法

中継機能を使用する場合はインタラクティブモードで”r”を入力し、set Roleの値を1～3に設定してください。初期値は0です。

r: set Role (0x0)

1～3は最大中継回数です。0を設定すると中継しません。中継機は受信したパケットをそのまま送信します。中継回数が指定数になるまで中継を繰り返します。

※ 設定は子機のみに有効です。 ※ 中継機の配置や数によっては多数の複製パケットが乱造され通信が不安定になる場合がありますのでご注意ください。

設定例

図のようなネットワーク構成にする場合は赤色の端末のRoleを０に青色の端末のRoleを３に設定してください。

青色の端末は最大3ホップの中継機能を持ちます。よって、赤色の端末の間に最大３台の中継端末を入れることができます。

中継機能を持つ端末の通信範囲内に他の端末がある場合は同様に中継します。

設定の初期化

設定内容によっては、操作が困難になる場合があります。(ボーレートを設定したが、ターミナルソフトが対応しないボーレートだった等）その場合は以下の方法で初期化してください。

• 別のアプリを改めて書き込み、そのアプリ上で初期化操作を行う 。（インタラクティブモードで 'R' キーを押して、次に 'S' キーを押すと初期化します）