Arduino: IIC 通信

📁 ファイル構成

IIC_Voice/
├── IIC_Voice.ino    # メインプログラム
├── bsp_iic.hpp         # ヘッダーファイル（アドレスと関数宣言）
├── bsp_iic.cpp         # 実装ファイル
└── README.md            # 本チュートリアル

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🔌 ハードウェア接続

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🔧 ビルドとアップロード

ステップ 1：Arduino IDE を開く

1. IIC_Voice.ino ファイルを開く

2. お使いの開発ボードの型番を選択する（例：Arduino Uno）

3. 対応するシリアルポートを選択する

ステップ 2：ビルドとアップロード

1. ✔️ ボタンをクリックしてビルド

2. ➡️ ボタンをクリックして開発ボードにアップロード

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📡 シリアルポートテスト

Arduino IDE のシリアルモニタを開く

• ボーレート：115200

• 終端文字：なし

期待される出力

電源投入後に以下のように表示されるはずです：

IIC Voice Module Initialized

モジュールにウェイクワードとコマンドワードを話しかけると、対応する ID が出力されます：

ID: 1
ID: 2
ID: 10

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📚 レジスタマップ

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📚 BSP インターフェースの説明

IIC_Init()

void IIC_Init(void);

機能：I2C バスを初期化する

例：

void setup() {
  IIC_Init();
}

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IIC_ReadCommand()

int IIC_ReadCommand(void);

機能：音声モジュールが認識したコマンド ID を読み取る

戻り値：

• 0 - コマンドが認識されていない

• 1~254 - コマンド ID

• -1 - 通信エラー

例：

int id = IIC_ReadCommand();
if (id > 0) {
  Serial.print("识别到命令: ");
  Serial.println(id);
}

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IIC_SetPassiveVoice()

void IIC_SetPassiveVoice(uint8_t voiceID);

機能：パッシブ再生音声を設定する

パラメータ：

• 0x00 - パッシブ再生フレーズのタイプ

例：

IIC_SetPassiveVoice(0x00);
delay(200);

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IIC_SetFunctionVoice()

void IIC_SetFunctionVoice(uint8_t voiceID);

機能：機能ワードの再生音声を設定する

パラメータ：

• 0x00 - 機能ワード再生フレーズのタイプ

例：

IIC_SetFunctionVoice(0x00);
delay(200);

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IIC_SetCommandVoice()

void IIC_SetCommandVoice(uint8_t voiceID);

機能：コマンドワードの再生音声を設定する

パラメータ：

• 0x00 - コマンドワード再生フレーズのタイプ

例：

IIC_SetCommandVoice(0x00);
delay(200);

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🎯 メインプログラムのロジック説明

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  IIC_Init();

  Serial.println("IIC Voice Module Initialized");

  IIC_SetCommandVoice(0x00);  // 電源投入時にコマンドワードの音声を再生
  delay(200);
}

void loop() {
  int commandId = IIC_ReadCommand();

  if (commandId >= 0) {
    // 無効値をフィルタリングして重複出力を防止
    if (commandId != 0 && commandId != 255 && commandId != lastCommandId) {
      Serial.print("ID: ");
      Serial.println(commandId);
      lastCommandId = commandId;

      // 例: 認識したコマンドに応じて再生を制御
      if (commandId == 1) {
        IIC_SetCommandVoice(0x00);  // コマンド1 を認識したらコマンドワードの音声を再生
      } else if (commandId == 2) {
        IIC_SetCommandVoice(0x00);  // コマンド2 を認識したらコマンドワードの音声を再生
      }
    } else if (commandId == 0 || commandId == 255) {
      if (lastCommandId != 0) {
        lastCommandId = 0;  // 状態をリセット
      }
    }
  } else {
    Serial.println("IIC Read Error");
    delay(1000);
  }

  delay(50);
}

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🔍 よくある問題

Q1: シリアルに "IIC Read Error" しか表示されない

考えられる原因：

1. 配線ミス、接続されていない

2. モジュールに電源が入っていない

3. I2C アドレスが正しくない

解決方法：

• SDA/SCL が逆に接続されていないか確認する

• GND が共通接地されているか確認する

• 5V が正常に供給されているか確認する

• I2C スキャンプログラムでデバイスアドレスを確認する

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Q2: 何も出力されない

考えられる原因：

1. シリアルポートのボーレートが正しくない

2. モジュールがウェイクアップしていない

解決方法：

• シリアルポートのボーレートが 115200 であることを確認する

• 先にウェイクワードを言い、次にコマンドワードを言う

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Q3: "ID: 255" または "ID: 0" が出力される

説明： これは正常な現象です

• 0 = コマンドが認識されていない

• 255 = 新しいデータがない

コード内でこれらの値はすでにフィルタリングされているため、通常は出力されません。出力が見られる場合は、コードが反映されていないことを示します。

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💡 BSP アーキテクチャの利点

コードの階層化が明確

• bsp_iic.hpp - 宣言のみを見て、実装は見ない

• bsp_iic.cpp - 具体的な実装の詳細

• IIC_Voice.ino - ビジネスロジックのみを扱う

移植が容易

他のプラットフォーム（STM32、ESP32 など）に変更する場合、bsp_iic.cpp の実装を変更するだけでよく、メインプログラムを変更する必要はありません。

保守が容易

I2C 関連のコードの変更は bsp_iic.cpp 内だけで完結し、1 か所の変更で全体に反映されます。

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🚀 拡張機能の例

例 1：コマンドに応じて異なる再生をトリガーする

if (commandId == 1) {
  IIC_SetCommandVoice(0x00);      // コマンドワードを再生
} else if (commandId == 2) {
  IIC_SetFunctionVoice(0x00);     // 機能ワードを再生
} else if (commandId == 3) {
  IIC_SetPassiveVoice(0x00);      // パッシブ再生フレーズを再生
}

例 2：LED を制御する

if (commandId == 10) {
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);    // 消灯
  IIC_SetCommandVoice(0x00);     // 確認フレーズを再生
}

例 3：モーターを制御する

if (commandId == 11) {
  motor_stop();
  IIC_SetCommandVoice(0x00);     // 確認フレーズを再生
}

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