ラズパイPicoの機能をフル活用！ シーケンサ基板の使い方

from machine import Pin  # 入出力モジュールを準備

# 入力ピン設定
sw = Pin(6, Pin.IN, Pin.PULL_UP)  # スイッチのピン番号を指定してswとして入力設定（プルアップ）

# 出力ピン設定
led0 = Pin("LED", Pin.OUT)  # 本体LEDピンをledとして出力に設定
led1 = Pin(18, Pin.OUT)     # 外部LEDのピン番号を指定してledとして出力設定

# メイン処理 ---------------------------------------------------------
while True:  # ずっと繰り返し
    led0.value(1)  #  本体LEDを点灯
    if sw.value() == 0:  # スイッチが押されていたら
        led1.value(1)    # LEDを点灯
    else:                # スイッチが押されてい なければ
        led1.value(0)    # LEDを消灯

# Thonnyの「パッケージ管理」からssd1306で検索して「micropython-ssd1306」をインストールしておく

from machine import I2C  # I2C制御用モジュールを準備
import ssd1306  # 液晶表示器用ライブラリを使用
import time     # タイマーモジュールを準備

# I2C設定
i2c = I2C(1, sda=2, scl=3)  # (I2C識別ID 0or1, SDA, SCL)

# 使用するSSD1306のアドレスを取得して表示（通常は0x3C）
addr = i2c.scan()
print("OLED I2C Address :" + hex(addr[0]))

# ディスプレイ設定（幅, 高さ, 通信仕様）
display = ssd1306.SSD1306_I2C(128, 64, i2c)

# メイン処理　---------------------------------------------------------
while True:  # ずっと繰り返し
    display.fill(0) # 画面表示初期化

    # 文字表示（"表示内容", x座標, y座標, 色, フォント）
    display.text("OLED SSD1306", 17, 0, True)
    display.text("Hello!!", 37, 36, True)
    # 線の描画（始点x, 始点y, 終点x, 終点, 色）
    display.line(0, 9, 128, 9, True)
    # 四角の描画（x座標, y座標, 幅, 高さ, 色）
    display.rect(5, 20, 118, 40, True)

    display.show()  # 画面表示実行
    time.sleep(0.5) # 待ち時間

# Thonnyの「パッケージ管理」からssd1306で検索して「micropython-ssd1306」をインストールしておく

from machine import Pin, ADC, I2C  # 使用する制御用モジュールを準備
import ssd1306  # 液晶表示器用ライブラリを使用
import time     # タイマーモジュールを準備

# I2C設定
i2c = I2C(1, sda=2, scl=3)  # (I2C識別ID 0or1, SDA, SCL)

# 使用するSSD1306のアドレスを取得して表示（通常は0x3C）
addr = i2c.scan()
print("OLED I2C Address :" + hex(addr[0]))

# ディスプレイ設定（幅, 高さ, 通信仕様）
display = ssd1306.SSD1306_I2C(128, 64, i2c)

# アナログ入力ピン設定
adc1 = ADC(27)  # ADC1:アナログ入力(A0)の端子番号27を設定
adc2 = ADC(28)  # ADC2:アナログ入力(A1)の端子番号28を設定

# メイン処理　---------------------------------------------------------
while True:  # ずっと繰り返し
    adc_val1 = 65535 - adc1.read_u16()    # アナログ入力(ADC)値1を取得
    adc_volt1 = (adc_val1 * 3.3) / 65535  # アナログ入力(ADC)値1を電圧(3.3V)に変換
    adc_val2 = 65535 - adc2.read_u16()    # アナログ入力(ADC)値2を取得
    adc_volt2 = (adc_val2 * 3.3) / 65535  # アナログ入力(ADC)値2を電圧(3.3V)に変換
    print("adc_val = {:5d}, {:5d}  adc_volt = {:5.2f}V, {:5.2f}V".format(adc_val1, adc_val2, adc_volt1, adc_volt2))  # 結果を表示する

    # 液晶画面表示内容設定
    display.fill(0)  # 表示内容消去
    display.text('Analog Input', 15, 0, True)  #　タイトル表示
    display.hline(0, 10, 128, True)  # 指定座標から横線
    display.text('ADC1 ={:6d}'.format(adc_val1), 17, 15, True)    #　アナログ入力1値表示
    display.text('VOLT1={:5.2f}'.format(adc_volt1), 17, 27, True) #　電圧1表示
    display.hline(10, 38, 108, True)  # 指定座標から横線
    display.text('ADC2 ={:6d}'.format(adc_val2), 17, 43, True)    #　アナログ入力2値表示
    display.text('VOLT2={:5.2f}'.format(adc_volt2), 17, 55, True) #　電圧2表示

    # 設定した内容の表示実行
    display.show()

    time.sleep(1.0)  # 待ち時間

if (x0 == True and x2 == False) or m0 == True:
    m0 = True
if x1 == True:
    m0 = False

if m0 == True:
    y0 = True
else:
    y0 = False

m0 = (x0 and not x2) or m0 if not x1 else False
y0 = m0

from machine import *  # 制御用モジュールを準備

# 本体LED(GP25)を出力設定
led = Pin("LED", Pin.OUT)

# INPUT:入力端子（x0〜x3）設定（プルアップ）
input_pins = [6, 7, 8, 9]  # 使用する入力端子を設定（リスト作成）
inputs = [Pin(pin, Pin.IN, Pin.PULL_UP) for pin in input_pins]

# OUTPUT:出力端子（y0〜y3）設定
output_pins = [18, 19, 20, 21]  # 使用する出力端子を設定（リスト作成）
outputs = [Pin(pin, Pin.OUT) for pin in output_pins]

# 初期化
x0 = x1 = x2 = x3 = False  # 入力接点（4点）
y0 = y1 = y2 = y3 = False  # 出力リレー（4点）
m0 = m1 = m2 = m3 = m4 = m5 = m6 = m7 = m8 = m9 = \
m10 = m11 = m12 = m13 = m14 = m15 = m16 = m17 = m18 = m19 = False  # 補助リレー（20点）

# メイン処理 ---------------------------------------------------------------
while True:  # ずっと繰り返し
    # 入力状態スキャン
    x0, x1, x2, x3 = not inputs[0].value(), not inputs[1].value(), not inputs[2].value(), not inputs[3].value()

    # ************* シーケンス処理（ラダーから変換） *************
    '''
    # a接点、b接点 *********************
        x0
      --| |------------------( y0 )--
        x0
      --|/|------------------( y1 )--
    '''
    # Pythonへ変換（基本ラダー例）
    y0 = x0
    y1 = not x0

    '''
    # AND、OR *************************
        x0    x1
      --| |---| |------------( y2 )--
        x2
      --| |-┬----------------( y3 )--
        x3  |
      --| |-┘
    '''
    y2 = x0 and x1
    y3 = x2 or x3

    # 本体LED 点灯
    led.value(True)

    # ************* シーケンス処理 ここまで *************

    # 出力実行
    outputs[0].value(y0)
    outputs[1].value(y1)
    outputs[2].value(y2)
    outputs[3].value(y3)

#タイマON／OFF状態格納変数
t0 = t1 = t2 = t3 = t4 = t5 = t6 = t7 = t8 = t9 = False  # タイマ（10点）

# タイマ割り込み間隔設定(ms)
PERIOD = 100

# 汎用タイマ初期設定
timer_start = [False] * 10          # タイマカウント開始信号
TIM_SET = [0] * len(timer_start)    # タイマカウント値設定用初期値0(x100ms)
time_value = [0] * len(timer_start) # タイマカウント現在値格納用

# インターバルタイマ初期設定
TIM_INTERVAL0 = 5  # インターバルタイマON／OFF間隔(x0.1s)
tim_interval0 = 0  # インターバルタイマカウント現在値格納用
flicker = False    # フリッカON／OFF出力用

# タイマー割り込み発生時実行関数 ----------------------------------------------
def timer_callback(timer):
    # グローバル変数を宣言
    global TIM_INTERVAL0, tim_interval0, flicker
    global timer_start, time_value

    # 汎用タイマカウント処理
    t_values = []  # タイマのON／OFF結果を保持するリストを準備

    # 汎用タイマカウント（汎用タイマの数だけループ）
    for i in range(len(timer_start)):
        if timer_start[i] and time_value[i] < TIM_SET[i]:  # カウント条件ONでカウント値が設定値より小さければ
            time_value[i] += 1                             # タイマカウント+1
            #print("T{} = {}".format(i, time_value[i]))
        t_values.append(time_value[i] == TIM_SET[i])       # タイマカウントが完了したかを確認しON／OFF結果を格納
        time_value[i] = 0 if not timer_start[i] else time_value[i]  # カウント条件OFFなら初期化

    # 汎用タイマのON／OFF結果をタイマ変数に設定（汎用タイマの数だけループ）
    for i, value in enumerate(t_values):
        globals()[f"t{i}"] = value

    # インターバルタイマ（フリッカ）
    if not flicker:  # インターバルOFFならカウントアップ
        tim_interval0 += 1
        flicker = (tim_interval0 == TIM_INTERVAL0)  # カウントMAXでインターバルOFF
    else:            # インターバルONならカウントダウン
        tim_interval0 -= 1
        flicker = not (tim_interval0 == 0)  # カウントMAXでインターバルOFF

# タイマー割り込み設定（間隔, モード, コールバック関数）
timer = Timer()  # タイマーオブジェクトを作成
timer.init(period=PERIOD, mode=Timer.PERIODIC, callback=timer_callback)

'''
# T0 タイマ例 ****************************
    x2     t0
  --| |-┬-|/|-┬----------( m1 )--
    m1  |     | 
  --| |-┘     └--------(t0 K20)--
    m1
  --| |------------------( y1 )--
'''
# Pythonへ変換（T0 タイマ例）
m1 = x2 or m1 if not t0 else False
TIM_SET[0] = 20     # カウント時間設定(x0.1s)
timer_start[0] = m1 # タイマ0 のカウント条件として m1 を指定
y1 = m1

# カウンタークラス
class Counter:
    # インスタンス変数
    def __init__(self):
        self.c_state = [False] * 10  # カウンタ状態格納用（10点）
        self.cnt = [0] * 10  # カウンタカウント数保持用（10点）
    
    # カウント実行(self, カウント条件, カウンタ番号, カウント値)
    def counter(self, coil, num, value):
        """
        カウンタの値を1つ増やします。
        Args:
            coil (bool): カウント条件が満たされたかどうかを表すブール値
            num (int): カウンタの番号
            value (int): カウントする最大値
        Returns:
            bool: カウンタが指定の最大値に達した場合はTrue、それ以外の場合はFalse
        """
        if coil and not self.c_state[num] and self.cnt[0] < value:
            self.cnt[num] += 1
            self.c_state[num] = True
            print("C = ", self.cnt[num])
            if self.cnt[num] == value:
                print("C{} ON!".format(num))
                return True
        if not coil:  # カウント条件がOFFなら カウンタ状態をFalseへ
            self.c_state[num] = False
        return False
    
    # カウント現在値取得
    def get_counter_value(self, num):
        return self.cnt[num]
    
    # カウント数リセット
    def reset_counter(self, num):
        self.cnt[num] = 0

# -------------------------------------------------------------------
count = Counter()  # 呼び出し元のプラグラムでカウンタクラスのインスタンスを作成

if not c0:  # カウンタC0がOFFなら
    c0 = count.counter(x1, 0, 3)  # カウント実行関数呼び出し(カウント条件, カウンタ番号, カウント数)

counter_value = count.get_counter_value(0)  # カウンタC0のカウント現在値を取得

if x1:  # X1がONなら
    c0 = False  # カウンタC0をOFF
    count.reset_counter(0)  # カウンタC0のカウント数を0リセット

import _thread  # スレッド（並列動作）用モジュールを準備
from machine import Pin, I2C, ADC, Timer  # 制御用モジュールを準備
import ssd1306  # 液晶表示器用ライブラリ

# I2C設定
i2c1 = I2C(1, sda=2, scl=3)  # SSD1306用 (I2C識別ID 1, SDA, SCL)

# OLED 表示設定
i2c1_addr = i2c1.scan()[0]  # 使用するSSD1306のアドレスを取得して表示（通常は0x3C）
print("OLED I2C1 Address :" + hex(i2c1_addr))
display = ssd1306.SSD1306_I2C(128, 64, i2c1)  # ディスプレイ設定（幅, 高さ, 通信仕様）

# アナログ入力ピン設定
adc1 = ADC(27)  # アナログ入力(A0)の端子番号27を設定
# adc2 = ADC(28)  # アナログ入力(A1)の端子番号28を設定

# 本体LED(GP25)を出力設定
led = Pin(25, Pin.OUT)

# INPUT:入力端子（x0〜x3）設定（プルアップ）
input_pins = [6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17]  # 使用する入力端子を設定（リスト作成）
inputs = [Pin(pin, Pin.IN, Pin.PULL_UP) for pin in input_pins]

# OUTPUT:出力端子（y0〜y3）設定
output_pins = [18, 19, 20, 21, 22, 26]  # 使用する出力端子を設定（リスト作成）
outputs = [Pin(pin, Pin.OUT) for pin in output_pins]

# グルーバル変数初期化
x0 = x1 = x2 = x3 = x4 = x5 = x6 = x7 = x10 = x11 = x12 = x13 = False  # 入力接点（12点）
y0 = y1 = y2 = y3 = y4 = y5 = False  # 出力点数（6点）
m0 = m1 = m2 = m3 = m4 = m5 = m6 = m7 = m8 = m9 = \
m10 = m11 = m12 = m13 = m14 = m15 = m16 = m17 = m18 = m19 = False  # 補助リレー（20点）
t0 = t1 = t2 = t3 = t4 = t5 = t6 = t7 = t8 = t9 = False  # タイマ（10点）
c0 = c1 = c2 = c3 = c4 = c5 = c6 = c7 = c8 = c9 = False  # カウンタ（10点）

# タイマ割り込み間隔設定(ms)
PERIOD = 100

# 汎用タイマ初期設定
timer_start = [False] * 10          # タイマカウント開始信号
TIM_SET = [0] * len(timer_start)    # タイマカウント値設定用初期値0(x100ms)
time_value = [0] * len(timer_start) # タイマカウント現在値格納用

# 汎用カウンタ初期設定
count_value = [0] * 10 # タイマカウント現在値格納用
CNT_SET = [0] * len(count_value)

# インターバルタイマ初期設定
TIM_INTERVAL0 = 5  # インターバルタイマON／OFF間隔(x0.1s)
tim_interval0 = 0  # インターバルタイマカウント現在値格納用
flicker = False    # フリッカON／OFF出力用

# タイマー割り込み発生時実行関数 ----------------------------------------------
def timer_callback(timer):
    # グローバル変数を宣言
    global TIM_INTERVAL0, tim_interval0, flicker
    global timer_start, time_value

    # 汎用タイマカウント処理
    t_values = []  # タイマのON／OFF結果を保持するリストを準備

    # 汎用タイマカウント（汎用タイマの数だけループ）
    for i in range(len(timer_start)):
        if timer_start[i] and time_value[i] < TIM_SET[i]:  # カウント条件ONでカウント値が設定値より小さければ
            time_value[i] += 1                             # タイマカウント+1
            #print("T{} = {}".format(i, time_value[i]))
        t_values.append(time_value[i] == TIM_SET[i])       # タイマカウントが完了したかを確認しON／OFF結果を格納
        time_value[i] = 0 if not timer_start[i] else time_value[i]  # カウント条件OFFなら初期化

    # 汎用タイマのON／OFF結果をタイマ変数に設定（汎用タイマの数だけループ）
    for i, value in enumerate(t_values):
        globals()[f"t{i}"] = value

    # インターバルタイマ（フリッカ）
    if not flicker:  # インターバルOFFならカウントアップ
        tim_interval0 += 1
        flicker = (tim_interval0 == TIM_INTERVAL0)  # カウントMAXでインターバルOFF
    else:            # インターバルONならカウントダウン
        tim_interval0 -= 1
        flicker = not (tim_interval0 == 0)  # カウントMAXでインターバルOFF

# タイマー割り込み設定（間隔, モード, コールバック関数）
timer = Timer()  # タイマーオブジェクトを作成
timer.init(period=PERIOD, mode=Timer.PERIODIC, callback=timer_callback)

# カウンタ処理クラス ---------------------------------------------------------
class Counter:
    # インスタンス変数
    def __init__(self):
        self.c_state = [False] * 10  # カウンタ状態格納用（10点）
        self.cnt = [0] * 10  # カウンタカウント数保持用（10点）
    
    # カウント実行(self, カウント条件, カウンタ番号, カウント値)
    def counter(self, coil, num, value):
        """
        カウンタの値を1つ増やします。
        Args:
            coil (bool): カウント条件が満たされたかどうかを表すブール値
            num (int): カウンタの番号
            value (int): カウントする最大値
        Returns:
            bool: カウンタが指定の最大値に達した場合はTrue、それ以外の場合はFalse
        """
        if coil and not self.c_state[num] and self.cnt[0] < value:
            self.cnt[num] += 1
            self.c_state[num] = True
            print("C = ", self.cnt[num])
            if self.cnt[num] == value:
                print("C{} ON!".format(num))
                return True
        if not coil:  # カウント条件がOFFなら カウンタ状態をFalseへ
            self.c_state[num] = False
        return False
    
    # カウント現在値取得
    def get_counter_value(self, num):
        return self.cnt[num]
    
    # カウント数リセット
    def reset_counter(self, num):
        self.cnt[num] = 0

counter = Counter()  # カウンタのインスタンスを作成

# カウンタ処理関数 ----------------------------------------------------------
def count(coil, num, value):  #カウント処理 (カウント条件, カウンタ番号, カウント設定値)
    global count_value  # カウント現在値（液晶表示用）
    global CNT_SET      # カウント設定値（液晶表示用）

    CNT_SET[num] = value  # カウンタ設定値の取得(液晶表示用)
    result = counter.counter(coil, num, value)         # カウント結果の取得
    count_value[num] = counter.get_counter_value(num)  # カウント現在値の取得

    return result

def count_reset(num):  # カウントリセット処理
    global count_value  # カウント現在値（液晶表示用）
    
    count_value[num] = 0        # カウンタ0リセット（液晶表示用）
    counter.reset_counter(num)  # カウンタリセット(カウンタ番号)


# ラダー処理(Core0) ---------------------------------------------------------------
def ladder():
    global m0,m1,m2,m3,m4,m5,m6,m7,m8,m9,m10,m11,m12,m13,m14,m15,m16,m17,m18,m19
    global c0,c1,c2,c3,c4,c5,c6,c7,c8,c9
    while True:  # ずっと繰り返し
        # 入力状態スキャン
        x0, x1, x2, x3 = not inputs[0].value(), not inputs[1].value(), not inputs[2].value(), not inputs[3].value()
        x4, x5, x6, x7 = not inputs[4].value(), not inputs[5].value(), not inputs[6].value(), not inputs[7].value()
        x10, x11, x12, x13 = not inputs[8].value(), not inputs[9].value(), not inputs[10].value(), not inputs[11].value()

        # ************* シーケンス処理（ラダーから変換） *************
        '''
        # 自己保持動作確認 *************************
            x0    x1
          --| |-┬-|/|------------( m0 )--
            m0  |
          --| |-┘
            m0
          --| |------------------( y0 )--
        '''
        # Pythonへ変換（基本ラダー例）
        m0 = x0 or m0 if not x1 else False
        y0 = m0

        '''
        # T0 タイマ例 ****************************
            x2     t0
          --| |-┬-|/|-┬----------( m1 )--
            m1  |     | 
          --| |-┘     └--------(t0 K20)--
            m1
          --| |------------------( y1 )--
        '''
        # Pythonへ変換（T0 タイマ例）
        m1 = x2 or m1 if not t0 else False
        TIM_SET[0] = 20     # カウント時間設定(x0.1s)
        timer_start[0] = m1 # タイマ0 のカウント条件として m1 を指定
        y1 = m1

        '''
        # C0 カウンタ例 ****************************
            x3
          --| |---------------( c0 K3 )--
            x1
          --| |--------------( RST c0 )--
            x3    c0
          --| |---|/|------------( y2 )--
            c0  
          --| |------------------( y3 )--
        '''
        # Pythonへ変換（C0 カウンタ例）
        if not c0:  # カウント開始条件
            c0 = count(x3, 0, 3)  # (カウント条件, カウンタ番号, カウント設定値)
        if x1:  # カウンタリセット条件
            c0 = False
            count_reset(0)  # カウンタリセット(カウンタ番号)
        y2 = x3 and not c0
        y3 = c0

        # 本体LED動作（常時点滅、m0がONなら点灯）
        led_state = flicker or m0
        led.value(led_state)

        # ************* シーケンス処理 ここまで *************

        # 出力実行
        outputs[0].value(y0)
        outputs[1].value(y1)
        outputs[2].value(y2)
        outputs[3].value(y3)
    
# 補助機能処理 A/D変換、OLED表示(Core1) ----------------------------------------------------
def sub_function(t_set, t, c_set, c):
    CNT_DISP = 10  # ADC1更新間隔
    cnt_disp = CNT_DISP  # ADC1更新間隔初期化
    adc_volt1 = 0
    while True:  # ずっと繰り返し
        # 液晶画面表示内容設定
        display.fill(0)  # 表示内容消去

        # ADC表示
        cnt_disp -= 1  # カウント -1
        if cnt_disp == 0:  # ADC1値更新
            cnt_disp = CNT_DISP  # 更新間隔初期化
            adc_val1 = adc1.read_u16()    # アナログ入力(ADC)値1を取得
            adc_volt1 = (adc_val1 * 3.3) / 65535  # アナログ入力(ADC)値1を電圧(3.3V)に変換
        display.text('ADC1:{:5.2f}V'.format(adc_volt1), 5, 0, True) #　ADC1電圧表示
        display.hline(0, 10, 128, True)  # 指定座標から横線

        # タイマ表示    
        display.text('T0:{:3d} ({:d})'.format(t[0], t_set[0]), 5, 15, True)
        display.text('T1:{:3d} ({:d})'.format(t[1], t_set[1]), 5, 27, True)
        display.hline(0, 38, 128, True)

        # カウンタ表示
        display.text('C0:{:3d} ({:d})'.format(c[0], c_set[0]), 5, 43, True)
        display.text('C1:{:3d} ({:d})'.format(c[1], c_set[1]), 5, 55, True)
        # 設定した内容の表示実行
        display.show()

_thread.start_new_thread(sub_function, (TIM_SET, time_value, CNT_SET, count_value))  # Core1処理
ladder()  # Core0処理