マイ クロコンピュータ制御の視標提示装置

8墨
福島大学運科譲告33畢（i認3）
マイクロコンヒ属一タ翻御の視標提示装置
早飯霧夫・高橋正則＊
（欝雛奪§欝欝黛 受理）
0嚢癒e Dev茎ce｛｛｝ごP驚se継童登g撫e V量s総璽丁農rgets
C餓tr磁ε嬢by Mlαoco盤嚢滋er
Ak量G嚢AYASAKA，鋼［3s繰0で墨TAKA難AS彊毒
βε舞舞耀短厩窺躍露癬ε曙魏2ε離島翫耀麹夢E惚δ漉。鍬
E翻然葱耀ひ％露2癖離F醜欝編耀，ノ砂薦
虞ε結露躍10sε〆ε卿垂概歪タ83／
丁蝕e繍一cost擁cr曜oceSS醗a磁孟無縫r｛acec晦3τe，C膿e慮y，t襲etwOV醸e董ec童懸量C
β醸s蜘ダ。欝t圭聡t簸εs灘a臨櫨at・理a櫨臓at至含益董。油e三脚臨e撫重婚轟。撤夢e曲ε鍵s・
As t艶e磁嘆猿》面ct o｛t短Sでes琶叙C難，we ca盤e翼｝韓癒t蓑e《茎ev董ce w娠C盤量S曲S重≦華e〈重縫
βrese薮猿gt雄琴e走SV董S鞭a肇蓋y墨登騰ev融alex鐸豊艶e蝕tsre瞬撫奮膿aSS醸段・丁無量S緯脚r
慮ers翫εδeSα騨0簸G重t蓋eelec走τ磁CdギC磁sys童e欝・重t憾S畿v圭cea賊0醗聯至重cat糠
雛倉蟹a搬蓄or o脚r展翅露量t．
緒
麟
筆者らは照弱に灘謬る適藍照度を再験討する曇的で，視作業能率（Vl鎌雄丁最甑駐e疲艇灘鍛ce）
についての藩究重鶏を行っているが，人閥の感覚を講鷹鰐象とするこの種の瞬究では大量のデー
タの叡集とその難選が不可欠である。このため，小幾摸の醗究室といえども廿ンどユータを積極
的に利得してLA乾をしていくことボ必要となってきている。近年の築積灘鶏製造業徳はマイク
舜コンピュータで硬稽するCPU，衰OM，裂A越およびインターフェース等のLS至，醗綴の性能を
著しく梅上させると共に低懸緒を実現している。このことによって，大学等の醗究室においても
マイクロコンピュータを穂矯した欝灘・麟御システム解箆較的篶単に購成でぎるようになった。そ
こで筆者らは視覚実験において視標を霞動的に提示し，量つその条件を蕉確に設定でぎる視標提
示装置をヤスチッピングモータとマイクβコンピュータを耳窪いて試作した。本：装置を牽彗舞窪するこ
とによって筆老らの実験は大纏に，省力化されたので，その電子露i酪と麟郷プログラムについて馨
告する。
毒 坂尤中学校，賞薮難
ホ S3藍屋灘oto｝蟹糞垂or賢妻琶｝産Sc簸G｛漣，M至y窪窪墨P罫e蚕ec走簸r登
82
早坂・轟橋：マイク環コンピュータ髄御の視標擾承装置
装置の構繊と動作
撹標擾承装置の重要な猛様は異なる擁標を
設定された蒔閤で歪確に昼つ，連続麟に礎示
でぎることである。本装1豊で葦まうンドノレト氏
環を視穣として購い，その鋳れ醤の位置と提
示のためのシャッターの動作はそれぞれス
テッピングモータで髄御される。視標講娠と
シャッター羽擾はそれぞれ養醗百態なフラン
ジでステッピングモータの軸季こ取書替けられ
ておう第i緩の写真は，それらの魏置を示し
ている。第2懸はこれら二台のステッピング
モータを麟御するための鐵鶏システム権威遜
第i轡 撹擦羅綾とシャッター羽振
︸︵
︸墨
、ξ
影写
（き
7、
皿幾
譲琵多警護舞星羅各憂まコントローラカ蔦らのパノレス農書
嚢P、
猛 亜C C
“ ︶ノ 蚕
マブル・コントρ一うとして構いられている。
’﹁
革．
指
芝S
である。麟中，マイク・コンピュータ
C（）M茎〉0至3S／8馨（礬水電気㈱製）はプPグラ
態
号波形が歪んで動悸が不安定になるのを防比
第3鑓パルス分竃薦鶏
磁方式のものであウ，そのステップ角はi．8ツ
欄。
8S！8§
波難整形嚢雛
蛛@幅 鼎
糧擦鍵準溺s鍛
パルス
ｪ醗繕諮
趣動簗鶏
噸庵魅
蔭
牽 岳婁
電 源 囲 艶
産」
摩 1
披鰻整形嚢艶
き
葦
重
峯
、 匙
{5￥
華華
噴騰N鉛︵日釦、、
＋i2v
＋5v
ｉ２v
ノぐルス
分醗麟露
霜崩翼鞍
シャッター霧S擁
D．一」
第2図 システム講義醤
綾
タルモ一夕縫製・2CP蚤罫総5）は複合璽二縷励
き
︵
『董罫
で使灘されたステツピγグモータ（才華エン
褒野
藍 LC C
鍵悪露の部分は至Cチップ31を驚いた。本装麗
を藍
鼻
している。第3騒はパルス分醗欝鶴また第達
懸は駆動饗鶏のそれぞれの詳総鑓を示す。論
（製
83
福羅大学還稗鞍告33号（醜3〉
，
梶j董
＋5v 欝 丁嚢．2
汽 嬢
Rイκ
Ci
Q
灘
資2
@ 獄
衰3 丁罠2
M盛 嬢
Rイ∫レ
丁盆4
＋圭2灘
攣
長里
勲
良2
至｝玉
鶏 ぞ嚢．2
T 鱗
Rノ ぎi i 一
τ衰首玉
轍
Ci
ﾀ
殺4
黷a 餐i
良2
@ 亙｝i
Rや、
鶴 丁震．2
@ 響
丁盆4
貸
盆尋
ｯ2
第4麟駆箋鍵聖餐
パルスである。第5
鐵の写真は本装置の
内部を裏灘からみた
もので，左灘に蕪遠
の雷霆各墓i糎［と二二台の
ステツピソグモー
タ，；姦復褻こ電溝ミと冷
去聾稽フアンが藪i盤さ
れているのが見え
る．第鑓難まステッ
ピングモータ4｝の励
磁巻線（A耀，A穣，
B糧，β構）怒，パ
ルス分畿璽嚢｝に懇纐
された懸転矯｛善号
第5鐵 視標提示装置の内部
建Pによってどのよ
うに励磁されるかを
示している。本翻の
変
○○只
84
早坂・高峯喬：マイク躍コンビ蕊一タ審襲羅の室発重要差足薄曼装置
費P
♂
蕗
汽
遣○○
ノ
一義
一Uへ5
駐
％
8
∼B
第砦襲 2紹励磁方式みタイムチ学一ト
場合，歪逆揚足信号∫》Sが銀鱗Levε1なので正騒転方禽になるような励磁の顯厚となっている。
今，馨転子と露定子が第至パルスで麟のような饒置になったとすれば，次のパルスではβ旛巻線
が励磁され，睡転子は右方誇馨にi．8。麟転ずる。このようにステッピングモータの睡転の角度，方
陶，および速度はパルス分断懸鎌こi鋤舞する裂P信号のパルス数とパルス驚隔およびDS懸弩の
Leve論こよって鱗御される。RP彊弩と§S馨薄は機械語プβグラムによって差飛インタフェース
LSレμP盤255からパノレス分蔑懇鶏に購詰れる。蓼2弱から薩接駆動懸驚に嬢紛パルスを鋤羅
する方式もあるが．この饗合意御プ澱グラ
ムが複雑となる。本装置では魏御プβグラ
撫程愚窃毒＆醜悪魏魏至魏
野 野駈 磐墾欝欝 野
ムを容易にするため，ハード的に分蕎窶した．
鱗丁《
鷺翠s
鼓粥インタフェース8器5s瞬の秘鶏
鋤∼魏
第7醒に示すように，8255は三つめポー
ト（2A，費B，PC）に鰐慰する三つの誌難メ
そ婆一（メモ夢一アドレス：7（）鱒，？C鍵，
7C嚢2〉と各ポー卦の機能を設定するための
A套野麹ss
コン塾P一ノシレジスタCR（メモ夢心アビ
醗JS
レス：7C馨3）とを持っている。鍵い方は先
（〕盆
7C93
づポート機能を設定するために7C総番地
にコントP一ルワードを壽き込む，次に響
転驚パルス懲号と歪逆指建艦号のデータを
7C鍵番地（Aポートを戮力矯に選摂した場
8255
第7麟8255のレジスタ購成
8§
轟島大学箋塁零善報巻筆33号 （i§窓3）
合の薄慈メモジー）に諜き込む．パルス鱈号は7C醗番地の該当b圭tのLevelをLow贋1馨鉦LG轡
とするようなプPグラムで発生させる．第一表は本装置を動作さ醤るために驚いたコン麺一ル
ワづと7C艇番地に諜ぎ込むべぎデータとを醸単位のLe憾とi6進数表示麓よび欝進数と
で示している。
ステッピングモ一夕σ〉麟御プ雛グラム
第懸にステ．ビングモータを！肪無調藪さ量る場合の・焼ス1認発生機織語プPグラ粛
を示す。以下に葉分プ翼グラ
ム蓼こついて説1窮する。
翫
霧
銑
亙｝4
醗
参玉
魏
i6進表撒
篭
蓄
露
董
馨
窪
肇
潤[ド
ト （野A蓼∼PA7） のPA逢と
魅
懸
コントローrレ
lC難C縫∼CF懲珊：Aポー
総譜
PA2とを猛玉露Lεve鐸こして
パルスを立ち上がらせる。書
！登
幾
魏
馨
G
遺題驚表
葦
重
進．贋驚表
諺
懸
Oぐ自
嚢2
罐尋葦
馨
毒
馨
鶴4
§董
騒
琶馨養
§
舞馨
馨
日董猛
耗窓
一
GL
経董
2
§
藝§
麟
§
OL
磨
一i翼
鶴2
馨
董
筆
藝
馨
馨
§
奮
馨
騒
§
馨
毒
§
慧
§
馨
嚢 惑
囲く鎌
§
馨
馨
馨
野囲鉱
藩
§
翻
§
毒
蓉
§
馨
轟
窪
馨
遜
馨
嚢
馨 嚢
輩
斡く議
墨
馨
嚢
§
葦
坤く鎌
馨
蓼
馨
ｭ無
鏡く自
彗
§
欝自
Oく無
馨
9む
転遜逆
麟
o噸
○膏
ﾞ肇
一豊賢
転罎亘
裏 匂り叢⋮砥﹀キ偽
る暗闘丁勤を設定し，パルス
が後続するかどうかを霧藪す
醜
馨
GL
転纒逆
i菱よ1）〈｛纏縫〉となる。
しC欝。簸∼CF23瑚：PA縷
がLowLev纏を保持してい
簸
■垂蕪
転繕正
B、轄奪寒
はそのま玄でPA違をLow
Leve鋒こしてパルスを立ち下
げる。婁き込みデータは第一
翫
トく江
R重言盤L｛饗e董を保持している
時間丁9を設定。
［CFi79∼C罫iB蚤｛3：夏〉A2
幾
一＾蒙
転 薩螺 方
〔C婁iiR∼CF懇餐董：PA垂が
翫
繕号レベ鐵
き込みデータは第一表より
〈董4縫〉となる。
る。TgとTLを変えること
によって鱗転速慶を擬御でき
るが，鐙かすぎる丁焦TLは 臨
不靉靆な毯転や繕転不能の原
獲となるので淫意しなければ
茎．爵
ならない。丁雛とTしの纏は
プログラム申該当する部分の
1“｝丁琶
餐！濁するマイクロコンピュー
タに1よって異なるぶ，筆者等
C懸5
至3，32藝 cド｝董 醗￥至 c，輿葺至
c轡c
M￥l
豆｝。鱗｝墨
c｝擁7
翼籔“l
汽．鍵茎著 c麟3 1｝c衰 c
c糞￡
Mマ董
簸．零獲・｛
Cl燐彗
ST汽
c欝2聾
至）c｝∼
c錐c
慧￥l
c欝聖
欝z
c野戴
s“蓋■携
7c鰭｝l c董彗4 3繋詫 cF三3難
汽．擬董 cぎ至7 躍マl A．鍵蕪
7c鋤釜｛ c韓§ sT、蒐 7c綴懇
c舞4
c麓5
鯵c｝∼
c
鐸z
C聡戴｝至
c｝72駐
∫）c登
c蓑29
舞z
C鱗C謎
の縫離した機種では駐、銘
μsec！ステートであった8》。ス
テッピングモータの繕転角度
第8露 パルス発生プログラム
羅
る。iステート当参の時間は
刑
蟻、“誉
13
ステート数を撫減して淡足す
儂
C碧2麟蓋
8谷
甲板・農橋ニマイクβコンピュータ髄舞の視標饗翠装愛
はICF薦珊のBレジスタヘの霧き込みデータで設定す
る。本プPグラムのデータ〈32熱〉（欝進数で5紛は遜転
子を9奪麟転させるための数値を表わしている。第9霞
はシャッターの墾覇暗闘を設定する機械語プ鐸グラムを
示す。本プ・グラムは視療を隠しているシャッター灘根
を護ぎ左凝転させ，携藤を提示し，次に一定の待ち時間を
3
尋
経遍した後，シャヅタ一翼擾を薦。左懇転し，再び視標を
隠すものである。以下に認分プログラムの内容を言藝還す
斡欝2倉猛∼C欝駿琢ニコント騨一ルワード（欝進数表示
む。
［C欝3§疑∼CF§A珊：2§パルスが発生し，シ牽ヅター羽
鋳闘の設定データはプログラムのステー整数よう計算し
て，D，R，Cレジスタにそれぞれ霧ぎ込まれる。
要》c農
璽v董
灘z
置，醗奎至
c騰4
c警7
C麹董｝銭
暮。盆
。舞尋
蟻￥1
騒，至催至
CF5客
C鮮麗
鱗￥l
舞2
A，翻｝｛
C欝5慧
｛）c建
。罫灘
sτ汽
7c醗茎至
。罫’§〔〕
。罫3駐
豊熟“至
c欝誹
鋸z
寛、総懸
。欝31、》
sT尭
7c騨餐
Cド4窮
M闘
。．鱗縫
。瞬2
至、罵盆
c
c董‡43
鐸z
c欝42鎚
。罫嚇
。欝溺髪
CF74蕪
聾銭篠
董）、鍵｝蕃
。総｝
灘マ亜
｝｛．認鐸
c駕3
鍍￥至
。，嘗糞垂
c拠轟
倉。梨
c
郷z
c縄筋至
C F4春
鍵v｝
汽、鰯4
CF磁
。婁繋
sぞ盛
7c鰍誕
。薯篠妄う
醗￥歪
選z
至》，軽羅至
。韓A
c膿む
。縫至｝
讐￥董
経、3翼難
（〕欝狂
翌）c嚢
探z
。黙玉｝董
CF揮
。｝ン7至
∫醗｝
。舞4銭
。ド5鉾
羅z
。ヂ74
員盆丁
鷲
ジャンプし，C驚C｝至の趨走プρグラムで終了する。停疵
。｝惟3
C穿響藍
◎c嚢
C欝鍛金
雛
た鋳闘だけ保持する。その後プログラムはCF誕翼に
A，＄暮暮
7c鋒3｝蓋
難
根は鱈童露転ずる。
［C葛F琶∼C欝3璃：シャヅター懇根の停昆を設定され
雛、“l
s？直
難
ために馨レジスタにく婚R〉（欝進数表示で25）を書き込
CF饗）
c｝捻髭
欝
で〈88疑〉）を7C紹番地に青き込む．
lC欝3嘘簸∼CF35R3：シャッター事1桜を嘆5燦鐸転させる
駐
る。
鯵。盆
第9籔 シャッター一麟御プPグラム
裡覚実験のためのプ霞グラム
筆者等は本装置を鳶劾に活離するために，視力灘定離プPグラム野1と単純な視襲業の能率灘定
罵プ瞬グラムを作成した。書鱗彗は円癒iの鍔濁上に寸法および窮れ馨の佳麗の異なるランドノレ卦氏
覆を酸した視標を又，後者は霧板の中心に一懸のランドルト氏環を蟹したものをそれぞれ麟御す
るプPグラムにである。ここでは実験データ駿集に威力を発揮した後考のプログラムついて鞍魯
する。第欝馨（a），（紡歩（⇔，韓擁まこのプPグラムの流れ錘である。本プログラムの特徴を以下に遠
べる。主プPグラムはベーシヅク言語を，父ステッピングモータ鍵御とランドルト氏覆劣れ馨の
位置をC衰丁に旛く講プρグラムは歪確な鋳鵜で且つ高遠に実行でぎる機織藷を驚いてそれぞれ
書かれている。機械語プ・グラムが必要とするデータは主プ算グラムから費OK露文で霧ぎ込蚕れ
る。ラソドルト氏潔の劣れ欝の位置iはマイクρコンピュータの発生蔑数によって設定されている
ので，視標擬示に客観性をもたせることがでぎる。実験において被験者の確答の琵誤を実験岩が
実際の視標を晃ないで覇藪でぎるように，提示されているランドルト氏環の認れ馨の位置がモニ
ターC装丁に懸的に表示される。本プ簿グラムの実行時闘は規模の縫示躍数にもよるが，騰罎の縫
示でデータ越運と結果のプ夢ントアウトの蒋縫を含めて平均3分であった。
87
藤島大学至里季千幸褻告33号 （童§＄3）
！a／
STA盆丁
欝蓼
被験者の
データ入力
被験者のデータ
視標，シャッター
CF75簸
CF霞薮
基準位置設定
32§
視標の
データ入力
算遷
計難
視標のデータ
奮
第鱒綴
襲弊業縫率灘定律プ窟グラムのフ韓一チャート
認
幕板‘薦1橋ニマイク霞コソヒfユータ韓叢徳彗の観毒嚢垂是ラ糞装1量
薩
鰻
36i
輝綾の
データ入力
鰯
動作位選
ccoo｝至
確認繕図
C狂FOR
醜数の発生
分 轟支
1
2
3 4
5
6
7
8
図の書換
視繧鍾羅の
墜転移動
騒の書換
CFOO餐
CF7蓬賛
8§
福島大学覆稗報告33畢（懲総）
2
（φ
甯ｱ者の慈答
藍讐か∼
Yεs
メB
計 算
計 算
ﾋ 理
z 理
図の書換
3366
テスト
@ 翼む
I卑｝か
@？
@ Yεs
テストの結果
@ 3
鱒
幕板・蔑橋1マイクロコンピュータ舗舞の観漂擾示装置
3
麟
メニュー
To3§i
輝度を
変えるか？
N§
To欝巷
被験者
Yes
変えるか？
翼む
フ1卸ソカー
データ入力
フ1タッカーデータ
TG32§
Yes
撹標を
変えるか？
翼o
E N O
Yes
蔑島大学鐵群鞭告器葺（1弼3）
結
髄
麟
人間の感覚を麟象とする実験において，一般にその譲験者に．長蒔闘の生蓬的疲労を与えること
はデータの等質性の点からいって望ましくない。このことよう，筆妾らが試作した醗標提示装置
は視覚実験にとって非常に鳶驚な装置であむ又，プ躍グラムの変更によって，色々な提示条件に
濾するデータ淡取集できるのでコストパホーマンスの蕎い装置でもある。今後，多くの醗究者，鼓
備考幸こよる様々なLAの実擁護懇力∼報告されることを難縛した裕・。最重菱に，奉祝馨彗是示装置の試鐸
醸究に多大な御緩霧をくだされた奉学電気工学・松本友豊教授に深く感謝いたし震す。
﹃︶一﹀﹃﹀﹃ナ㍉ノ、ノ︶、．ノ“︶
茎23達567き9
参考文献
早坂覇夷，栓塞友蓬：紹瀦灘年度電気幾係学会東靴支離連合大会講演論文集，2欝護3（婚磁）
皐壌瞬夫，栓塞友銑：曜隷絡年度電気墾係学会棄詫支鋸連合大会講漢論文集，2鈴23（欝83）
Texas董麟r灘e魏s撰C．：丁紮e議麟簾D逡醸至親ε郷te6Clダ。瞭s亙｝齪aβoO鼓．F｝rs臣盛t嬢（i粥）
オづエンタノレモータ㈱二披講費牽些ステッピングモ一夕一編（i）（王§7§）
単』松警二，蒼藤 韓鍬畿解マイコンのインタフェース オーム透破｛冨｛｝）
謡本電気繍：TK凝2綴読響諜（獅8）
吉本久奉ニエンジニアのための絵ときマイクβコンピュータ オーム社1（欝マ8）
難竃電気㈱：CO鱗茎｝G碧S！総ユーザーズ・マニアル麗灘一63？，（欝簿）
皐藪墾夫，轟橋蓬羅：第器懇霞嵐産業披徳教膏学会年次大会予稿集，23謄ほg82）