diagram.json

Line trace car simulator

line-tracing-sim.chip.json

line-tracing-sim.chip.c

#include "Wire.h"
#include "course.h"

#define I2C_ADDR 0x10

void setup()
{
  Wire.begin();
  //---------------------------------------
  Wire.beginTransmission (I2C_ADDR);
  Wire.write (0xff);  // send delimitter

  int blk_cnt   = sizeof (course) / 2;
  int data_size = blk_cnt * 2;

  // 座標データサイズを送信
  Wire.write ((byte*) &data_size, 2);
  Wire.endTransmission();  
  //---------------------------------------
  for (int i = 0; i < blk_cnt; i++) {

    Wire.beginTransmission (I2C_ADDR);
    Wire.write (course[i], 2);
    Wire.endTransmission();  
  }
  Wire.beginTransmission (I2C_ADDR);
  Wire.write (0xff);  // send delimitter
  Wire.endTransmission();  
}

void loop() {}


course.ino

// ラインブロックサイズ　15 × 15 画素

// ラインブロック表示位置（15 画素単位）
// 左上：{1, 40}　右上：{80, 40}
// 左下：{1,  1}  右下：{80,  1}

// コース定義
byte course[][2] = {

	{18,20},{ 3,20},{ 3,38},{20,38},{20,22},{0,0},
  {20,18},{20, 3},{40, 3},{40,18},        {0,0},
  {40,22},{40,38},{60,38},{60,22},        {0,0},
  {60,18},{60, 3},{78, 3},{78,20},{62,20},{0,0},
  {58,20},{42,20},                        {0,0},
  {38,20},{22,20},                        {0,0},
  {20,20},                                {0,0},
  {40,20},                                {0,0},
  {60,20},                                {0,0}
};

course_cross.h

// ライン幅　15 画素

// ライン端点  座標位置（15 画素単位）
// 左上：{1, 40}　右上：{80, 40}
// 左下：{1,  1}  右下：{80,  1}

// コース定義
byte course[][2] = {

  {3,3},{8,3},{8,8},{3,8}
};

course_mini.h

// ラインブロックサイズ　15 × 15 画素

// ラインブロック表示位置（15 画素単位）
// 左上：{1, 40}　右上：{80, 40}
// 左下：{1,  1}  右下：{80,  1}

// コース定義
byte course[][2] = {
  {18,36},{16,38},{7,38}, {4,35}, {3,19}, {6,16}, {15,16},{18,19},{19,34},{0,0},
	{6,35}, {5,19}, {0,0},
	{17,35},{16,19},{0,0},
  {20,35},{48,35},{50,33},{50,31},{48,29},{45,29},{0,0},
  {43,29},{40,32},{33,32},{30,29},{30,24},{33,21},{39,21},{42,18},{42,13},{39,10},{32,10},{29,13},{0,0},
	{32,29},{32,24},{0,0},
	{40,18},{40,13},{0,0},
  {27,13},{24,13},{22,11},{22,9}, {24,7}, {47,7}, {49,9}, {50,24},{52,26},{55,26},{0,0},
  {57,26},{64,26},{63,11},{0,0},
  {63,9}, {61,7}, {61,5}, {63,3}, {65,3}, {67,5}, {67,7}, {65,9}, {0,0},
  {65,11},{66,26},{73,26},{0,0},
  {75,26},{78,29},{78,31},{76,33},{74,33},{72,31},{72,29},{73,28},{0,0}
};

course_ost.h

// ラインブロックサイズ　15 × 15 画素

// ラインブロック表示位置（15 画素単位）
// 左上：{1, 40}　右上：{80, 40}
// 左下：{1,  1}  右下：{80,  1}

// コース定義
byte course[][2] = {

	{23,38},{58,38},{58 ,3},{23, 3}
};


course_rect.h

// ラインブロックサイズ　15 × 15 画素

// ラインブロック表示位置（15 画素単位）
// 左上：{1, 40}　右上：{80, 40}
// 左下：{1,  1}  右下：{80,  1}

// コース定義
byte course[][2] = {
  {41,38},{3,38}, {3,3},  {38,3},
  {38,33},{8,33}, {8,8},  {33,8},
  {33,28},{13,28},{13,13},{18,13},{0,0},
  
  {20,13},{28,13},{28,23},{18,23},{18,15},{0,0},
  
  {41,38},{78,38},{78,3}, {43,3},
  {43,33},{73,33},{73,8}, {48,8},
  {48,28},{68,28},{68,13},{63,13},{0,0},
  
  {61,13},{53,13},{53,23},{63,23},{63,15},{0,0}
};


course_spiral.h

// #include "course_blank.h"
// #include "course_rect.h"
// #include "course_mini.h"
 #include "course_mini2.h"
// #include "course_cross.h"
// #include "course_spiral.h"
// #include "course_ost.h"


course.h

// ライン幅　15 画素

// ライン端点  座標位置（15 画素単位）
// 左上：{1, 40}　右上：{80, 40}
// 左下：{1,  1}  右下：{80,  1}

// コース定義
byte course[][2] = {
  {3 , 3},{ 8, 3},{0,0},
  {10, 3},{10, 8},{0,0},
  {10,10},{ 5,10},{0,0},
  { 3,10},{ 3, 5},{0,0},
};

course_mini2.h

// ラインブロックサイズ　15 × 15 画素

// ラインブロック表示位置（15 画素単位）
// 左上：{1, 40}　右上：{80, 40}
// 左下：{1,  1}  右下：{80,  1}

// コース定義
byte course[][2] = {

	{40,20},{41,20},{0, 0}
};


course_blank.h

100 KHz generator

clkgen.chip.json

// Wokwi Custom Chip - For docs and examples see:
// https://docs.wokwi.com/chips-api/getting-started
//
// SPDX-License-Identifier: MIT
// Copyright 2023 

#include "wokwi-api.h"

static pin_t OUT;

static void chip_timer_event (void *user_data);

static uint32_t tm_usec = 0;
static uint32_t pin_out = LOW;

static uint32_t fall_usec = 5;  // μsec
static uint32_t rise_usec = 10; // μsec
//------------------------------
void chip_init() {

  OUT = pin_init ("OUT", OUTPUT);

  pin_write (OUT, pin_out);
  //-------------------------------------
  const timer_config_t timer_config = {
    .callback = chip_timer_event,
    .user_data = 0,
  };
  timer_t timer_id = timer_init (&timer_config);
  timer_start (timer_id, 1, true);
}
//------------------------------
static void chip_timer_event(void *user_data) {

  tm_usec += 1;

  if (tm_usec >= rise_usec) tm_usec = 0;
  //-----------------------------------------------
  if (tm_usec < fall_usec) pin_out = HIGH; 
  else                     pin_out = LOW; 

  pin_write (OUT, pin_out);
}
//-------------------------------------------------------------------


clkgen.chip.c

FPGA - Line Tracing

fpga.chip.json

//-------------------------------------------------
// FPGA Pwm Out
//-------------------------------------------------
module wokwi
  ( 
    input  CLK,     // クロック入力
    input  START,   // スタート入力
    input  SEN_L,   // ラインセンサー 左
    input  SEN_R,   // ラインセンサー 右
    output ROT_L,   // 回転方向（CW/CCW）左
    output ROT_R,   // 回転方向（CW/CCW）右
    output PWM_L,   // PWM 出力 左
    output PWM_R    // PWM 出力 右 
  );

  // ライントレーシング動作
  line_tracing i_line_tracing 
  (
    .clk  (CLK),
    .start(START),
    .sen_l(SEN_L), .sen_r(SEN_R),
    .rot_l(ROT_L), .rot_r(ROT_R),
    .pwm_l(PWM_L), .pwm_r(PWM_R)
  );
endmodule
//---------------------------------
// ライントレーシング動作
module line_tracing
  ( 
    input  clk,     // クロック入力
    input  start,   // スタート入力
    input  sen_l,   // ラインセンサー 左
    input  sen_r,   // ラインセンサー 右
    output rot_l,   // 回転方向（CW/CCW）左
    output rot_r,   // 回転方向（CW/CCW）右
    output pwm_l,   // PWM 出力 左
    output pwm_r    // PWM 出力 右 
  );

  // 動作状態
  reg drive = 0;

  // モータ回転・停止
  reg mot_l = 0;
  reg mot_r = 0;

  // PWM 出力
  reg pwm_l = 0;
  reg pwm_r = 0;

  // カウント値（0 ～ 99）
  reg [7:0] count = 0;
  //-----------------------------
  // 回転方向 出力（左モータ : CCW / 右モータ : CW）
  assign rot_l = 0;   
  assign rot_r = 1;
  //-----------------------------
  // クロック同期処理
  always @ (posedge clk) begin

    if (start==1) drive <= 1;
    //----------------------------
    if (drive==1) begin

      // 左センサ＝白　　右センサ＝白
      if (sen_l==1 && sen_r==1) begin
        mot_l <= 1;  // 直進
        mot_r <= 1;
      end

      // 左センサ＝黒　　右センサ＝白
      else if (sen_l==0 && sen_r==1) begin
        mot_l <= 0;  // 左折
        mot_r <= 1;
      end

      // 左センサ＝白　　右センサ＝黒
      else if (sen_l==1 && sen_r==0) begin
        mot_l <= 1;  // 右折
        mot_r <= 0;
      end
    end 
    //----------------------------------
    // カウント 0 ならば モータ回転時に PWM 出力 = 1
    if (count == 0) begin
      if (mot_l == 1) pwm_l <= 1;
      if (mot_r == 1) pwm_r <= 1;
    end
    // カウント 30 ならば PWM 出力 = 0
    if (count == 30) begin
      pwm_l <= 0;
      pwm_r <= 0;
    end
    //----------------------------------
    // カウント値 < 99 ならば、カウントアップ
    if (count < 99) begin
      count <= count + 1;
    end
    // カウント値 == 99 ならば、 カウントクリア
    else begin
      count <= 0;
    end
  end
endmodule


fpga.chip.v



https://wokwi.com/projects/411237214736236545