URB EE Lab

⚡ クイックスタート（4ステップ）

1. 1
   スケッチをダウンロードして書き込む（初回のみ）
   この下の「コンポーネント選択」で使いたい機能を選び、 UIAPrubyEeVm***.ino をダウンロード。 Arduino IDEでUIAPduinoに書き込みます。
   書き込み時は、UIAPduino のボタンを押しながら USB ケーブルを挿し、 ブートローダーを起動した状態にしてから書き込んでください。
   FQBN: UIAP_HID:ch32v:CH32V003:pnum=V14,usb=webhid,opt=oslto
2. 2
   Rubyコードを書く
   エディタにRubyコードを入力します。サンプルボタンですぐ試せます。
   例：led = GPIO.new(2, GPIO::OUT) → D2ピンをLED出力に設定
   loop do led.toggle; sleep(0.5); end → 0.5秒ごとに点滅
3. 3
   「コンパイル」ボタンを押す
   ブラウザ内でRubyコードをAST解析し、TinyVM用 .urb バイトコードへ変換します。
   ✓ OK と表示されれば生成完了です。
4. 4
   EEPROM に送信 → RUN
   USBケーブルでUIAPduinoを接続し「📤 EEPROM に送信」をクリック。 未接続ならデバイス選択ダイアログが自動で開きます。転送後「▶ RUN」で実行開始。
   💡 EEPROM に書いたプログラムは、 電源投入から 5 秒後に自動実行されます（ファイル名の指定は不要です）。

ファイルヘッダー（8 バイト）

変数メタデータ（version = 2 のみ、ヘッダー直後）

TinyVM 命令セット（リトルエンディアン）

GPIO / PWM / I2C / その他

Ruby 記法	変換後命令	Phase
led = GPIO.new(2, GPIO::OUT)	GPIO_MODE pin=2 OUTPUT	1
button = GPIO.new(11, GPIO::IN | GPIO::PULL_UP)	GPIO_MODE pin=11 INPUT_PULLUP	1
led.on / led.high / led.write(1)	GPIO_WRITE pin, 1	1
led.off / led.low / led.write(0)	GPIO_WRITE pin, 0	1
led.toggle	GPIO_TOGGLE pin	1
buzzer = Tone.new(5)	GPIO_MODE pin=5 OUTPUT	1
buzzer.frequency(440)	TONE_FREQ pin, 440	1
buzzer.off / buzzer.frequency(0)	TONE_FREQ pin, 0	1
buzzer.tone(440, 0.2)	TONE_FREQ 440 → WAIT_MS 200 → TONE_FREQ 0	1
button.low? / button.high?	GPIO_READ pin, 空きレジスタ + JNZ/JZ	2
sleep(0.2) / wait_ms(200)	WAIT_MS 200	1
wait_ms n * 100 / sleep(n) — 変数の時間待ち	WAIT_MS_REG reg, 100（掛け算はファームウェア側）	1
print / puts / p / putc	PRINT_STR	3
warn d / warn sonar.read — DEVICE LOG へデバッグ出力（Ec 不要・全構成で使用可）	WARN_REG reg	3
raise "msg" / raise unless cond	PRINT_STR + HALT	4
def name … end	インライン展開	5
break / next	JMP loop_end / loop_start	6
g = 0.1 * 0.5 / Q16.8 演算	LOAD_Q16 + MUL_Q16 …	7
if d < 15 — 比較演算（< > == >= <= !=）※Q1 必須	CMP_LT/GT/EQ_Q16 + JZ/JNZ	Q1
case d / when 0, 10 — 値の列挙 ※Q1 必須	CMP_EQ_Q16 + ジャンプ（OR 展開）	Q1
when 0...15 / when 1..3 — レンジ ※Q1 必須	CMP_LT/GT_Q16 ×2 + ジャンプ（範囲比較）	Q1
f = ->(x) { x < 15 } — ラムダ式の定義	コンパイル時登録（バイトコードなし）	—
f.call(d) / when f / when ->(x){…} — ラムダ呼び出し	本体をインライン展開（下記参照）	—
require_relative "path"	compile-time include	8
motor = PWM.new(2)	GPIO_MODE pin=2 OUTPUT	Pw
motor.frequency(500) — 基準周波数（省略時 1kHz）	PWM_BASE_FREQ pin, 500	Pw
motor.duty(255) — リテラル 0〜255	PWM_DUTY pin, 255（即値）	Pw
motor.duty(speed) — 変数 ※Q1 必須	PWM_DUTY_REG pin, reg	Pw
servo.angle(90) — リテラル 0〜180 ※要 frequency(50)（50Hz・0.5〜2.4ms、分解能約7°）	PWM_DUTY pin, 19（コンパイル時計算）	Pw
servo.angle(pos) — 変数 ※Q1 必須・要 frequency(50)	Q16 演算 + PWM_DUTY_REG pin, reg	Pw
sensor = ADC.new(0) ピン: 0,1,6,12,15,16（Se 選択時は 15/16 不可）	— (初期化なし)	Ad
puts sensor.read / print sensor.read	ADC_READ pin,空きレジスタ + PRINT_REG	Ad
sonar = Ultrasonic.new(9, 10) 第1引数=TRIG, 第2引数=ECHO（空いている GPIO ピン。3/4 は EEPROM 専用で不可）	GPIO_MODE trig OUT + GPIO_MODE echo IN	Us
puts sonar.read / print sonar.read	ULTRASONIC_READ trig,echo,空きレジスタ + PRINT_REG	Us
$count = $count + 1 — $変数は EEPROM に永続保存 ※Q1 必須	VAR_LOAD + ADD_Q16 + VAR_STORE	Ev
数値変数の3つ目以降（R0/R1 あふれ）— EEPROM に自動配置 ※Q1 必須	VAR_LOAD / VAR_STORE	Ev
数値配列 arr = Array.new(10) / arr[i]（$付きで永続） ※Q1 必須	VAR_LOAD_IDX / VAR_STORE_IDX	Ev
puts $count / puts g — 数値出力 ※数値変数は Q1 必須（デバッグなら warn が Ev だけで使える）	VAR_LOAD + PRINT_REG / PRINT_REG	Ec
I2C.master_init / v = I2C.master_get(0x10, 0) / I2C.master_set(0x10, 0, v) — 0x50〜0x53 は EEPROM が占有	I2C_MASTER_*	BASE
ser = Serial.new(9600) TX=15, RX=16（ADC の 15/16 と排他）	SERIAL_BEGIN	Se
ser.write(65) / ser.write(b)（変数）	SERIAL_WRITE / SERIAL_WRITE_REG	Se
ser.print "x" / ser.puts "x"（puts は CRLF 付き）	SERIAL_PRINT	Se
if ser.available? / b = ser.read	SERIAL_AVAILABLE / SERIAL_READ	Se
ser.print t / ser.puts line — 数値・文字変数の送信	SERIAL_PRINT_REG / SERIAL_PRINT_VAR	Se+Ec
line = ser.gets(13, 1000) — 1 行受信（デリミタ, タイムアウトms。既定 10, 1000）	SERIAL_READ_LINE	Se+Ec
np = NeoPixel.new(12) DIN=8 固定・個数は設定値まで	NEO_BEGIN	Np
np.set(0, 255, 0, 0) / np.hsv(0, 50, 100, 100) / np.fill(r,g,b) / np.clear	NEO_SET_RGB / NEO_SET_HSV / NEO_FILL / NEO_CLEAR	Np
np.rainbow(20) / np.shift(1) / np.dim(20) / np.brightness(30) — 既定では 1 命令ごとに自動で show	NEO_RAINBOW / NEO_SHIFT / NEO_DIM / NEO_BRIGHTNESS	Np
np.auto = false — 自動 show を止める。以後は np.show だけが送る（np.auto = true で戻す）	NEO_AUTO	Np
np.shift(step) — 歩数を数値変数で。負も剰余も実行時に畳む（要 Q1）	NEO_SHIFT_REG	Nr
np.seen('B', 'G') — テープの色の並びを直す。「赤が B に、緑が G に見える」と答える形（'R' / 'G' / 'B' のリテラルのみ）	NEO_ORDER	Nr
n = rand(6) — 0〜5 の整数	RAND 0,6,Rn	Rn
n = rand(1..6) — 1〜6 の整数	RAND 1,7,Rn	Rn
srand(42) — シード設定	SRAND 42	Rn
every_ms 100 do … end — 絶対周期でループ。本体が何 ms かかっても周期は 100ms のまま	本体 + EVERY_MS s0,100 + JMP	Tm
every_ms 100 — loop do の中に文として置く形。書き方が違うだけで同じ 1 命令	EVERY_MS s0,100	Tm
t = Timer.new — 起点をセット。every_ms の起点とは別物で、周期の境目で区切られることはない	TIMER_RESET s1	Tm
d = t.ms / u = t.us — 起点からの経過。読んでも起点は動かないので同じ区間を両方読める	TIMER_MS / TIMER_US	Tm
t.reset — 起点を今にし直す。区間を区切るのはこれ	TIMER_RESET	Tm
warn t.ms — 経過時間を DEVICE LOG へ	TIMER_MS + WARN_REG	Tm

ラムダ式（コンパイル時インライン展開）

使い方	説明	必要
near = ->(x) { x < 15 }	定義。本体は式1つだけ。バイトコードは出力されない	—
case d when near / when ->(x) { x < 15 }	case 対象 d が引数 x に渡り、本体が条件として展開される	Q1
if between.call(d, 5, 10)	if / while / until / unless / 三項演算子の条件で使用可。複数引数・&& / || も OK	Q1
y = double.call(n)	数値式として使用（戻り値 = 本体の式の値）	Q1
wait_ms half.call(500)	引数がすべて定数ならコンパイル時に計算され、リテラルを書ける場所（sleep / servo.angle 等）ならどこでも使える	—