マクロでモータードライバ切り替える

　ワンコインデコーダXのようなDIY（自作）を前提としたオープンソース・ハードウェアにおいて、最も悩ましい問題が「半導体の在庫切れ（ディスコン）」です。「指定されたモータードライバICが手に入らず、デコーダが作れない…」という事態を防ぐため、本プロジェクトのソースコードは、仕様の異なる別のICへ簡単に乗り換えられる柔軟なアーキテクチャを採用しています。

　現在、ワンコインデコーダXのソースコードは以下の2つの代表的なモータードライバICに標準対応しています。

　この2つは「HighとLowのどちらでモーターが回るか」が真逆であるため、もしプログラムを書き換えずにICだけを交換すると、モーターが暴走したりショートしたりしてしまいます。

　ソースコードを根本から書き直す必要はありません。ユーザーがコンパイルを行う際、decoder_config.h という設定ファイル内の 1行のコメントアウト（//）を付け替えるだけ で、全ての制御ロジックが自動的に切り替わるようになっています。

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// モータードライバICの切り替えマクロ
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#ifdef HAS_MOTOR_OUTPUT

//#define USE_BD6231    // 正論理 (Active-High): ピンがHigh(1)の時に出力ON
#define USE_TB67H450  // 負論理 (Active-Low) : ピンがLow(0)の時に出力ON

#endif

　この #define の設定指示を受けると、コンパイラは motor_ctrl.c の中にある #ifdef（条件付きコンパイル）を読み取り、選択されたICに合わせた専用の計算式と出力ロジックだけを抜き出してファームウェアを生成します。

　特に複雑なのが、Active-Low（LowでON）である TB67H450 をPWM（パルス幅変調）でスピードコントロールする処理です。

#ifdef USE_TB67H450 
    // TB67H450(負論理): LowがONのため、目標のDuty比（ON時間）を反転させる
    duty = max_p - duty; 

    if (logical_dir) { 
        SET_MOTOR_FWD(max_p+1);  // 前進ピンは常にHigh (OFF状態に固定)
        SET_MOTOR_REV(duty);     // 後進ピンに反転させたPWM波形を出力する
    } 
#else 
    // BD6231(正論理): HighがONのため、そのままDuty比を出力する
    if (logical_dir) { 
        SET_MOTOR_FWD(duty);     // 前進ピンにそのままのPWM波形を出力
        SET_MOTOR_REV(0);        // 後進ピンは常にLow (OFF状態)
    }
#endif

　TB67H450の場合、目標のスピード（ONにしたい時間）をマイコンの最大値（max_p）から引き算して「波形を裏返す」という数学的な処理を行っています。

　このようなマクロ設計にしておくことで、将来まったく新しい第3のモータードライバICが登場したとしても、メインのDCCパケット解釈などの複雑なコードには一切手を触れず、出力部分の #ifdef ブロックを1つ追加するだけで簡単に対応させることができます。

　「手に入る部品で工夫して作る」というDIYの精神を、ソースコードの設計レベルで強力にサポートしています。