シリーズ：基礎シリーズ（マイコン）
この記事のねらい：実験シリーズ「評価ボードでLEDを点滅」に入る前に、GPIO（ピンをON/OFFする仕組み） だけを最短で理解する。
はじめに（最初に伝えたいこと）
LED点滅の実験は、回路よりも先に「マイコンがピン（LEDやセンサとつながる出入口）をON/OFFできる」という感覚がないと詰まりやすいです。
そこでこの記事では、難しい話（CPUの命令とか、レジスタとか、割り込みとか）は後回しにして、
- マイコンって何？
- ピンって何？
- GPIOって何？
- High/LowでLEDが点く/消えるってどういうこと？
だけを、実験に必要な範囲で説明します。
※この記事は「実験手順」ではありません。
e² studioやFSPの手順、書き込み方法、点滅コードは実験シリーズで扱います。
要点
最初は、次の3つだけ覚えればOKです。
- マイコンは「小さなコンピュータ」（CPU＋メモリ＋いろいろな機能が1つのチップに入っている）
- LED点滅で使うのは GPIO（汎用入出力ピン） という機能
- GPIOはピンの電気状態を High / Low にできる
- High：「電圧を出す（H）」
- Low：「0Vにする（L）」
この3つが分かると、LED点滅は「High→Low→High→…」の繰り返しで説明できます。
1. マイコンとは「CPUが入った部品」
マイコン（マイクロコントローラ）は、ざっくり言うと “小さなコンピュータ” です。
中には、最低限次の要素が入っています。
- CPU：命令を実行する頭脳
- メモリ：プログラムやデータを置く場所
- 周辺回路：タイマ、通信、GPIOなど、いろいろな機能のこと
- ピン（端子）：外の部品など（LEDやセンサなど）とつながる入口/出口
LED点滅は、この中の「ピン」を使うだけです。
そして、このピンを使うのに、GPIOという機能を使います。
2. ピンとは何か？
評価ボードの周りに並んでいる金属の端子（穴やヘッダ、チップ部品の足）を、まとめて ピン（Pin） と呼びます。
ピンは、マイコンの“手足”のようなもので、外の世界（LED・スイッチ・センサ）と電気的につながる入口/出口です。
ピンには「物理のピン」と「機能としてのピン」がある
- 物理のピン（見た目の端子）
実物としてそこにある金属端子。評価ボードのコネクタのピンや、マイコンICにある金属端子もこれです。 - 機能としてのピン（GPIOピン）
「この端子はマイコン内部ではPORTの何番」という“役割”の呼び方。
以後、LED点滅で言う「ピン」は、基本こちら（GPIO）を指します。
3. GPIOとは「ピンを自由にON/OFFできる仕組み」
GPIO（General Purpose Input/Output）は、直訳すると「汎用の入力/出力」です。
- 出力（Output）：マイコンから外へ電気状態を出す（LED点滅はコレ）
- 入力（Input）：外からの電気状態を読む（ボタンなどで使う）
今回のLED点滅では、対象のピンを 出力 に設定し、High/Lowを切り替えます。
4. High / Low は何を変えている？
GPIOでHigh/Lowを切り替えると、ピンの電気状態が変わります。
- High：ピンが「H（電圧あり）」になる
- Low：ピンが「L（0V）」になる
ただし「Highにしたら必ず点灯」とは限りません。
LEDが光るかどうかは、LEDがつながっている回路の作り（どこに電流が流れる道ができるか）で決まります。
5. LED点滅は「HighとLowを交互にするだけ」
LED点滅の考え方は、これだけです。
- ピンをHighにする → LEDが点灯（の構成になっている）
- 少し待つ
- ピンをLowにする → LEDが消灯（の構成になっている）
- 少し待つ
- 1〜4を繰り返す
つまり、点滅は「ON/OFFを繰り返す」だけです。
6. 重要：オンボードLEDは“Lowで点く”ことがある（Active-Low）
評価ボードのLEDは、回路の都合で Lowにすると点灯、Highにすると消灯、という場合があります。
これを Active-Low（アクティブ・ロー） と呼びます。
Low（0V）にすると点灯するのは、「0Vだから電流が止まる」のではなく、0Vが電流の行き先（出口）になるからです。
回路の作りによっては、LEDのもう一方が電源（Vcc）側につながっていて、ピンをLow（0V）にすると Vcc → LED → ピン(0V) の流れができて点灯します。
※ここでは「そういう配線のLEDもある」と分かればOKです。実験では、まず“点灯条件（High点灯かLow点灯か）”を確認して進めます。
通常通り、Highにすると点灯するものをActive-High（アクティブ・ハイ） と呼びます。
7. 「どのピンがLEDにつながっているか」が一番大事
LEDを点滅したいなら、結局ここです。
- どのGPIO（ポート/ピン）が、LEDに接続されているのか？
- そのLEDは High で点く？ Low で点く？（Active-High / Active-Low）
これは、評価ボードの資料（回路図・ユーザーズマニュアル）で確認します。
この接続情報（接続先GPIO／点灯条件）を先に確認しておくと、手順の意味が追いやすくなります。
（例：資料を読んで分かった内容を、こういう形で整理しておくと迷いません。）
- LED0：接続先GPIO
Pxxx／点灯条件：Lowで点灯（Active-Low） - LED1：接続先GPIO
Pyyy／点灯条件：Highで点灯（Active-High）
※この記事では具体のピン番号は断定しません（ボード型番や設定で変わるため）。
8. 用語だけ整理（最小）
LED点滅で出てきがちな言葉を、最低限だけ揃えます。
- ポート（Port）：ピンをまとめた単位（例：PORT1、PORTAなど）。
※内部のしくみ（レジスタとビットの関係）は、別記事で解説します。 - ピン（Pin）：マイコンの端子のこと。
GPIOとして使う場合は「どの端子か」を ピン名（例：P1_3のような表記）で表します。
※P1_3は「1番ポートの3番ピン」という意味の“名前”で、コードの命令ではありません。 - 出力（Output）：ピンから外へHigh/Lowを出す。
- 入力（Input）：ピンのHigh/Lowを読む。
補足
補足1：レジスタは今は気にしなくてOK
本来、GPIOは内部の「レジスタ」という箱に値を書いて制御します。
ただし、RA8M2の実験では、まず FSPのAPI（関数）でGPIOを操作 すれば十分です。
- まずは「GPIOでHigh/Lowできる」ことが目的
- レジスタ（ポートやピン）を直接書き換えたり、読み出したりするのは、必要になったら補足記事で扱う
補足2：点滅の“待ち時間”は最初は雑でOK
LED点滅では「少し待つ」が必要です。
最初は、正確な時間にこだわらず、
- 目で見て点滅に見える程度の待ち
で大丈夫です。
（時間精度が必要になったら、タイマ記事で扱います）
まとめ（この記事で押さえること）
- マイコンは「小さなコンピュータ」で、ピンで外とつながる
- LED点滅で必要なのは GPIO（ピンのHigh/Low切り替え）
- 点滅は「High→待つ→Low→待つ」の繰り返し
- オンボードLEDは Active-Low（Lowで点灯） のことがある
- 実験では「LEDがどのピンにつながっているか」を最初に確定させる
次に読む（おすすめの順）
- 次回：組み込み開発とは？（e² studio + FSPでビルド〜書き込みまでの最短）
- その次：LED点滅に必要なC言語だけ（main / while / 関数 / delay）
- 実験シリーズ：RA8M2評価ボードでLEDを点滅（手順・コード・結果・つまずき）