組み込み開発

ログ出力入門（UART）

シリーズ：基礎シリーズ（組み込み開発）
この記事の役割：デバッガで止めるだけだと追えない「動作の連続性」を、ログで追えるようにする（状態・異常の観測手段を作る）。
※ログがあると、どこまで動いているかが分かるので、エラーの原因探しが速くなります。

はじめに（最初に伝えたいこと）

デバッガは「止めて確認」できますが、止めないと分からないことも多いです。

  • いつ初期化が終わった？
  • ループは回ってる？
  • どの状態（INIT/IDLE/RUN/ERROR）にいる？
  • どこでエラーになった？

これを 止めずに追う のがログ（UART）の役割です。

先に結論（※ここは読み飛ばしてOK）

  • UARTログは、マイコンからPCへ“文字（ログ）”を送る手段です（止めずに動作の様子を確認できます）
  • まずは Hello 1行 がPCに表示できれば成功です
  • ログが文字化けする原因の多くは「ボーレート（通信速度）の不一致」 です
    → まず マイコン側の設定 と PC側ターミナル設定 を同じ値にします
  • 配線は基本これだけ
    • GND（マイコン） → GND（USB-UART）
    • TX（マイコン） → RX（USB-UART）
    • RX（マイコン） ← TX（USB-UART） （PCからマイコンへ送らないのなら不要）
  • ターミナル設定は、 マイコン側の設定に合わせます

1. UARTとは

UARTは、1本の信号線で順番にデータを送る「シリアル通信」の一種です。
ログ用途では、基本的に マイコンが文字を送る（TX） だけで成立します。

2. 配線の原則

2.1 GND同士を必ずつなぐ

外部機器（USB-UART）をつなぐときは、GNDが共通でないと通信できません。
外部機器（USB-UART）に接続するGNDと、マイコンに接続するGNDは同じGNDに接続する必要があります。
「信号線はつないだのに反応がない」原因として、GNDが繫がっていないか、つないだつもりで共通のGNDになっていないことが多いです。

  • GND（マイコン）— GND（USB-UART）

2.2 送る線（TX）は、受け取る線（RX）へ

ログをPCに出すときは、

  • TX（マイコン）→ RX（USB-UART）

に接続するのみでOKです。

PCからマイコンへも送る必要がある場合（入力コマンド等）は、

  • RX（マイコン）← TX（USB-UART）

に接続します。

3. ターミナル設定（最重要：一致させる）

UARTは「設定が一致していること」が前提です。
特にログの文字化けは、ほとんどがマイコンの設定とPC側のターミナルの設定の不一致です。

3.1 一致させる項目

  • ボーレート（通信速度）
  • データ長（例：8bit）
  • パリティ（例：None）
  • ストップビット（例：1）
  • フロー制御（例：None）

大事なのは「値そのもの」より マイコン側とPC側が同じ になっていることです。

4. まずはHello 1行 → 次に周期ログ（考え方）

UARTログの導入は、段階を分けて確認しながら進めると簡単です。
1) Helloを1回だけ出す（表示できるかの確認）
2) 周期で出す（定期的に表示できているかの確認）
3) 状態やエラーを出す（原因を追えるようにする）

この順にすると、まず 「ログが出ない（配線・設定）」問題 を早く切り分けられます。
その上で、ログが安定して出るようになれば、次は 「プログラムの不具合」 をログで追いやすくなります。

5. 文字化けするとき（まずここだけ）

文字化けの多くは、ボーレート（通信速度）の不一致です。
マイコン側のUART設定値と、PC側ターミナルの設定値を同じにすることで解決することが多いです。

それでも直らない場合は、次の「何も出ないときチェック」へ進みます。

6. 何も出ないときチェック（最短ルート）

  • PCで正しいCOM（ポート）番号を選択している
  • ターミナル設定がマイコン側設定と一致している（特にボーレート）
  • 外部機器（USB-UART）に接続するGNDと、マイコンに接続するGNDは同じGNDに接続されている
  • TX（マイコン）と RX（USB-UART）が線でつながっている（TX→RX）
  • RX（マイコン）と TX（USB-UART）が線でつながっている（RX←TX）※PCからマイコンへも送る必要がある場合のみ
  • USB-UART変換ケーブル（変換器）のTX/RX信号電圧（3.3V/5V）と、マイコンのI/O電圧が合っている

まとめ

  • UARTログは「止めずに動作を追う」ための手段
  • 配線は GND—GND と TX→RX が基本
  • 文字化けはまず 設定不一致（特にボーレート） を疑う
  • まず Hello 1行 を出して確認し、次に 周期ログ、最後に 状態/異常ログ を追加すると、どこで問題が起きているか分かりやすくなる。

次に読む

  • 実験シリーズ：E0-05 ログ出力（UART）（具体的なピン位置、設定手順、実コード、出力例）
  • 基礎：GNDとは？なぜ基準点が必要なのか？

-組み込み開発