ch32funでmruby/c

June 1, 2026

mrubyc_arduinoを使って，rubyからマイコンを使える環境を整えて来た。 Wifiを使うなら、EPS8266に各種の機能を実装できたので、それを使うと良いだろう。 Wifiが必要ないのなら、価格や性能などを考えると、CH32V203が最適であると感じている。しかし、CH32V203はマイコンボードの入手性があまり良くない。 BluePill+が日本でも600円程度で入手可能だが、ボードが少し大きめである。同じようにUSBが使えるマイコンにはCH32X035があり、400円程度でボードが容易に手に入る。しかし、かなり機能を削らないとflashに収まらない。

これまでは、環境の構築の容易さや、汎用性を重視して、mrubyc_arduinoを使っていたが、 CH32については、ch32funの方が、コンパイルサイズが小さいので、ch32funとmruby/cを組み合せて使ってみた。 ArduinoはC++なので、C言語と組み合せるときに工夫が必要だが、 ch32funはC言語なので、mruby/cと相性が良いというメリットもある。しかし、機能を実装するのが面倒という大きなデメリットがあり、今回はArduinoっぽく使えるようになっているGPIOとADCを使えるようにしてみた。

まず、必要なファイルを揃えないといけないので、例えばmrubyc_ch32funというフォルダを作って、その中に以下のようにファイルやフォルダを配置する。 ch32funの最新のファイルをzipで取って来て、その中のch32funとextralibsのフォルダを入れる。 mruby/cのリリースは3.4.1が最新なので、それを持って来て、mrubycというフォルダを作って、その下にsrcとsupportフォルダを入れる。さらに、hal/minimal.hをmrubyc/src/hal.hにコピーする。 hal.hの中では、“ch32fun.h"をincludeするようにして、delayをDelay_Msに変更する。必要なファイルを生成するために、mrubyc/srcフォルダの中で、make autogenを実行する。 mrubyc/src/vm_config.hでは、MRBC_USE_FLOATを0にして、MRBC_REQUIRE_32BIT_ALIGNMENTのコメントアウトを外してこれを有効にする。 FLOATを0にすると、そのままではコンパイルできないので、2026/04/15のブログを参考にして、いくつかのファイルを変更する。 mrblibを組み込まないclass.cの括弧を除いた最後の二行をコメントアウトする。 ch32fun用のコンパイラは、 Debianの場合は2025/11/25のブログを参考にしてインストールできる。これで、準備は完了である。

ch32x035用のプログラムを作るために、先のフォルダの中にCH32X035というフォルダを作って、必要なファイルをつくる。コンパイルに必要なMakefileは、以下の内容にする。

all : flash

TARGET:=main
TARGET_MCU?=CH32X035
MRUBYC_SRC := $(wildcard ../mrubyc/src/*.c)
ADDITIONAL_C_FILES += $(MRUBYC_SRC)
CFLAGS += -I../mrubyc/src -DNDEBUG
CFLAGS += -Os -flto
include ../ch32fun/ch32fun.mk

flash : cv_flash
clean : cv_clean

ch32funで組み込まれるfunconfig.hは、特に何の指定も必要無いので、以下のようにする。

#ifndef _FUNCONFIG_H
#define _FUNCONFIG_H

#endif

中心となるmain.cは、以下のようにした。

#include "ch32fun.h"
#include <stdio.h>
#include "mrubyc.h"
#include "mrbc_gpio.h"
#include "mrbc_adc.h"

#define MEMORY_SIZE (1024*10)
static uint8_t memory_pool[MEMORY_SIZE];
#define FLASH_CODE (0x8000000+54684) //ch32x035

int hal_write(int fd, const void *buf, int nbytes) {
  _write(0, (char*)buf, nbytes);
  return nbytes;
}
int hal_flush(int fd) {
    return 0;
}
void hal_abort(const char *s) {}

long atol(const char *str) {
    long res = 0;
    int sign = 1;
    while (*str == ' ' || (*str >= 9 && *str <= 13)) { str++; }
    if (*str == '-') { sign = -1; str++; }
    else if (*str == '+') { str++; }
    while (*str >= '0' && *str <= '9') {
        res = res * 10 + (*str - '0');
        str++;
    }
    return res * sign;
}

int main()
{
  SystemInit();
  funGpioInitAll();
  funAnalogInit();
  mrbc_init(memory_pool, MEMORY_SIZE);
  mrbc_init_class_digital();
  mrbc_init_class_adc();
  mrbc_create_task( (uint8_t *) FLASH_CODE, 0 );
  mrbc_run();
  while(1){}
}

mrbc_gpio.*やmrbc_adc.*については、mrubyc_arduino用のファイルから以下のように簡単に作ることができるので、これらをmrubyc/srcの中に置く。 Arduino.hの替わりにch32fun.hを組み込むようにして、pinModeなどの替わりにfunPinModeなどを使うようにして、多少の変更を加えれば良い。これで、make buildとすると、コンパイルが実行される。 main.binのファイルサイズがFLASH_CODEのところの指定と違っていたら、それを変更してコンパイルをして、それらが一致するようにする。

rubyのスクリプトは、例えばtemp.rbとして以下のようなものを作る。

g=GPIO.new(28,GPIO::OUT)
while true
  g.write(0)
  sleep 1
  g.write(1)
  sleep 1
end

これをバイトコードに変換して、バイナリと結合する。

mrbc --remove-lv temp.rb
cat main.bin temp.mrb >temp.bin
このファイルはUSBを介して書き込むので、wchispを準備しておく。
CH32X035をBOOTを押しながらUSBに接続して、以下のコマンドで書き込む。
sudo ./wchisp flash temp.bin

mrbのバイトコードを除いて、62kのflashの約86%となったが、FLOATとmrblibを除いた状態でこのサイズなのは、mrubyc_arduinoと比べるとかなり小さくなったようだ。
小さなマイコンではほとんど使わないTaskを消せば、さらに小さくなるだろう。
ここで、注意しないといけいないのが、ピンの指定についてである。
ch32funのGPIOのピンは、以下の規則で数値と対応している。
PAnは十六進法で0x0n、PBnは0x1n、PCnは0x2nなどとなっており、Arduinoとは番号が異なっている。
GPIOを使うときには、この数値で指定している。
また、ch32funのADCで指定する数値は、ピン番号では無くADCのチャンネル番号である。
PA0からPA7は、これらの番号が0から7となっているので、空いていたらこれらのピンを使うと混乱が少ないだろう。
mruby/cの標準のAPIとしては、その他にPWM,I2C,SPI,UARTなどがあるが、これらをch32funから扱うには、マイコン毎にプログラムしなければならない。
また、USB Serialを標準入出力にするという拡張も必要だろう。