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TrueSTUDIO用F4D_SPI2_Masterの説明 Ｖ００１ ２０１４／０６／２３

SPI Masterモードで送受信を行うプログラムです。

無料の試用版開発ツールAtollic TrueSTUDIO for ARM Liteで作成したプロジェクトです。

ビルド可能なプログラムのコードサイズが 32Kbyte以内の制限があります。

プログラムの開始番地は 0x08000000 です。デバッグが可能です。

目次

１． 使用する信号 ..................................................................................................................................................................................................................................................... 2

２． プログラム実行時の動作.............................................................................................................................................................................................................................. 2

３． SPI Master通信確認のための接続例 .................................................................................................................................................................................................. 3

４． SPI Master通信の動作確認 ...................................................................................................................................................................................................................... 4

４．１． 「飛石伝ひ」其之二の起動画面 ................................................................................................................................................................................................... 4

４．２． COMポートの選択 ............................................................................................................................................................................................................................... 4

４．３． ２種類の確認方法 ............................................................................................................................................................................................................................... 5

５． 直接続による動作確認 ................................................................................................................................................................................................................................. 6

５．１． 直接続の起動 ........................................................................................................................................................................................................................................ 6

５．２． SPI選択 ..................................................................................................................................................................................................................................................... 7

５．３． 送信データのセット .............................................................................................................................................................................................................................. 8

５．４． SPI Slave受信 ....................................................................................................................................................................................................................................... 9

５．５． 直接続SPI_Slaveの停止 .............................................................................................................................................................................................................. 11

６． 「飛石伝ひ」による動作確認 .................................................................................................................................................................................................................... 12

６．１． 並べ方の起動 ..................................................................................................................................................................................................................................... 12

６．２． 小道読み込み .................................................................................................................................................................................................................................... 13

６．３． 小道_SPI2_Slave通信試験の動作内容 ................................................................................................................................................................................ 16

６．４． 基板に格納 .......................................................................................................................................................................................................................................... 17

６．５． 小道を開く ............................................................................................................................................................................................................................................. 19

６．６． Master側と Slave側の動作 ....................................................................................................................................................................................................... 20

７． プロジェクトの構成 ......................................................................................................................................................................................................................................... 21

７．１． プロジェクト F4D_SPI2_Masterの起動画面 .......................................................................................................................................................................... 21

７．２． 追加したソース・フォルダとファイル........................................................................................................................................................................................ 21

８． 主なモジュールの説明 .............................................................................................................................................................................................................................. 22

８．１． ソース・フォルダ src内のファイル ........................................................................................................................................................................................... 22

８．２． HandleSPI ............................................................................................................................................................................................................................................... 23

８．３． HandleTIM .............................................................................................................................................................................................................................................. 24

８．４． UserPrograms ..................................................................................................................................................................................................................................... 25

８．５． Communicate_SPI_Master ............................................................................................................................................................................................................. 27

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１． 使用する信号

SPI通信に使用する信号と接続相手との接続は以下の通りです。

SPI信号表

番号 CPU機能名 CPU信号名 STM32F4 Discovery

コネクタピン番号

接続相手の

信号名(Slave側)

備考

1 SPI2_NSS PB12 P1-36 NSS

2 SPI2_SCK PB13 P1-37 SCK

3 SPI2_MISO PB14 P1-38 MISO

4 SPI2_MOSI PB15 P1-39 MOSI

5 GND GND P1-1, P1-2, P1-5,

P1-23, P1-49, P1-50

P2-1, P2-2,

P2-49, P2-50

GND

２． プログラム実行時の動作

１） プログラムを実行すると基板上の LED LD4(緑)が 1秒点灯、2秒消灯 で点滅します。

２） Userスイッチを押すごとにSPI Master送信Bufferにセットされている8byteのASCII文字列を送出します。

最初は “LD6 OFF\0” がセットされています。

３） 送信と同時に受信するデータによる処理は以下の通りです。

ａ） 受信データが “LD6 ON\0\0” の場合 LD6(青) を点灯します

ｂ） 受信データが “LD6 OFF\0” の場合 LD6(青) を消灯します。

ｃ） 受信データが “LD6 ON\0\0” でも “LD6 ON\00\0” でもない場合は LD6(青) の操作は行いません。

ｄ） 受信データをSPI Master送信Bufferにセットします。次に Userスイッチを押したとき、このデータが送出されます。

４） Userスイッチを押すごとに ２） ～ ３） の動作を行います。

５） エラーが発生したとき LD5(赤)が100mSec間点灯します。

次ページに続く

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３． SPI Master通信確認のための接続例

「飛石伝ひ」其之二を使用してプロジェクトサンプル F4D_SPI2_Masterの動作確認を行うことができます。

動作確認を行うための接続は以下のようになります。

PC A

A

Mini B

USBケーブル ： 電源供給 および ST-LINKのため

USBケーブル ：

VCP(仮想COMポート)による

非同期シリアル通信のため

図３．

USBポート

STM32F4 Discovery

プロジェクト F4D_SPI2_Masterを実行

Micro B

SPI接続

「飛石伝ひ」其之二を実行 ST-LINKを2本接続することが できないため「飛石伝ひ」其之二側は コネクタP2から+5Vを供給してください。

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４． SPI Master通信の動作確認

「飛石伝ひ」其之二を使用してプロジェクト F4D_SPI2_Masterの動作確認を行う方法について説明します。

プロジェクト F4D_SPI2_Masterを実行している側をMaster側、「飛石伝ひ」其之二を実行している側をSlave側と呼ぶことに

します。

４．１． 「飛石伝ひ」其之二の起動画面

USBケーブルを接続してVCP(仮想COMポート)接続を行っている場合、”COM(シリアルポート)を検索しました。”

と表示されます。

４．２． COMポートの選択

COM選択のComboBoxでCOMを選択します。

次ページに続く

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確認のメッセージが表示されるので、よい場合は [はい(Y)] ボタンをクリックします。

この例では、”COM3に設定しました。” とメッセージが表示されています。

４．３． ２種類の確認方法

「飛石伝ひ」其之二を使用して SPI Master通信を確認するための方法が２種類あります。

１） 直接続を使用して確認

２） 「飛石伝ひ」を使用して確認

次項に直接続と「飛石伝ひ」の説明を記します。

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５． 直接続による動作確認

「飛石伝ひ」其之二を実行している基板はSPI Slave側になるので、直接続の SPI_Slaveにより動作確認を行います。

５．１． 直接続の起動

メニューの { 直接続 } – { SPI } – { SPI_Slave } をクリックすると次の SPI Slaveのフォームが表示されます。

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５．２． SPI選択

SPI選択ComboBoxでチャンネルを選択します。ここでは 2 を選択します。どのチャンネルでもよいのですが

Master側がチャンネル2なので、同一ピンどうしを接続した方がわかりやすいので2を選択します。

選択したチャンネルにより使用するピンの表示が変化します。

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５．３． 送信データのセット

SPI Master側から受信要求があった場合に送出する送信データをセットします。

この例では8byte “LD6 ON&00&00” とセットします。0x20未満、0x7F以上のコードは&xxの形で入力します。

&00は0x00です。 の 0x0Dなら&0Dとします。&自体は &26 と入力してください。

[ 実行 ] ボタンをクリックしたとき送信データが送信Bufferにセットされます。

動作結果の部分に “SPI : 送信データをセットして、Slave動作を開始しました。” と表示されています。

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５．４． SPI Slave受信

１） 一回目 ： 送信データ “LD6 OFF\0”

プロジェクト F4D_SPI2_Masterが実行されているMaster側の基板の Userスイッチを一回押してください。

最初は送信Bufferに “LD6 OFF\0” がセットされているので、そのデータが送出されます。

直接続の SPI Slave ではデータを8byte受信して、動作結果の欄に “LD6 OFF&00” が表示されています。

Slave側の送信データの部分には “LD6 ON\0\0” がセットされているのでMaster側が8byteの受信を行うと、

そのデータが受信されます。

Master側は “LD6 ON\0\0” を受信したので LD6(青) を点灯して、送信Bufferには “LD6 ON\0\0” を

セットします。

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２） 二回目 ： 送信データ “LD3 ON\0\0”

Slave側の送信データに “LD6 OFF&00” をセットして [ 実行 ] ボタンをクリックしてください。

Slave側の送信Bufferには “LD6 OFF\0” セットされ動作結果の欄には

“SPI : 送信データをセットして、Slave動作を開始しました。” と表示されています。

Master側の Userスイッチを一回押してください。

Slave側は “LD6 ON\0\0” を受信して、動作結果の欄に “LD6 ON&00&00” を表示しています。

Master側は “LD6 OFF\0” を受信して LD6(青) を消灯し、送信Bufferには “LD6 OFF\0” をセットします。

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５．５． 直接続SPI_Slaveの停止

[ 停止 ] ボタンをクリックすると SPI Slave動作を停止します。動作結果の欄に “SPI : 停止しました。” と表示されます。

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６． 「飛石伝ひ」による動作確認

小道に飛石を並べて、飛石の上での振舞い方を設定して動作確認を行います。

SPI Slave通信のための飛石の並べ方をファイルで提供していますので、そのファイルを読み込むだけで動作試験を行う

ことができます。

６．１． 並べ方の起動

メニューの { 構築 } – { 並べ方 } をクリックすると次の並べ方のフォームが表示されます。

これはまだ何も設定していないときの初期画面です。何か設定した場合は最後の状態が表示されます。

プロジェクト F4D_SPI2_Masterの動作確認を行うための “小道_SPI2_Slave受信試験_20140619000741.txt” を

用意してありますので、そのファイルを読み込みます。

次ページに続く

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６．２． 小道読み込み

メニューの { 操作 } – { 小道読み込み } をクリックすると次の確認ダイアログが表示されます。

[ はい(Y) ] ボタンをクリックしてください。

次ページのファイル選択のダイアログが開きます。

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“小道_SPI2_Slave受信試験_20140619000741.txt” を選択して [ 開く(O) ] ボタンをクリックしてください。

小道を読み込みました。 と確認メッセージが表示されます。

[ OK ] ボタンをクリックしてください。次ページのように表示されます。

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この小道はSPIの Slave動作を行います。プロジェクト F4D_SPI2_MasterがMaster動作なのでこちら側はSlave動作を

行います。

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６．３． 小道_SPI2_Slave通信試験の動作内容

飛石000 : LD6(青)に使用するGPIOピンを出力に初期化します。

飛石001 : ＳＰＩ2をSlaveモードに初期化します。

飛石002 : Bufferに “LD6 ON&00&00” をセットして 飛石004 にジャンプします。

飛石003 : Bufferに “LD6 OFF&00” をセットして 飛石004 にジャンプします。

飛石004 : SPI Slave受信を行います。

飛石005 : 受信データに “LD6 ON” が含まれているか検索します。

含まれている場合、 飛石006 にジャンプします。

含まれていない場合、 飛石007 にジャンプします。

飛石006 : LD6(青)を点灯して 飛石009 にジャンプします。

飛石007 : 受信データに “LD6 OFF” が含まれているか検索します。

含まれている場合、 飛石008 にジャンプします。

含まれていない場合、 飛石009 にジャンプします。

飛石008 : LD6(青)を消灯して 飛石009 にジャンプします。

飛石00９ : 受信データに “LD6 ON” が含まれているか検索します。

含まれている場合、 飛石00３ にジャンプします。(“LD6 OFF&00” をBufferにセット)

含まれていない場合、 飛石00２ にジャンプします。(“LD6 OＮ＆００&00” をBufferにセット)

飛石010 : LD6(青)を消灯して 飛石011 にジャンプします。

この飛石は 小道の [ 閉じる ] ボタンをクリックしたときに実行されます。

小道の [ 閉じる ] ボタンをクリックしたときに実行する飛石の番号は終了飛石番号 の部分で指定します。

飛石011 : 小道を閉じて終了します。

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６．４． 基板に格納

並べ方の内容を「飛石伝ひ」其之二を実行している基板に格納します。

メニューの { 操作 } – { 基板に格納 } をクリックします。

確認のメッセージが表示されます。 [ はい(Y) ] ボタンをクリックすると格納が始まります。

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並べ方の格納が終了すると “並べ方を格納しました。” とメッセージが表示されます。[ OK ] ボタンをクリックしてください。

動作通知の欄に実行結果のメッセージが表示されています。

操作回数の欄には格納するために基板とやり取りした回数が表示されます。

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６．５． 小道を開く

[ 開く ] ボタンをクリックすると小道の動作が開始します。

[ 開閉状態 ] ボタンをクリックすると動作通知の欄に小道の開閉状態が表示されます。

00の部分が1になっているので小道000が開いているのがわかります。

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６．６． Master側とSlave側の動作

１） Master側

Userスイッチを押すごとに送信BufferにセットされているデータがSlave側に送信されます。最初は送信Bufferに

“LD6 OFF\0” がセットされています。

送信と同時に、8byte受信を行います。

Slave側は “LD6 ON\0\0” と “LD6 OFF\0” を交互にSlave送信Bufferにセットします。

Slave側の初期値は “LD6 ON\0\0” がセットされています。

ａ） 一回目

“LD6 OFF\0” を送信します。Slave側はSlave送信Bufferにセットされているデータを送出します。

受信データが “LD6 ON\0\0” なので LD6(青)を点灯し、送信Bufferに “LD6 ON\0\0” をセットします。

ｂ） 二回目

“LD3 ON\0\0” を送信します。Slave側の送信Bufferには “LD6 OFF\0” がセットされています。

受信データが “LD3 OFF\0” なので LD6(青)を消灯し、送信Bufferに “LD3 OFF\0” をセットします。

２） Slave側

Master側から送信されたデータを受信します。

Slave側は “LD6 ON\0\0” を受信すると LD6(青)を点灯し、 “LD6 OFF\0” を受信するとLD6(青)を消灯します。

Slave側は “LD6 ON\0\0” と “LD6 OFF\0” を交互にSlave送信Bufferにセットします。

Slave側の初期値は “LD6 ON\0\0” がセットされています。

よって、Master側の Userスイッチを押すごとに、Master側、Slave側 共に LD6(青)を点灯/消灯を繰り返します。

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７． プロジェクトの構成

７．１． プロジェクトF4D_SPI2_Masterの起動画面

TrueSTUDIOで作成したプロジェクト F4D_SPI2_Masterを開いた状態を以下に示します。

左側のプロジェクト・エクスプローラーの F4D_SPI2_Masterを展開した状態です。

７．２． 追加したソース・フォルダとファイル

追加したソース・フォルダとファイルについて簡単に説明します。

１） Communicate_SPI_Master (ソース・フォルダ)

ａ） Communicate_SPI_Master .h Communicate_SPI_Master .c (ファイル)

接続相手との通信処理を記述しています。

Userスイッチが押されたとき、送信Bufferにセットされているデータを送信します。また、同時に受信を行います。

受信データを判定して、LD6(青)の点灯/消灯を行います。

２） Handles (ソース・フォルダ)

Peripheralの設定などを行っています。

ａ） HandleGPIO.h HandleGPIO.c (ファイル)

GPIO入出力の初期設定を記述しています。

ｂ） HandleSPI.h HandleSPI.c (ファイル)

SPIの初期化と SPI送受信の処理を記述しています。

ｃ） HandleTIM.h HandleTIM.c (ファイル)

タイマ割り込みを使用するために、タイマの初期設定を記述しています。

1mSecごとにタイマ割り込みが発生するように設定しています。

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３） UserPrograms (ソース・フォルダ)

LEDのための処理を記述しています。

ａ） UserPrograms.h UserPrograms.c (ファイル)

Status LED : LD4(緑) に使用している GPIOの初期設定と点滅処理を記述しています。

LD6(青) に使用している GPIOの初期設定を記述しています。

８． 主なモジュールの説明

８．１． ソース・フォルダ src内のファイル

ソース・フォルダ src内のファイルでプログラムを追加した主なファイルについて簡単に説明します。

１） main.c

ａ） main関数

プログラムはここから開始します。主に初期化処理関数を呼び出しています。

int main(void)

ｂ） 使用するクロックの初期化

void RCC_Configuration(void);

ｃ） GPIOの初期化

void Init_GPIOs(void);

２） stm32f4xx_it.h stm32f4xx_it.c

この Fileに割り込み処理を記述します。

本プロジェクトサンプルではTIM13とTIM14のタイマ割り込み処理およびSPI2の割り込み処理を記述しています。

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８．２． HandleSPI

１） SPIの初期化

//-------------------------------------------------------------

// Initialize SPI2

//-------------------------------------------------------------

//引数 ：

// uint16_t uint16_SPI_Mode : Master/Slave選択

// Master : SPI_Mode_Master

// Slave : SPI_Mode_Slave

//-------------------------------------------------------------

void InitializeSPI2(uint16_t uint16_SPI_Mode);

２） SPI Master送受信

送信bufferに格納されたデータを指定データ数送信します。

//-----------------------------------------

// SPI2 Master送受信

//-----------------------------------------

//引数 ：

// int16_t int16_NSS_OnOff : 送信終了時NSS ON/OFF選択

// 0 : 送信後 NSSをOFFにする。

// 1 : 送信後 NSSをONのままにする。

//戻り値 ：

// 0 : OK

// 1 : NG

int16_t SPI2_Master_TxRxByte(int16_t int16_NSS_OnOff);

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８．３． HandleTIM

１） TIM13とTIM14の初期化

タイマ割り込みのためにTIM13とTIM14を初期化してインターバルをセットします。

1mSecごとに割り込みがかかるように設定しています。

以下の関数の引数にTIM13またはTIM14用のパラメータを指定してTIM13またはTIM14を初期化します。

//------------------------------------------------------------------------------

// TIMxx初期化

//------------------------------------------------------------------------------

//引数 ：

// TIM_TypeDef *TIMxx : TIM選択

// uint32_t RCC_APB1Periph_TIMxx : specifies the APB1 peripheral to gates its clock.

// uint16_t uint16_TIMxx_CCR1 : TiMxx CH1のインターバル

//------------------------------------------------------------------------------

void InitializeTIMxx(TIM_TypeDef *TIMxx, uint32_t RCC_APB1Periph_TIMxx, uint16_t uint16_TIMxx_CCR1);

２） タイマ割り込み許可

以下の関数の引数に希望するTIMxx用のパラメータを指定して割り込みを許可します。

//-----------------------------------------------------------------------------------

// TIMxx割り込み許可

//-----------------------------------------------------------------------------------

//引数 ：

// uint32_t RCC_APB1Periph_TIMxx : specifies the APB1 peripheral to gates its clock.

// uint8_t TIMxx_IRQn : STM32 specific Interrupt Numbers

//-----------------------------------------------------------------------------------

void EnableIrqTIMxx(uint32_t RCC_APB1Periph_TIMxx, uint8_t TIMxx_IRQn);

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８．４． UserPrograms

UserPrograms.hには LEDに使用するGPIOに対する定義を記述してあります。

以下に、UaerPrograms.cに記述している関数の説明を記します。

１） LEDに使用するGPIOの初期化(共通処理)

GPIO番号とピン番号を指定して I/Oを初期化します。

//----------------------------------------------------------------

// LEDポート初期化

//----------------------------------------------------------------

//引数 ：

// GPIO_TypeDef *GPIOx : GPIOポート指定

// uint16_t GPIO_Pin_x : GPIOピン指定

//----------------------------------------------------------------

void InitializePortLED(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin_x);

２） LEDの点滅処理(共通処理)

GPIO番号とピン番号などを指定して 希望のLEDの点滅処理を行います。

//----------------------------------------------------------------

// LED点滅 : 点灯/消灯 切り替え

//----------------------------------------------------------------

// 点灯/消灯 を切り替えると同時に 点灯時間/消灯時間 をセットする。

//----------------------------------------------------------------

//引数 ：

// GPIO_TypeDef *GPIOx : GPIOポート指定

// uint16_t GPIO_Pin_x : GPIOピン指定

// int16_t *pint16_OnOff : ON/OFF状態

// 0 : OFF

// 1 : ON

// uint16_t *puint16_Timer : 点灯時間/消灯時間をセットする変数のポインタ

// uint16_t uint16_TimeON : 点灯時間

// uint16_t uint16_TimeOFF : 消灯時間

//----------------------------------------------------------------

void BlinkLED(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin_x,

int16_t *pint16_OnOff, uint16_t *puint16_Timer,

uint16_t uint16_TimeON, uint16_t uint16_TimeOFF);

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３） LEDに使用する I/Oの初期化

ａ） StatusLED : LD4(緑)

//----------------------------------------------------------------

// Status LEDポート初期化 : LD4(緑)

//----------------------------------------------------------------

void InitializePortStatusLED(void);

ｂ） LD6(青)

//----------------------------------------------------------------

// LD6(青) ポート初期化

//----------------------------------------------------------------

void InitializePortLD6(void);

４） StatusLED : LD4(緑)の点滅

//----------------------------------------------------------------

// Status LED点滅 : LD4(緑) : 点灯/消灯 切り替え

//----------------------------------------------------------------

// Timer2割り込み内でGLB_uint16_vBlinkTimerStatusLEDをデクリメントする。

// GLB_uint16_vBlinkTimerStatusLEDが0になった時、呼び出される。

//----------------------------------------------------------------

// 点灯/消灯 を切り替えると同時に 点灯時間/消灯時間 をセットする。

//----------------------------------------------------------------

//引数 ：

// uint16_t uint16_TimeON : 点灯時間

// uint16_t uint16_TimeOFF : 消灯時間

//----------------------------------------------------------------

void BlinkStatusLED(uint16_t uint16_TimeON, uint16_t uint16_TimeOFF);

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８．５． Communicate_SPI_Master

１） SPIの初期化

//------------------------------------------------------

// SPI2をMasterモードに初期化

//------------------------------------------------------

void Initialize_SPI2_Mode_Master(void);

２） SPI Master通信処理

SPI Master送受信を行います。

//------------------------------------------------------

// SPI2 Master通信

//------------------------------------------------------

// Userスイッチが押されたとき、データを8byte送信して、

// その時、受信したデータを送信Bufferにセットする。

//------------------------------------------------------

int16_t Communicate_SPI2_Master(void)

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改訂履歴

Ｖ００１ ２０１４／０６／２３ 初版