として使うわけです。CCS-Cと組み合わせれば

「PIC_Practice」フォルダができますので、これを C:ドライブに移動すれば使えます。

リスト chap_1
/******************************************** ***** ファイル名:main.c (project: chap_1) ***** RS232C送受信(受信は割り込みによる) *********************************************/ #include <16F1827.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #FUSES INTRC_IO, NOWDT, PUT, NOBROWNOUT, NOLVP // 内蔵発振器 #use delay(clock=16000000) // クロックを指定する // RS232Cのボーレート、パリティ無し、8ビットを指定し、送受信ビットのピン位置を指定する #use rs232(baud=19200,parity=N,xmit=PIN_B5,rcv=PIN_B2,bits=8,stream=PORT1) #use fast_io(A) #use fast_io(B) //======== 入出力のポート定義 ======== #define LED_1 PIN_A2 #define LED_2 PIN_A3 #define LED_3 PIN_A4 #define LED_4 PIN_B0 #define LED_5 PIN_B3 #define SW_1 PIN_A6 #define SW_2 PIN_A7 const char verStr[] = "chap_1_16F1827"; //======== RS232C(USART)での変数 ======== int8 Rnum = 0; // 受信文字数 char Rbuf[22]; // 受信バッファー int1 Rcmflg = FALSE; // コマンド受信フラグ #include "SciCommand.c" //======== RS232C(USART) 受信割込み処理 ======== #int_rda void isr_rcv() { char data; data = getc(); // 受信文字の取得 if (data == 0x0d || data == 0x0A) // CRまたはLFか { Rbuf[Rnum] = 0; // 受信文字列のターミネータを入れる Rcmflg = TRUE; // 受信コマンド有りのフラグを立てる } else { Rbuf[Rnum] = data; // 受信文字をバッファーへ入れる Rnum++; // インデックスをインクリメントする if (Rnum > 20) Rnum = 0; // 20文字を超えたら無視する } } void main() { setup_oscillator(OSC_16MHz); // OSC の設定 set_tris_a(0b11100011); // Port_A モード設定 output_a(0x00); set_tris_b(0b11010110); // Port_B モード設定 output_b(0x00); enable_interrupts(INT_RDA); // RS232C(USART)受信割込みを許可 enable_interrupts(GLOBAL); // 割込み全体を許可する printf("Hello!\r"); while(true) { exe_command(); // RS232Cのコマンドが有れば実行する } } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /****************************************** ***** ファイル名:SciCommand.c ***** RS232C の受信コマンドの実行をする *******************************************/ void dspHelp(void) // Help、メニューの表示 { printf("Tx |Test:0~5\r"); printf("V |Version\r",); printf("? |Help\r"); } void dspnsup(void) // サポートしていないコマンドの場合に表示する { puts("?"); } //================ コマンドの実行処理 ================ void exe_command(void) { char *p, c; if ((Rnum==0) || (Rcmflg==False)) return; // コマンドを受信していなければ、即リターン p = Rbuf; switch(c = toupper(*p++)) { // 最初の一文字を取り出す(c) case 'T': // for Test switch(c = toupper(*p++)) { case '0': output_a(0x00); output_low(LED_4); // LED1~LED3, LED4 の消灯 puts("LED1~4 OFF"); break; case '1': output_a(0x1C); output_high(LED_4); // LED1~LED3, LED4 の点灯 puts("LED1~4 ON"); break; case '2': printf("PortA_Input:%2X\r\n", input_a()); // PortAの入力 break; case '3': // コマンド追加予備 break; case '4': // コマンド追加予備 break; case '5': // コマンド追加予備 break; default : dspnsup(); break; } break; case 'V': printf("%s\r",verStr); break; // バージョン表示 case '?': dspHelp(); break; // Help、メニューの表示 default : dspnsup(); break; } Rnum = 0; // 受信文字数をクリアする Rcmflg = False; // コマンド受信フラグをクリアする }

次に、MPLABを起動して下さい。立ち上がりましたら、メニューの「Project - Project Wizard...」をクリックします。



Step1でDevice をPIC16F1827に設定し、Step2 で Language Toolsuite を CCS-C とします。
MPLAB Plug-in のインストールができていれば、上記のように、CCS-Cが選択できます。



Step3で、Project File を Browse してchap_1.mcp 作成し、Step4で、main関数のある main.c のみを Add します。以上で新プロジェクトの設定は完了です。「次へ」をクリックして行ってください。

新プロジェクトが立ち上がります。メニュー「View」のProject と Output にチェックを入れ、またMemory Usage Gauge を見れるようにします。また、図のように、「Build Configration」を必ず Debug から Release にしてください。



「Other Files」 を右クリックして SciCommand.c を取り込みます。この時 SciCommand.c を Source Files に入れるとコンパイルエラーとなります。これは、SciCommand.c が main.c の中で #include されているからです。SciCommand.c を Source Files に入れることも可能ですが、そうするためにはそのように記述する必要があります。この一連の演習プロジェクトでは、main.c 以外のソースファイル(.c)は全てOther Files に入れます。ファイル名をダブルクリックすると、エディタ画面で編集できるようになります(下図)。



メニューの 「Project - Build All」を実行するとコンパイルが実行され、Output 画面に、BUILD SUCCEEDED が表示されれば、成功です。プロジェクトフォルダに、「main.hex」ファイルができているはずです。
ターゲットに書き込むために、下図のように接続してください。PICkit 3 の USBケーブルをパソコンに接続し、そしてターゲットの電源を入れて置きます。



下図の左のように、メニュー「Programmer」をクリックし、Select Programmer から、PICkit 3 を選択します。PICkit 3 を接続していなければアクティブにならず選択できないのでご注意ください。PICkit 4 を使用する方は、MPLAB IPE を使用しての書き込みになりますので、以降の PICkit 3 を PICkit 4 による書き込みに、読み替えてください。（PICkit 3, 4 の接続比較図）
選択すると接続が始まり、「Voltage Caution」が出ますが「OK」を押して左下の表示となれば接続が完了したことになります。同時に「Program, Read, Verify ・・・」などのメニューバーが使えるようになります。
　もし接続できない場合は、Select Programmer から一旦 None を選択し、つぎに先にインストールしている [ MPLAB IPE ] を起動して接続してください。以降はこのデバイスに関しては、持続的に MPLAB から認識できます。IPE を終了して再度、Select Programmer から PICkit 3 を選択して接続して下さい。
次に書き込みです。下図の右のように「Program」(または、Programmer - Program)をクリックすると現プロジェクトの HEXファイルが書き込まれて、完了するとターゲットは動作を開始(RUN)します。



さて、いよいよターゲットとの対話です。上の写真の接続では、USBシリアルケーブル(パソコンにポートがあればストレートケーブル)を接続していますのでターゲットと通信できます。テラタームを起動して 下図の設定をしてください。左図は「編集 - シリアルポート」、右図は「設定 - 端末」で行い、記入されているように設定します。ポート番号は、「デバイス マネージャ」の「ポート(COMとLPT) 」を参照すると分かりますからそれに合わせます。「デバイス マネージャ」の開き方はOSにより違いがあります。ネットで「デバイスマネージャーの開き方」を検索してください。



メニュー「設定 - ウインドウ」で下図の左の画面となり、ディフォルトの黒画面から白に変更できます。これらの一連の設定が終了したら、「設定 - 設定の保存」を実行します。



上図の右が、実際に通信している画面です。「?　次に Enter」で、メニューがでます。このサンプルコードでは、T0, T1, T2 のテストコマンドを入れています。画面に青字でコメントしているように動作します。コマンド T2 は、ターゲット基板のSWを実際に操作しながら結果を見ています。ポート(RA)の第7, 6 ビットが操作に応じて変わっていることが確認できます。回路図を参照して下さい。
演習のスタートですので、最小限のコードです。「Ｃ言語によるPICプログラミング入門」をマニュアルとして使いながら読んでみましょう。PIC に必要なＣ言語を、ここまでコンパクトにまとめてあるものは、他には知りません。

RS232Cを送受信に使えるようにするには、下の一行の記入で済みます。
#use rs232(baud=19200,parity=N,xmit=PIN_B5,rcv=PIN_B2,bits=8,stream=PORT1)
この記入で、送受共にできますが、受信割り込みを設定するには main()関数の初めに・・・
enable_interrupts(INT_RDA);　　 // RS232C(USART)受信割込みを許可
enable_interrupts(GLOBAL); 　　 // 割込み全体を許可する
・・・記述が必要です。

「Ｃ言語」は比較的易しいです。それでも、実際に自分が書いたコードをコンパイルしてターゲットに書き込み、通信しながら動作を確認していかないと、書籍だけを読んでいても行き詰まってしまいます。コーディングを始めたばかりの方が良く陥ることは、自分で新しい「Ｃ言語の文法」を作っていることです(笑い)。コンパイラは書き手の思いまでは受け止めてくれませんので、上記の書籍を手元に置いて常に参照してください。書籍が手垢でかなり汚れてきたら、まずまず自分のものになってきていると思います。

「main.c」「SciCommand.c」は、それぞれ今のところ最小限の記述をしています。今後、これに必要なものを次々に追加していきます。自分で追加した場合、コンパイル可能なブロックを入力した時にすぐにコンパイルしてみることを強く勧めます。多くを入力してエラーが出た場合は、エラー文が続々と出て、何が悪いのか判断するのが困難になります(これはどの言語のどのコンパイラでも同じ)。「MPLAB + CCS-C」のコンパイルに要する時間はとても短いので、とことん繰り返して良いと思います(これが、この組み合わせを選択した一つの理由です)。コードにはできるだけ日本語でコメントを入れていますので、それを参考にして解読してください。

ここでは、RS232Cの受信に割り込みを使っています。パソコンから一文字一文字送られて来るたびに、割り込み関数 void　isr_rcv() が起動されます。受信バッファーとして、char　Rbuf[22]; があり、その一文字をこのバッファーに入れて行きます。もし受信した一文字が CR(Enter) か LF の場合は、文字列のターミネータである \0(Null) をバッファーに入れて、 コマンド受信フラグ(Rcmflg)を true にします。一方、void main()は・・・
　　while(true)
　　{
　　　　exe_command();　　 // RS232Cのコマンドが有れば実行する
　　}
・・・となっており、常時 exe_command() を実行しています。その void exe_command() のトップで、Rcmflg が false ならば直に戻ります。true の場合は・・・
　p = Rbuf;
　switch(c = toupper(*p++)) {　　 // 最初の一文字を取り出す(c)
　　　case 'T':　 // for Test
　　　　　switch(c = toupper(*p++)) {
　　　　　　　case '0': output_a(0x00); output_low(LED_4);　　 // LED1~LED3, LED4 の消灯
　　　　　　　puts("LED1~4 OFF");
　　　　　　　break;
　　　　　　　・
　　　　　　　・
・・・受信バッファー(Rbuf)の先頭からの文字を見て(switch文)、該当するコマンドが有るかを case文で処理します。処理後は・・・
　Rnum = 0;　　　　 // 受信文字数をクリアする
　Rcmflg = False; 　　// コマンド受信フラグをクリアする
・・・として、初期状態にします。
受信文字は小文字であっても、標準文字処理関数の toupper で全て大文字にして処理しています。コマンド追加予備としての、T3, T4, T5 を使って色々な作業を追加してテストしてください。いわゆる遊んでみることが大切です。

ここでは、RS232Cの受信の処理に、いきなりポインタを使っていますが、もし分からない場合は構いませんから、そのままオマジナイとして使ってください (使える物は使って、後で解釈すれば良い)。ただ言えることは、ここでの p は char のポインタ(アドレス)であり、あるアドレスを指しているのでポインタといい、*p は、そのアドレスにある中身(実体)を表しています。ポインタをインクリメント(++)すると、この場合は次の文字を指します。また、配列( Rbuf[22])の名前(Rbuf)は、その配列のトップアドレスを表しています。ですので、p = Rbuf; とすることで、配列のトップアドレスをポインタに代入していることになります。


2. インターバルタイマーを組み込む
前と同様に学習用のフォルダ「C:\PIC_Practice\chap_2」を作成して下さい。このフォルダ「chap_2」の中に次の２つのファイルを入れて下さい。 main.c と SciCommand.c の作成方法は、前述の通りです。ファイルの名称は、chap_1 と同じですが、中身は違いますので注意してください。LCDは使いませんが、接続したままでも問題ありません。

リスト chap_2
/*************************************** ***** main.c (project: chap_2) ***** RS232C送受信・Timer1,2割り込み ****************************************/ #include <16F1827.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #FUSES INTRC_IO, NOWDT, PUT, NOBROWNOUT, NOLVP // 内蔵発振器 #use delay(clock=16000000) // クロックを指定する // RS232Cのボーレート、パリティ無し、8ビットを指定し、送受信ビットのピン位置を指定する #use rs232(baud=19200,parity=N,xmit=PIN_B5,rcv=PIN_B2,bits=8,stream=PORT1) #use fast_io(A) #use fast_io(B) //======== 入出力のポート定義 ======== #define LED_1 PIN_A2 #define LED_2 PIN_A3 #define LED_3 PIN_A4 #define LED_4 PIN_B0 #define LED_5 PIN_B3 #define SW_1 PIN_A6 #define SW_2 PIN_A7 const char verStr[] = "chap_2_16F1827"; //======== タイマーで使う変数 ======== int32 Cnt100us; // 100us Counter int32 Cnt100ms; // 100ms Counter int16 SecNum = 0; // SEC Counter int16 SecNum2 = 0; // SEC Counter2 int1 F = FALSE; // for Test int1 F2 = FALSE; // for Test //======== RS232C(USART)での変数 ======== int8 Rnum = 0; // 受信文字数 char Rbuf[22]; // 受信バッファー int1 Rcmflg = FALSE; // コマンド受信フラグ #include "SciCommand.c" //======== RS232C(USART) 受信割込み処理 ======== #int_rda void isr_rcv() { char data; data = getc(); // 受信文字の取得 if (data == 0x0d || data == 0x0A) // CRまたはLFか { Rbuf[Rnum] = 0; // 受信文字列のターミネータを入れる Rcmflg = TRUE; // 受信コマンド有りのフラグを立てる } else { Rbuf[Rnum] = data; // 受信文字をバッファーへ入れる Rnum++; // インデックスをインクリメントする if (Rnum > 20) Rnum = 0; // 20文字を超えたら無視する } } //======== タイマー割り込み処理 ======== ///// TIMER Constants #define T1PS 15536 // 65536(0x10000)-15536 = 50000 //Actual measurement -> 100ms // Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer1 IN) // DIV:1/8 -> 0.5MHz(T:2.0uS) // 50000 x 2.0us = 100ms #int_timer1 void isr1() // 100ms Interrupt OK { static int8 n; set_timer1(T1PS); ++Cnt100ms; if (++n >= 10) { // 10:1sec OK, Use this for 1sec timer n = 0; ++SecNum; } //for Test if (F == FALSE) {output_high(LED_5); F = TRUE;} else {output_low(LED_5); F = FALSE;} } #define T2PR 100 // Period:0~255 #define T2PO 4 // Postsscale:1~16 for INT times of OV // Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer2 IN) // DIV:1/1 -> 4.0MHz(T:0.25uS) DIV=Prescaler // 0.25us x 100 x 4 = 100us //Actual measurement -> 100us #int_timer2 void isr2() // 100us Interrupt OK { static int16 n; ++Cnt100us; // 100us counter if (++n >= 10000) { // 10000:1sec OK, Use this for 1sec timer n = 0; ++SecNum2; } //for Test if (F2 == FALSE) {output_high(LED_4); F2 = TRUE;} else {output_low(LED_4); F2 = FALSE;} } void main() { setup_oscillator(OSC_16MHz); // OSC の設定 set_tris_a(0b11100011); // Port_A モード設定 output_a(0x00); set_tris_b(0b11010110); // Port_B モード設定 output_b(0x00); setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_8); // Timer1(100ms)の設定 setup_timer_2(T2_DIV_BY_1,T2PR,T2PO); // Timer2(100us)の設定 enable_interrupts(INT_TIMER1); // Timer1の割り込みを許可 enable_interrupts(INT_TIMER2); // Timer2の割り込みを許可 enable_interrupts(INT_RDA); // RS232C(USART)受信割込みを許可 enable_interrupts(GLOBAL); // 割込み全体を許可する printf("Hello!\r"); while(true) { exe_command(); // RS232Cのコマンドが有れば実行する } } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /****************************************** ***** SciCommand.C ***** RS232C の受信コマンドの実行をする *******************************************/ void dspHelp(void) // Help、メニューの表示 { printf("Tx |Test:0~5\r"); printf("V |Version\r",); printf("? |Help\r"); } void dspnsup(void) // サポートしていないコマンドの場合に表示する { puts("?"); } //================ コマンドの実行処理 ================ void exe_command(void) { char *p, c; if ((Rnum==0) || (Rcmflg==False)) return; // コマンドを受信していなければ、即リターン p = Rbuf; switch(c = toupper(*p++)) { // 最初の一文字を取り出す(c) case 'T': // for Test switch(c = toupper(*p++)) { case '0': output_a(0x00); output_low(LED_4); // LED1~LED3, LED4 の消灯 puts("LED1~4 OFF"); break; case '1': output_a(0x1C); output_high(LED_4); // LED1~LED3, LED4 の点灯 puts("LED1~4 ON"); break; case '2': printf("PortA_Input:%2X\r\n", input_a()); // PortAの入力 break; case '3': printf("SecNum: %lu\r\n", SecNum); // SecNum の表示 break; case '4': printf("SecNum2: %lu\r\n", SecNum2); // SecNum2 の表示 break; case '5': // コマンド追加予備 break; default : dspnsup(); break; } break; case 'V': printf("%s\r",verStr); break; // バージョン表示 case '?': dspHelp(); break; // Help、メニューの表示 default : dspnsup(); break; } Rnum = 0; // 受信文字数をクリアする Rcmflg = False; // コマンド受信フラグをクリアする }

前のプロジェクト chap_1.mcp を立ち上げて置いて、メニュー Project - New で chap_2 のプロジェクトを作ります。設定は、前回と同様です。
main.c は、プロジェクト画面の Source Files 上で右クリックして Addし、 SciCommand.c は、Other Files上で右クリックして Add します。



前のプロジェクトと同様のやり方で、コンパイルして、PICに書き込んでください。RS232Cでの確認の様子を下図に示します。


それぞれの周期を確認するため、割り込みごとに、LEDを点滅させています。タイマ１は LED_5 を、タイマ２は LED_4 を点滅させます。そのLED制御のポートの端子にオシロスコープを接続して測定した波形が下図です。LED_5は、１秒に５回の点滅ですから、目で点滅が見えますが、LED_4は点灯しきりに見えます(実際は１秒に5000回点滅している)。この点灯しきりに見えるタイマ２を10,000回カウントすると１秒になりますが、ソフトの練習として、タイマ１のやり方を参考にしてLED_4を点滅させてストップウォッチで計測すると、オシロスコープが無くともタイマーの時間の確認ができますので、挑戦して見て下さい。



100ms と 100us の正確なインターバルタイマーは、あらゆる場面に使うことが多いです。カウンタとして int32 を使っていますから、4,294,967,295回までカウントできます。100msなら119,304.6時間(4,971日)ですから、長時間の監視ができます。100us(0.1ms)は、例えばスイッチが5秒間押され続けた時にモードを変えるとか、20ms未満の押しは無視するとかを実現する時に利用できるので、ユーザーインターフェイスを作る時にとても重宝します。他の目的にタイマ１・タイマ２を使用しない限りは、このインターバルタイマーは常に搭載して利用することが多いです。搭載しておいても、それほど多くのROMは食わないですから・・・。それぞれのタイマーの設定値の算出法については、それぞれの割り込み処理関数の上にレム文として書き込んでおり、必要な定数を #define していますので、それについて説明します。
;-------------------
【タイマ１】
#define　 T1PS　 15536
// 65536(0x10000)-15536 = 50000　　　　�C
// Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer1 IN)　 �@
// DIV:1/8 -> 0.5MHz(T:2.0uS)　　　　　 �A
// 50000 x 2.0us = 100ms　　　　　　　　�B
65536でオーバーフローして割り込みが掛かるので、割り込みルーチンの中で定数:T1PSをセットすれば、(65536 - T1PS)のカウント後に割り込みが掛かります、そのT1PSの算出は次の通りです。�@のクロックが入ります。プリスケーラを1/8とするとクロックは�Aとなります。目的の100msにするには�Bの計算で 50000でなります。その 50000をカウントさせるためには、割り込みの中で、�Cの計算で出た 15536を設定すれば良い事になります。 Foscを変える時には、プリスケーラを調整するなどして合うようにします。ここで定義した T1PS は、割り込みの中で set_timer1(T1PS); として設定します。
;-------------------
【タイマ２】
#define　 T2PR 　100　　　　　 // Period:0~255
#define　 T2PO　 4 　　　　　　// Postsscale:1~16　　 for INT times of OV
// Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer2 IN)　�@　　　　　　　
// DIV:1/1 -> 4.0MHz(T:0.25uS) 　　　　 �A
// 0.25us x 100 x 4 = 100us 　　　　　　 �B
タイマ２は、プリスケーラ(DIV)と、２つの定数:T2PR, T2PO で割り込み周期を決めます。T2PR の範囲は 0〜255であり、T2PO の範囲は 1〜16です。�@のクロックが入り、プリスケーラを1/1とするとクロックは�Aとなります。目的の100usとするには、(クロック周期 x T2PR x T2PO) = 100usとなるように T2PR, T2PO を調整します。
ここで出た DIV, T2PR, T2PO は、main() の初期設定で setup_timer_2(T2_DIV_BY_1, T2PR, T2PO); とします。

RS232Cの受信割り込みとTIMER1, TIMER2 の割り込みを実現するため、main() 関数の初めに・・・
setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_8);　　 // Timer1(100ms)の設定
setup_timer_2(T2_DIV_BY_1,T2PR,T2PO); 　　　　// Timer2(100us)の設定
enable_interrupts(INT_TIMER1); 　　　　　　　　 // Timer1の割り込みを許可
enable_interrupts(INT_TIMER2); 　　　　　　　　 // Timer2の割り込みを許可
enable_interrupts(INT_RDA); 　　　　　　　　　　// RS232C(USART)受信割込みを許可
enable_interrupts(GLOBAL); 　　　　　　　　　　 // 割込み全体を許可する
・・・の記述が必要です。

リスト chap2_1
/***************************************** ***** main.c (project: chap2_1) ***** RS232C送受信・Timer0,1,2,4,6割り込み ******************************************/ #include <16F1938.h> #device adc=10 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #FUSES INTRC_IO //Inernal RC Oscillator & Enable I/O(RA6,RA7) #FUSES NOWDT //No Watch Dog Timer #FUSES WDT_SW //No Watch Dog Timer, enabled in Software #FUSES PUT //Power Up Timer #FUSES MCLR //Master Clear pin enabled #FUSES NOBROWNOUT //No brownout reset #FUSES NOLVP //No low voltage prgming, B3(PIC16) or B5(PIC18) used for I/O #FUSES BORV25 //Brownout reset at 2.5V #use delay(clock=16000000) #use rs232(baud=19200,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits=8,stream=PORT1) #define LED PIN_C0 #define DELAY 200 #use fast_io(A) #use fast_io(B) #use fast_io(C) const char verStr[] = "16F1938 Test1"; //======== Declaration MAIN Valuable ======== int32 Cnt100us; // 100us Counter int32 Cnt100usA; // 100us Counter_A(use in ChkInputPin) int32 Cnt100usM; // 100us Counter_M(use in MTR control) int8 SecNum = 0; // SEC Counter //======== USART Valuable ======== int8 Rnum = 0; // Receive Number char Rbuf[22]; // Receuve Buffer int1 Rcmflg = FALSE; // Command Receive Flag #include "SciCommand.c" //======== USART receive Interrupt Process ======== #int_rda void isr_rcv() { char data; data = getc(); // Get RCV char if (data == 0x0d || data == 0x0A) // CRorLF? { Rbuf[Rnum] = 0; // String tarminator Rcmflg = TRUE; // RCV CMD Flag On } else { Rbuf[Rnum] = data; // To buffer Rnum++; // Increment Index if (Rnum > 20) Rnum = 0; // Check Upper Limit } } //======== Timer Interrupt Process ======== ///// TIMER0 Constants & Interrupt #define T0PS 100 // 256 - 100 = 156 //Actual measurement -> 9.984ms // Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer1 IN) // DIV:1/256 -> 15.625KHz(T:64.0uS) DIV=(1/1,2,4,8,16,32,64,128,256) // 156.25 x 64.0us = 10ms 小数点以下の値の分だけ誤差になる #int_timer0 void isr0() // 9.984ms Interrupt OK { static int8 n; set_timer0(T0PS); if (++n >= 50) { // 50 x 9.984 = 499.2ms //for Test output_toggle(LED); n = 0; } } ///// TIMER1 Constants & Interrupt #define T1PS 15536 // 65536 - 15536 = 50000 //Actual measurement -> 100ms // Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer1 IN) // DIV:1/8 -> 0.5MHz(T:2.0uS) // 50000 x 2.0us = 100ms #int_timer1 void isr1() // 100ms Interrupt OK { static int8 n; set_timer1(T1PS); //for Test output_toggle(PIN_A2); if (++n >= 10) { // 10:1sec OK, Use this for 1sec timer n = 0; ++SecNum; } } // Timer2/4/6 モジュールは、類似した TIMER2型で、設定法は同じです ///// TIMER2 Constants & Interrupt #define T2PR 100 // Period:0~255 #define T2PO 4 // Postsscale:1~16 for INT times of OV // Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer2 IN) // DIV:1/1 -> 4.0MHz(T:0.25uS) DIV=Prescaler(1/1,1/4,1/16,1/64) // 0.25us x 100 x 4 = 100us //Actual measurement -> 100us #int_timer2 void isr2() // 100us Interrupt OK { ++Cnt100us; // 100us counter ++Cnt100usA; // used in ChkInputPin ++Cnt100usM; // used in MTR control //for Test output_toggle(PIN_A3); } ///// TIMER4 Constants & Interrupt #define T4PR 150 // Period:0~255 #define T4PO 4 // Postsscale:1~16 for INT times of OV // Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer2 IN) // DIV:1/1 -> 4.0MHz(T:0.25uS) DIV=Prescaler(1/1,1/4,1/16,1/64) // 0.25us x 150 x 4 = 150us //Actual measurement -> 150us #int_timer4 void isr4() // 150us Interrupt OK { //for Test output_toggle(PIN_A4); } ///// TIMER6 Constants & Interrupt #define T6PR 200 // Period:0~255 #define T6PO 4 // Postsscale:1~16 for INT times of OV // Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer2 IN) // DIV:1/1 -> 4.0MHz(T:0.25uS) DIV=Prescaler(1/1,1/4,1/16,1/64) // 0.25us x 200 x 4 = 200us //Actual measurement -> 200us #int_timer6 void isr6() // 200us Interrupt OK { //for Test output_toggle(PIN_A5); } void main() { setup_oscillator(OSC_16MHz); set_tris_a(0b00000011); // Port_A Mode Set set_tris_b(0b00111111); // Port_B Mode Set set_tris_c(0b10011000); // Port_C Mode Set port_b_pullups(0b11111111); setup_timer_0(RTCC_INTERNAL|RTCC_DIV_256); // 9.98ms setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_8); // 100ms setup_timer_2(T2_DIV_BY_1,T2PR,T2PO); // 100us setup_timer_4(T4_DIV_BY_1,T4PR,T4PO); // 150us setup_timer_6(T4_DIV_BY_1,T6PR,T6PO); // 200us setup_comparator(NC_NC_NC_NC); enable_interrupts(INT_TIMER0); enable_interrupts(INT_TIMER1); enable_interrupts(INT_TIMER2); enable_interrupts(INT_TIMER4); enable_interrupts(INT_TIMER6); enable_interrupts(INT_RDA); enable_interrupts(GLOBAL); printf("Hello!\r"); while(true) { exe_command(); // Execute RS232C Command } } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /*********************************** * SciCommand.c * SCI Command Execute & Response ************************************/ void dspHelp(void) // Help { printf("Tx |Test:0~1\r"); printf("V |Version\r",); printf("? |Help\r"); } void dspnsup(void) // for the command that is not supported { puts("?"); } //================ Main process of execute command ================ void exe_command(void) { char *p, c; int pb, s; if ((Rnum==0) || (Rcmflg==False)) return; p = Rbuf; switch(c = toupper(*p++)) { case 'T': // for Test switch(c = toupper(*p++)) { case '0': printf("SecNum:%u\r", SecNum); break; case '1': puts("Received 'T1' command"); break; default : dspnsup(); break; } break; case 'V': printf("%s\r",verStr); break; // Version case '?': dspHelp(); break; // Help default : dspnsup(); break; } Rnum = 0; // Receive Charcter number Rcmflg = False; // Command Receive Flag }

MPLAB を起動して、プロジェクトを作成します。作成法は、「動かしましょう-1」のはじめに詳しく説明いたしましたので参照してください。ただし、Project Wizard のDevice は「PIC16F1938」を選択しなければいけません、他は同様に進めてください。Project Wizard が終了すると新プロジェクトが立ち上がります。その画面のメニュー「View」のProject と Output にチェックを入れ、またMemory Usage Gauge を見れるようにします。また、図のように、「Build Configration」を必ず Debug から Release にしてください。
「Other Files」 を右クリックして SciCommand.c を取り込みます。この時 SciCommand.c を Source Files に入れるとコンパイルエラーとなります。これは前にも説明しましたが、SciCommand.c が main.c の中で #include されているからです。SciCommand.c を Source Files に入れることも可能ですが、そうするためにはそのように記述する必要があります。この一連の演習プロジェクトでは、main.c 以外のソースファイル(.c)は全てOther Files に入れます。ファイル名をダブルクリックすると、エディタ画面で編集できるようになります(下図)。

メニューの 「Project - Build All」を実行するとコンパイルが実行され、Output 画面に、BUILD SUCCEEDED が表示されれば、成功です。プロジェクトフォルダに、「main.hex」ファイルができているはずです。
ターゲットに書き込むために、下図のように接続してください。PICkit 3 の USBケーブルをパソコンに接続し、そしてターゲットの電源を入れて置きます。



メニュー「Programmer」をクリックし、Select Programmer から、PICkit 3 を選択します。PICkit 3 を接続していなければアクティブにならず選択できないのでご注意ください。
選択すると接続が始まり、「Voltage Caution」が出ますが「OK」を押してここの左下の表示となれば接続が完了したことになります(ただしDevice ID Revision = 00000003 となる)。 同時に「Program, Read, Verify ・・・」などのメニューバーが使えるようになります。
　もし接続できない場合は、Select Programmer から一旦 None を選択し、つぎに先にインストールしている [ MPLAB IPE ] を起動して接続してください。以降はこのデバイスに関しては、持続的に MPLAB から認識できます。IPE を終了して再度、Select Programmer から PICkit 3 を選択して接続して下さい。
次に書き込みです。接続でアクティブになった「Program」(または、Programmer - Program)をクリックすると現プロジェクトの HEXファイルが書き込まれて、完了するとターゲットは動作を開始(RUN)します。

次に、ターゲットとの対話です。上の写真の接続では、ストレートケーブルを接続していますが、USBシリアルケーブルでも勿論ＯＫです。テラタームを起動して 前章で説明した設定(赤の囲み)をしてください。


2. ロータリーSWの読み込みとLEDへの出力
学習用のフォルダ「C:\PIC_Practice\chap2_2」を作成し、その中に　main.c, SciCommand.c, を入れて下さい。下のリストの各ファイル の範囲をドラッグして選択し、メモ帳などのエディタに貼り付けて、名前を付けて保存で各ファイルを作ってください。

リスト chap2_2
/***************************************** ***** main.c (project: chap2_2) ***** デジタルSWの読み込みとLEDへの表示 ******************************************/ #include <16F1938.h> #device adc=10 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #FUSES INTRC_IO //Inernal RC Oscillator & Enable I/O(RA6,RA7) #FUSES NOWDT //No Watch Dog Timer #FUSES WDT_SW //No Watch Dog Timer, enabled in Software #FUSES PUT //Power Up Timer #FUSES MCLR //Master Clear pin enabled #FUSES NOBROWNOUT //No brownout reset #FUSES NOLVP //No low voltage prgming, B3(PIC16) or B5(PIC18) used for I/O #FUSES BORV25 //Brownout reset at 2.5V #use delay(clock=16000000) #use rs232(baud=19200,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits=8,stream=PORT1) #define LED PIN_C0 #define DELAY 200 #use fast_io(A) #use fast_io(B) #use fast_io(C) const char verStr[] = "16F1938 chap2_2"; #define MONI PIN_C0 //======== Declaration MAIN Valuable ======== int32 Cnt100us; // 100us Counter int32 Cnt100usA; // 100us Counter_A(use in ChkInputPin) int8 SecNum = 0; // SEC Counter //======== USART Valuable ======== int8 Rnum = 0; // Receive Number char Rbuf[22]; // Receuve Buffer int1 Rcmflg = FALSE; // Command Receive Flag #include "SciCommand.c" //======== USART receive Interrupt Process ======== #int_rda void isr_rcv() { char data; data = getc(); // Get RCV char if (data == 0x0d || data == 0x0A) // CRorLF? { Rbuf[Rnum] = 0; // String tarminator Rcmflg = TRUE; // RCV CMD Flag On } else { Rbuf[Rnum] = data; // To buffer Rnum++; // Increment Index if (Rnum > 20) Rnum = 0; // Check Upper Limit } } //======== Timer Interrupt Process ======== ///// TIMER1 Constants & Interrupt #define T1PS 15536 // 65536 - 15536 = 50000 //Actual measurement -> 100ms // Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer1 IN) // DIV:1/8 -> 0.5MHz(T:2.0uS) // 50000 x 2.0us = 100ms #int_timer1 void isr1() // 100ms Interrupt OK { static int8 n; set_timer1(T1PS); //for Test output_toggle(MONI); if (++n >= 10) { // 10:1sec OK, Use this for 1sec timer n = 0; ++SecNum; } } // Timer2/4/6 モジュールは、類似した TIMER2型で、設定法は同じです ///// TIMER2 Constants & Interrupt #define T2PR 100 // Period:0~255 #define T2PO 4 // Postsscale:1~16 for INT times of OV // Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer2 IN) // DIV:1/1 -> 4.0MHz(T:0.25uS) DIV=Prescaler(1/1,1/4,1/16,1/64) // 0.25us x 100 x 4 = 100us //Actual measurement -> 100us #int_timer2 void isr2() // 100us Interrupt OK { ++Cnt100us; // 100us counter ++Cnt100usA; // used in ChkInputPin //for Test //output_toggle(MONI); } void main() { char DSW_DT; setup_oscillator(OSC_16MHz); set_tris_a(0b00000011); // Port_A Mode Set set_tris_b(0b00111111); // Port_B Mode Set set_tris_c(0b10011000); // Port_C Mode Set port_b_pullups(0b11111111); setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_8); // 100ms setup_timer_2(T2_DIV_BY_1,T2PR,T2PO); // 100us enable_interrupts(INT_TIMER1); enable_interrupts(INT_TIMER2); enable_interrupts(INT_RDA); enable_interrupts(GLOBAL); printf("Hello!\r"); while(true) { DSW_DT = ~input_b(); // ロータリーSWの読み込み output_a(DSW_DT << 2); // PORTA のLEDに出力する exe_command(); // Execute RS232C Command } } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /*********************************** * SciCommand.c * SCI Command Execute & Response ************************************/ void dspHelp(void) // Help { printf("Tx |Test:0~1\r"); printf("V |Version\r",); printf("? |Help\r"); } void dspnsup(void) // for the command that is not supported { puts("?"); } //================ Main process of execute command ================ void exe_command(void) { char *p, c; int pb, s; if ((Rnum==0) || (Rcmflg==False)) return; p = Rbuf; switch(c = toupper(*p++)) { case 'T': // for Test switch(c = toupper(*p++)) { case '0': printf("SecNum:%u\r", SecNum); break; case '1': printf("SW_DT: %2X\r", DSW_DT); printf("SW_DT: %2X\r", ~DSW_DT); break; default : dspnsup(); break; } break; case 'V': printf("%s\r",verStr); break; // Version case '?': dspHelp(); break; // Help default : dspnsup(); break; } Rnum = 0; // Receive Charcter number Rcmflg = False; // Command Receive Flag }

MPLAB を起動して、プロジェクトを作成します。作成法は、先に紹介した通りです。
下図のように構成してください。

メニューの 「Project - Build All」を実行するとコンパイルが実行され、Output 画面に、BUILD SUCCEEDED が表示されれば、成功です。プロジェクトフォルダに、「main.hex」ファイルができているはずです。
先の例のように接続し、PICkit 3 の USBケーブルをパソコンに接続し、ターゲットの電源を入れて置き、書き込んでください。

このサンプルは、非常に単純です。タイマ1、タイマ２、RS232C も「chap2_1」と同じ設定で入れていますが具体的には使っていません。ですが、特にこれらが特別な他の用途がない限り、これらを入れておくと大変に便利です。
main関数の・・・

　　　while(true)
　　　{
　　　　　　DSW_DT = ~input_b();　　　　　　 // ロータリーSWの読み込み
　　　　　　output_a(DSW_DT << 2);　　　　 // PORTA のLEDに出力する

　　　　　　exe_command(); 　　　// Execute RS232C Command
　　　}

・・・の部分によって、ロータリーSWの数値が LEDに BCD (Binary Coded Decimal)で表示されていることが分かります。このような単純なプロジェクトの時に、「ビット演算子」や「シフト演算子」のテストを十分にされることをお勧めします
例えば、RS232Cのコマンド "T1"を入力するとテラタームの画面では・・・
T1
SW_DT: 09
SW_DT: F6
・・・と表示され、ロータリーSWの数値の状況を、そのまま読んだ値とリバース(1の補数)した値を比較して納得することができます(ロータリーSWの数値は、下の1桁)。
このように、RS232Cのモニタに自分のテスト用の短いプログラムを組み込んで様々なテストをして見てください。


3. LCD(ACM1602NI)への表示(I2C)
学習用のフォルダ「C:\PIC_Practice\chap2_2」を作成し、その中に　main.c, SciCommand.c, ACM1602_lib.c, ACM1602_lib.h を入れて下さい。下のリストの各ファイル の範囲をドラッグして選択し、メモ帳などのエディタに貼り付けて、名前を付けて保存で各ファイルを作ってください。もちろん、LCD(ACM1602NI)を取り付けておいてください。このLCDは、秋月電子工房さんで取り扱っています。

リスト chap2_3
/***************************************** ***** main.c (project: chap2_3) ***** LCD(ACM1602NI)への表示(I2C) ******************************************/ #include <16F1938.h> #include <stdio.h> #FUSES INTRC_IO, NOWDT, MCLR, PUT, NOBROWNOUT, NOLVP, BORV25 #use delay(clock=16000000) #use rs232(baud=19200,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits=8,stream=PORT1) #use i2c(MASTER, SDA=PIN_C4, SCL=PIN_C3, ADDRESS=0xa0, FORCE_HW) #use fast_io(A) #use fast_io(B) #use fast_io(C) #define MONI PIN_C0 const char verStr[] = "16F1938 chap2_3 LCD"; #include "ACM1602_lib.c" char TstStr[] = "ACM1602NI-DspTst"; //======== Declaration MAIN Valuable ======== int32 Cnt100us; // 100us Counter int32 Cnt100ms; // 100ms Counter int16 SecNum = 0; // SEC Counter int16 SecNumS = 0xF; //======== USART Valuable ======== int8 Rnum = 0; // Receive Number char Rbuf[22]; // Receuve Buffer int1 Rcmflg = FALSE; // Command Receive Flag #include "SciCommand.c" //======== USART receive Interrupt Process ======== #int_rda void isr_rcv() { char data; data = getc(); // Get RCV char if (data == 0x0d || data == 0x0A) // CRorLF? { Rbuf[Rnum] = 0; // String tarminator Rcmflg = TRUE; // RCV CMD Flag On } else { Rbuf[Rnum] = data; // To buffer Rnum++; // Increment Index if (Rnum > 20) Rnum = 0; // Check Upper Limit } } //======== Timer Interrupt Process ======== ///// TIMER Constants #define T1PS 15536 // 65536(0x10000)-15536 = 50000 //Actual measurement -> 100ms // Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer1 IN) // DIV:1/8 -> 0.5MHz(T:2.0uS) // 50000 x 2.0us = 100ms #define T2PR 100 // Period:0~255 #define T2PO 4 // Postsscale:1~16 for INT times of OV // Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer2 IN) // DIV:1/1 -> 4.0MHz(T:0.25uS) DIV=Prescaler // 0.25us x 100 x 4 = 100us //Actual measurement -> 100us #int_timer1 void isr1() // 100ms Interrupt OK { static int8 n; set_timer1(T1PS); ++Cnt100ms; if (++n >= 10) { // 10:1sec OK, Use this for 1sec timer n = 0; ++SecNum; } //for Test output_toggle(MONI); } #int_timer2 void isr2() // 100us Interrupt OK { ++Cnt100us; // 100us counter //for Test //output_toggle(MONI); } void main() { setup_oscillator(OSC_16MHz); // OSC selected set_tris_a(0b00000011); // Port_A Mode Set output_a(0b00000000); set_tris_b(0b00111111); // Port_B Mode Set set_tris_c(0b10011000); // Port_C Mode Set port_b_pullups(0b11111111); setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_8); setup_timer_2(T2_DIV_BY_1,T2PR,T2PO); // 100us enable_interrupts(INT_TIMER1); enable_interrupts(INT_TIMER2); enable_interrupts(INT_RDA); enable_interrupts(GLOBAL); // Set for I2C output_float(PIN_C3); // SCL output_float(PIN_C4); // SDA acmLCD_Init(); // 注！LCDを付けていないと戻ってこない acmLCD_Clear(); acmLCD_SetCursor(0, 1); acmLCD_Puts(TstStr); printf("Hello!\r"); while(true) { if (SecNum != SecNumS) { acmLCD_SetCursor(0, 0); printf(acmLCD_Putc, "SecNum : %lu", SecNum); SecNumS = SecNum; } exe_command(); // Execute RS232C Command } } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /**************************************** ***** SciCommand.C ***** SCI Command Execute & Response ****************************************/ char Tst[] = "This is the Test"; void dspHelp(void) // Help { printf("Tx |Test:0~1\r"); printf("V |Version\r",); printf("? |Help\r"); } void dspnsup(void) // for the command that is not supported { puts("?"); } //================ Main process of execute command ================ void exe_command(void) { char *p, c; if ((Rnum==0) || (Rcmflg==False)) return; p = Rbuf; switch(c = toupper(*p++)) { case 'T': // for Test switch(c = toupper(*p++)) { case '0': acmLCD_Init(); break; case '1': acmLCD_Clear(); break; case '2': acmLCD_SetCursor(0, 0); acmLCD_Puts(Tst); puts(Tst); //i2c_lcd_out(Tst); break; case '3': acmLCD_SetCursor(0, 1); printf(acmLCD_Putc, "%s", TstStr); break; default : dspnsup(); break; } break; case 'V': printf("%s\r",verStr); break; // Version case '?': dspHelp(); break; // Help default : dspnsup(); break; } Rnum = 0; // Receive Charcter number Rcmflg = False; // Command Receive Flag } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /******************************************************************** * ACM1602N1(秋月) Ｉ２Ｃ接続ＬＣＤ関数ライブラリ *********************************************************************/ #include "ACM1602_lib.h" #define NOP delay_cycles(4) //全てのi2c_間に NOP;を入れている、ACM1602N1は応答が他と違うようだ void acmLCD_Cmd(unsigned char c) // ＬＣＤにコマンドを発行する処理 { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); NOP; i2c_write(0b00000000); // control byte の送信(コマンドを指定) RS:0 NOP; i2c_write(c); // data byte の送信 NOP; i2c_stop(); delay_us(10); } void acmLCD_Clear(void) // ＬＣＤモジュールの画面を消す { acmLCD_Cmd(0x01); // カーソルは、col=0,row=0に移動 delay_ms(5); // LCDが処理(2.16ms)するのを待ちます } void acmLCD_SetCursor(int col, int row) // ＬＣＤモジュール画面内のカーソル位置を移動 { // col:0~15, row:0~1 int row_offsets[] = {0x00, 0x40}; acmLCD_Cmd(0x80 | (col + row_offsets[row])); // Set DDRAM Adddress:00-0FH,40-47H delay_us(60); // 56-30 } void acmLCD_Putc(char c) // 一文字出力する { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); NOP; i2c_write(0x80); // control byte の送信(データを指定) NOP; i2c_write(c); // data byte の送信 NOP; i2c_stop(); delay_us(30); //26 } static void acmLCD_Puts(unsigned char *ptr) // ＬＣＤに文字列データを出力する { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); // LCD device address NOP; i2c_write(0xc0); while (*ptr){ NOP; i2c_write(*ptr); NOP; i2c_write(0xc0); ptr++; } NOP; i2c_stop(); } void acm_all_set_cgram(char *p) // cgram_okdt[8][8]などを一括登録する(8文字分) { int i; acmLCD_Cmd(0x40); // CGRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ delay_ms(5); for (i=0; i<64; i++) { acmLCD_Putc(*p++); // 登録 NOP; } acmLCD_Cmd(0x80); // DDRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ } void acmLCD_Init() // ＬＣＤの初期化を行う処理 { delay_ms(50); acmLCD_Cmd(0x01); // Clear Diplay. delay_ms(5); // 5ms。 acmLCD_Cmd(0x38); // Function Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000x0000; DL; Interface Data length. 8bits/4bits // 0b0000x000; N; Numbers of display line. 2-line/1-line // 0b00000x00; F; Display font type. 5x10dots/5x8dots acmLCD_Cmd(0x0f); // Display ON/OFF Control. delay_ms(5); // 5ms // 0b00000x00; D; Set display on/off. // 0b000000x0; C; Set cursor on/off. // 0b0000000x; B; Set blinking of curthor on/off. acmLCD_Cmd(0x06); // Entry Mode Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000000x0; I/D;Assign curthor moving direction. // 0b0000000x; I/D;Enable the shift of entire display. acmLCD_Clear(); // Clear Display } void acm_all_set_cgram(char *p) // cgram_okdt[8][8]などを一括登録する(8文字分) { int i; acmLCD_Cmd(0x40); // CGRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ delay_ms(5); for (i=0; i<64; i++) { acmLCD_Putc(*p++); // 登録 delay_cycles(AN); } acmLCD_Cmd(0x80); // DDRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ } void acmLCD_Init() // ＬＣＤの初期化を行う処理 { delay_ms(50); acmLCD_Cmd(0x01); // Clear Diplay. delay_ms(5); // 5ms。 acmLCD_Cmd(0x38); // Function Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000x0000; DL; Interface Data length. 8bits/4bits // 0b0000x000; N; Numbers of display line. 2-line/1-line // 0b00000x00; F; Display font type. 5x10dots/5x8dots acmLCD_Cmd(0x0f); // Display ON/OFF Control. delay_ms(5); // 5ms // 0b00000x00; D; Set display on/off. // 0b000000x0; C; Set cursor on/off. // 0b0000000x; B; Set blinking of curthor on/off. acmLCD_Cmd(0x06); // Entry Mode Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000000x0; I/D;Assign curthor moving direction. // 0b0000000x; I/D;Enable the shift of entire display. acmLCD_Clear(); // Clear Display } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ // ACM1602_lib.h // ACM1602N1-FLW-FBW 16文字x2行LCDモジュール バックライト付 #ifndef _ACM1602_H_ #define _ACM1602_H_ /* 必要なときに生かす char cgram_levHdt[8][8] = { // 水平方向レベル表示用のCGRAMデータ {0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10}, // 08 | {0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18}, // 09 || {0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c}, // 0A ||| {0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e}, // 0B |||| {0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f}, // 0C ||||| {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}, // 0D {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}, // 0E {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00} // 0F };*/ // ACM1602NIのスレーブアドレスは、0x50 -> Slaver address could only set to 1010000 #define LCD_ADRES 0x50 << 1 // 第0bitは、書き込み指示(0) void acmLCD_Cmd(unsigned char c); // ＬＣＤにコマンドを発行する処理 void acmLCD_Clear(void); void acmLCD_SetCursor(int col, int row); // col:0~7, row:0~1 void acmLCD_Putc(char c); void acmLCD_Puts(char *s); void acm_all_set_cgram(char *p); // cgram_okdt[8][8]などを一括登録する(8文字分) void acmLCD_Init(); #endif

MPLAB を起動して、プロジェクトを作成します。作成法は、先に紹介した通りです。
下図のように構成してください。

メニューの 「Project - Build All」を実行するとコンパイルが実行され、Output 画面に、BUILD SUCCEEDED が表示されれば、成功です。プロジェクトフォルダに、「main.hex」ファイルができているはずです。
先の例のように接続し、PICkit 3 の USBケーブルをパソコンに接続し、ターゲットの電源を入れて置き、書き込んでください。


動作を開始すると左図のように一秒ごとに経過した秒数を表示していきます。左の表示はすでに10時間半くらい経過していますが・・・

プログラムを書く上では、まず Ｉ２Ｃの設定をします。最初に下の行で Ｉ２Ｃ使用宣言をします。これは、RS232Cの使用宣言と同様にプログラムの最初に記述します。

#use i2c(MASTER, SDA=PIN_C4,
　　　 SCL=PIN_C3, ADDRESS=0xa0,
　　　　　　　　　　　　FORCE_HW)


次に、main 関数の始めで、次のような Ｉ２Ｃの初期化をします。
　　　// Set for I2C
　　　output_float(PIN_C3); // SCL
　　　output_float(PIN_C4); // SDA

これは、必ず必要です。以上の記述で Ｉ２Ｃは使用できるようになります。外付けEEPROM などのような他の Ｉ２Ｃデバイスと混在する場合でも全く同じです。

この後は、個々のデバイスの Ｉ２Ｃの初期化をします。この場合 ACM1602NI というＬＣＤです。
　　　acmLCD_init();
　　　acmLCD_Clear();
これで、ＬＣＤの初期化は完了しました。いつでもＬＣＤを使用できる状態になりました。レム文にも書いていますが、acmLCD_Init(); を実行する時に、ＬＣＤのデバイスを取り付けていないと、この関数から戻ってこないので注意してください。
　　　acmLCD_SetCursor(0, 1);
　　　acmLCD_Puts(TstStr);
上の行で、ＬＣＤに書き込む際のカーソルの位置を設定しています。桁も行も、０数えです。
この場合、ＬＣＤの２行目の先頭にカーソルが来ます。次の行で TstStr ("ACM1602NI-DspTst") がＬＣＤの２行目に表示されます。
この後、無限ループに入ります。
　　　while(true)
　　　{　　　
　　　　　　if (SecNum != SecNumS) {
　　　　　　　　　acmLCD_SetCursor(0, 0);
　　　　　　　　　printf(acmLCD_Putc, "SecNum : %lu", SecNum);
　　　　　　　　　SecNumS = SecNum;
　　　　　　}

　　　　　　exe_command(); // Execute RS232C Command
　　　}
無限ループの毎回にＬＣＤ表示を行うのではなく、SecNum が変わった時だけ１行目に表示するようにしています。SecNum はタイマ１で一秒ごとに更新されています。exe_command(); は、RS232Cに受信コマンドがあった時のみ実行されます。
ACM1602_lib.c の中にこのＬＣＤに使える様々な関数が記入されていますから、色々と研究してみて下さい。


4. 内蔵EEPROMと外部EEPROM の読み書き
学習用のフォルダ「C:\PIC_Practice\chap2_4」を作成し、その中に　main.c, SciCommand.c, を入れて下さい。下のリストの各ファイル の範囲をドラッグして選択し、メモ帳などのエディタに貼り付けて、名前を付けて保存で各ファイルを作ってください。今回は、ＬＣＤは使いませんが付けたままで良いです。

リスト chap2_4
/***************************************** ***** main.c (project: chap2_4) ***** 内蔵EEPROMと外部EEPROM の読み書き ******************************************/ #include <16F1938.h> #include <stdio.h> #FUSES INTRC_IO, NOWDT, MCLR, PUT, NOBROWNOUT, NOLVP, BORV25 #use delay(clock=16000000) #use rs232(baud=19200,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits=8,stream=PORT1) #use i2c(MASTER, SDA=PIN_C4, SCL=PIN_C3, ADDRESS=0xa0, FORCE_HW) #use fast_io(A) #use fast_io(B) #use fast_io(C) #define MONI PIN_C0 const char verStr[] = "16F1938 chap2_4 EEPROM"; //======== プロトタイプ宣言 ======== void write_ext_eeprom(int chip, long address, int data); int read_ext_eeprom(int chip, long address); //======== Declaration MAIN Valuable ======== int32 Cnt100us; // 100us Counter int32 Cnt100ms; // 100ms Counter int16 SecNum = 0; // SEC Counter //======== USART Valuable ======== int8 Rnum = 0; // Receive Number char Rbuf[22]; // Receuve Buffer int1 Rcmflg = FALSE; // Command Receive Flag #include "SciCommand.c" //======== USART receive Interrupt Process ======== #int_rda void isr_rcv() { char data; data = getc(); // Get RCV char if (data == 0x0d || data == 0x0A) // CRorLF? { Rbuf[Rnum] = 0; // String tarminator Rcmflg = TRUE; // RCV CMD Flag On } else { Rbuf[Rnum] = data; // To buffer Rnum++; // Increment Index if (Rnum > 20) Rnum = 0; // Check Upper Limit } } //======== Timer Interrupt Process ======== ///// TIMER Constants #define T1PS 15536 // 65536(0x10000)-15536 = 50000 //Actual measurement -> 100ms // Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer1 IN) // DIV:1/8 -> 0.5MHz(T:2.0uS) // 50000 x 2.0us = 100ms #define T2PR 100 // Period:0~255 #define T2PO 4 // Postsscale:1~16 for INT times of OV // Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer2 IN) // DIV:1/1 -> 4.0MHz(T:0.25uS) DIV=Prescaler // 0.25us x 100 x 4 = 100us //Actual measurement -> 100us #int_timer1 void isr1() // 100ms Interrupt OK { static int8 n; set_timer1(T1PS); ++Cnt100ms; if (++n >= 10) { // 10:1sec OK, Use this for 1sec timer n = 0; ++SecNum; } //for Test output_toggle(MONI); } #int_timer2 void isr2() // 100us Interrupt OK { ++Cnt100us; // 100us counter //for Test //output_toggle(MONI); } void main() { setup_oscillator(OSC_16MHz); // OSC selected set_tris_a(0b00000011); // Port_A Mode Set output_a(0b00000000); set_tris_b(0b00111111); // Port_B Mode Set set_tris_c(0b10011000); // Port_C Mode Set port_b_pullups(0b11111111); setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_8); setup_timer_2(T2_DIV_BY_1,T2PR,T2PO); // 100us enable_interrupts(INT_TIMER1); enable_interrupts(INT_TIMER2); enable_interrupts(INT_RDA); enable_interrupts(GLOBAL); // Set for I2C output_float(PIN_C3); // SCL output_float(PIN_C4); // SDA printf("Hello!\r"); while(true) { exe_command(); // Execute RS232C Command } } /******************************************** * 外付けEEPROMの1バイト単位の書き込みと読み出し * chip: (0xA0 || chip address << 1) * Control * 例えば、チップアドレスが'0'の場合は、0xA0 * '1'の場合は、0xA2, '2'の場合は、0xA4 * EEPROMのデータシートを参照のこと *********************************************/ void write_ext_eeprom(int chip, long address, int data){ // 外付けEEPROMの書き込み i2c_start(); i2c_write(chip); i2c_write((address>>8) & 0x7F); i2c_write(address); i2c_write(data); i2c_stop(); delay_ms(10); } int read_ext_eeprom(int chip, long address){ // 外付けEEPROMの読み出し int data; i2c_start(); i2c_write(chip); i2c_write((address>>8) & 0x7F); i2c_write(address); i2c_start(); i2c_write(chip | 0x01); // 第0bit Read(1) data=i2c_read(0); i2c_stop(); return(data); } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /********************************************* ***** SciCommand.C 2018,1,4 ***** ***** SCI Command Execute & Response ***** *********************************************/ int16 xhexstonum(char *p, int n); // Transrate Hex String to int16 int32 xdecitonum(char *p, int8 n); // Decimal strings ->int32 void dspHelp(void) // Help { printf("Tx |Test:0~1\r"); printf("R |Read built-in E2ROM All\r"); printf("Waadd |Write built-in E2ROM\r"); printf("Raa |Read Ext E2ROM 256\r"); printf("Waaaadd|Write Ext E2ROM\r"); printf("V |Version\r",); printf("? |Help\r"); } void dspnsup(void) // for the command that is not supported { puts("?"); } void AdrsTopDisp(void) { int i; printf("ADDR 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F\r"); printf("=====================================================\r"); } //================ Main process of execute command ================ void exe_command(void) { char *p, c; int adr, dat; long adrs; long i, j; if ((Rnum==0) || (Rcmflg==False)) return; p = Rbuf; switch(c = toupper(*p++)) { case 'T': // for Test switch(c = toupper(*p++)) { case '0': puts("Received 'T0' command"); break; case '1': puts("Received 'T1' command"); break; case '2': puts("Received 'T2' command"); break; case '3': puts("Received 'T3' command"); break; default : dspnsup(); break; } break; case 'R': // R:内蔵EEPROM、 Rxx:外付けEEPROM if(Rnum == 1) { AdrsTopDisp(); adr = 0; for (i = 0; i < 16; i++) { printf("%2lX ", adr); for (j = 0; j < 16; j++) { dat = read_eeprom(adr++); printf("%2lX ", dat); } printf("\r"); } } else if(Rnum == 3) { // Rxx(00~FF) adr = 0xA2; //chip select アドレスは 001 に固定している(JP3->OFF) adrs = (long)xhexstonum(p, 2) << 8; printf("adrs = %4lX\r\n", adrs); AdrsTopDisp(); for (i = 0; i < 16; i++) { printf("%4lX ", adrs); for (j = 0; j < 16; j++) { dat = read_ext_eeprom(adr, adrs++); // adr:chip address printf("%2lX ", dat); } printf("\r"); } } else dspnsup(); break; case 'W': if (Rnum == 5) { // Waadd , waaaadd adr = xhexstonum(p, 2); dat = xhexstonum(p+2, 2); //printf("ADR %2X: DAT %4lX\r\n",adr, dat); write_eeprom(adr, dat); puts("OK"); } else if (Rnum == 7) { adr = 0xA2; //chip select　 アドレスは 001 に固定している(JP3->OFF) adrs = xhexstonum(p, 4); dat = xhexstonum(p+4, 2); write_ext_eeprom(adr,adrs, dat); puts("OK"); } else dspnsup(); //printf("Rnum:%d\r\n",Rnum); break; case 'V': printf("%s\r",verStr); break; // Version case '?': dspHelp(); break; // Help default : dspnsup(); break; } Rnum = 0; // Receive Charcter number Rcmflg = False; // Command Receive Flag } unsigned int16 xhexstonum(char *p, int n) // Transrate Hex String to int16 { // ポインタの位置からｎ文字を１６進数文字として数値に変換する int i; unsigned int16 b; char s, c; b = 0; for (i = 0; i < n; i++) { if(s = *(p + i), isxdigit(s) || isdigit(s)) { c = toupper(s); b <<= 4; if (('A' <= c) && (c <='F')) b |= (c - 0x37); else b |= (c - 0x30); } else { if (s != ' ') { b = 0; break; } // Ignore ' ' & not Hex string } } return b; } int32 xdecitonum(char *p, int8 n) // Decimal strings ->int32 { // Overflow when it exceed the number of int32. int8 i; // ポインタの位置からｎ文字を１０進数文字として数値に変換する char s; // １０進数文字でない文字があれば 0 を返す int32 b = 0; b = 0; for (i = 0; i < n; i++) { if(s = *(p + i), isdigit(s)) { b *= 10; b += (s - 0x30); } else { if (s != ' ') { b = 0; break; } // No dicimal char } // Ignore space } return b; }

MPLAB を起動して、プロジェクトを作成します。作成法は、先に紹介した通りです。
下図のように構成してください。

メニューの 「Project - Build All」を実行するとコンパイルが実行され、Output 画面に、BUILD SUCCEEDED が表示されれば、成功です。プロジェクトフォルダに、「main.hex」ファイルができているはずです。
先の例のように接続し、PICkit 3 の USBケーブルをパソコンに接続し、ターゲットの電源を入れて置き、書き込んでください。

このサンプルでは、RS232C のコマンドだけですべてのテストを行います。
main関数は・・・
　　　while(true)
　　　{

　　　　　　exe_command(); 　　　// Execute RS232C Command
　　　}
・・・で、RS232Cのコマンドのみを実行します。Ｉ２Ｃ の設定は先に説明した通りです。この外付けEEPRONのアクセスでは、特にデバイスの初期化の必要はありません。
それでは、コマンドを実行して見ます。



上図の左側で、コマンド '？' を実行するとメニューが出ています。内蔵EEPROMのアドレス '10' に、データ '1C' を書き込むコマンド 'W101C' を実行します。コマンド 'R' で内蔵EEPROMのすべてを読み出します(256バイト)。そうすると確かにアドレス '10' に、データ '1C' が書き込まれていることが確認できます。

次に上図の右側で、外付けEEPROMにアクセスします。アドレス '1000' に、データ 'BC' を書き込むコマンド 'W1000BC' を実行します。
次に、アドレス '1000' のデータを 256バイト読み出すコマンド 'R10' を実行します。確かにアドレス '1000' に、データ 'BC' が書き込まれていることが確認できます。

内蔵・外付けEEPROMのアクセスに関しては、exe_command()内のサンプルを見ますと了解できると思います。ちなみに外付けEEPROMの Ｉ２Ｃアドレスは '1' としています。この場合、ハードウェア的には JP3 の接続を外しておかなくては、このサンプルでは動作しません。JP3 を接続すると、外付けEEPROMの Ｉ２Ｃアドレスは '0' となります。
exe_command()内の外付けEEPROMにアクセスする部分に次のような行が２箇所あります。
　　　adr = 0xA2;　　　　 //chip select アドレスは 001 に固定している(JP3->OFF)
アドレス '0' にアクセスする場合は、この 0xA2 を 0xA0 に変更しなければいけません。この説明は、関数 main()の下側に記述している、「外付けEEPROMの1バイト単位の書き込みと読み出し」の中に書いております。さまざまにアクセスして納得してください。


5. A/Dを読み出し、LCDに疑似レベルバーで表示する
学習用のフォルダ「C:\PIC_Practice\chap2_5」を作成し、その中に　main.c, SciCommand.c, ACM1602_lib.c, ACM1602_lib.h を入れて下さい。下のリストの各ファイル の範囲をドラッグして選択し、メモ帳などのエディタに貼り付けて、名前を付けて保存で各ファイルを作ってください。もちろん、LCD(ACM1602NI)を取り付けておき、アナログの内部入力を取り込むための JP1, JP2 を接続してください。

リスト chap2_5
/****************************************** ***** main.c (project: chap2-5) ***** RS232C送受信・Timer1,2割り込み ***** I2C-LCD(ACM1602NI-FLW-FBW)への表示 ***** A/D変換と測定値とレベルバーの表示 *******************************************/ #include <16F1938.h> #device ADC = 10 // Ａ／Ｄ変換 10bitモード #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #FUSES INTRC_IO, NOWDT, MCLR, PUT, NOBROWNOUT, NOLVP, BORV25 #use delay(clock=16000000) // クロックを指定する // RS232Cのボーレート、パリティ無し、8ビットを指定し、送受信ビットのピン位置を指定する #use rs232(baud=19200,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits=8,stream=PORT1) // I2Cのピンの指定、アドレスの指定、組み込みのI2C機能を使うように指定 #use i2c(MASTER, SDA=PIN_C4, SCL=PIN_C3, ADDRESS=0xa0, FORCE_HW) #use fast_io(A) #use fast_io(B) #use fast_io(C) //======== 入出力のポート定義 ======== #define LED_1 PIN_A2 #define LED_2 PIN_A3 #define LED_3 PIN_A4 #define LED_4 PIN_A5 #define LED_5 PIN_C0 #define SW_1 PIN_B4 #define SW_2 PIN_B5 #define MONI PIN_C0 const char verStr[] = "chap2_5_16F1938"; //======== LCD関数ライブラリのインクルード ======== #include "ACM1602_lib.c" const char LcdStr[] = "ACM1602NIFLW-FBW"; //======== 各種グローバル変数 ======== int32 Cnt100us; // 100us Counter int32 Cnt100ms; // 100ms Counter int16 SecNum = 0; // SEC Counter int16 SecNum2 = 0; // SEC Counter2 int16 SecNumS = 0xF; // 前回値の記録(SecNum) float fdata; //計測データ //======== RS232C(USART)での変数 ======== int8 Rnum = 0; // 受信文字数 char Rbuf[22]; // 受信バッファー int1 Rcmflg = FALSE; // コマンド受信フラグ #include "SciCommand.c" //======== RS232C(USART) 受信割込み処理 ======== #int_rda void isr_rcv() { char data; data = getc(); // 受信文字の取得 if (data == 0x0d || data == 0x0A) // CRまたはLFか { Rbuf[Rnum] = 0; // 受信文字列のターミネータを入れる Rcmflg = TRUE; // 受信コマンド有りのフラグを立てる } else { Rbuf[Rnum] = data; // 受信文字をバッファーへ入れる Rnum++; // インデックスをインクリメントする if (Rnum > 20) Rnum = 0; // 20文字を超えたら無視する } } //======== タイマー割り込み処理 ======== ///// TIMER Constants #define T1PS 15536 // 65536(0x10000)-15536 = 50000 //Actual measurement -> 100ms // Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer1 IN) // DIV:1/8 -> 0.5MHz(T:2.0uS) // 50000 x 2.0us = 100ms #int_timer1 void isr1() // 100ms Interrupt OK { static int8 n; set_timer1(T1PS); ++Cnt100ms; if (++n >= 10) { // 10:1sec OK, Use this for 1sec timer n = 0; ++SecNum; } //for Test output_toggle(MONI); } #define T2PR 100 // Period:0~255 #define T2PO 4 // Postsscale:1~16 for INT times of OV // Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer2 IN) // DIV:1/1 -> 4.0MHz(T:0.25uS) DIV=Prescaler // 0.25us x 100 x 4 = 100us //Actual measurement -> 100us #int_timer2 void isr2() // 100us Interrupt OK { static int16 n; ++Cnt100us; // 100us counter if (++n >= 10000) { // 10000:1sec OK, Use this for 1sec timer n = 0; ++SecNum2; } //for Test //output_toggle(MONI); } void DspLevelHorizontal(int x, int y,float Data){ // 水平方向表示の疑似レベルメーター // これは、フルスケールを8文字で表示する。表示位置は、(x,y)で指定する(x:0~,y:0/1) const int B = 8; // フルスケールの文字数 const float V = 3.3 / 8; // 1文字のレベル(8文字でFull) const float W = V / 5; // 細ベタ(1/5)のレベル int i = 0; int n; int m; n = (int)(Data/V); // フルベタ(真っ黒)文字の個数 m = (int)((Data - (V * n))/W); // 1文字内の細ベタ(1/5)の個数 acmLCD_SetCursor(x, y); // y行目のx文字目にカーソル移動 for(i=0; i<n; i++) acmLCD_Putc(0x0C); //　n個のフルベタ(真っ黒)を置く if(m==0) acmLCD_Putc(0x20); // 細ベタが0ならばスペースを置き、それ以外ならば else acmLCD_Putc(0x07 + m); // m の数に該当する細ベタ(m)を置く if(n < B){ // 残りをスペースで埋める for(i=0; i<(B-n); i++){ //B-n はスペースの個数 acmLCD_Putc(0x20); } } } void main() { setup_oscillator(OSC_16MHz); // OSC の設定 setup_adc_ports(sAN0 | sAN1 | VSS_VDD); // RA0,RA1がアナログ入力 setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL); // FRC(内蔵発振) set_tris_a(0b00000011); // Port_A Mode Set output_a(0b00000000); set_tris_b(0b00111111); // Port_B Mode Set set_tris_c(0b10011000); // Port_C Mode Set port_b_pullups(0b11111111); setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_8); // Timer1(100ms)の設定 setup_timer_2(T2_DIV_BY_1,T2PR,T2PO); // Timer2(100us)の設定 enable_interrupts(INT_TIMER1); // Timer1の割り込みを許可 enable_interrupts(INT_TIMER2); // Timer2の割り込みを許可 enable_interrupts(INT_RDA); // RS232C(USART)受信割込みを許可 enable_interrupts(GLOBAL); // 割込み全体を許可する // I2Cのピンモードの設定 output_float(PIN_B1); // SDA(I2C用・設定) output_float(PIN_B4); // SCL(I2C用・設定) // LCD - ACM1602NI の初期化 acmLCD_Init(); // 注！LCDを付けていないと戻ってこない acmLCD_Clear(); acm_all_set_cgram(cgram_levHdt[0]); // 一括登録する(8文字分) printf("Hello!\r"); while(true) { //　A/D チャンネル０ 計測と LCD表示 set_adc_channel(0); //チャネル0選択 delay_us(15); //アクイジション待ち fdata = read_adc(); //A/D変換データ10ビット読込 fdata = (fdata * 3.3) / 1024 + 0.005; //電圧へスケール変換 acmLCD_SetCursor(0, 0); //LCD1行目の先頭へ printf(acmLCD_Putc, "CH0:%1.2f", fdata); DspLevelHorizontal(8, 0, fdata); //1行目にレベルバー表示 //　A/D チャンネル１ 計測 LCD表示 set_adc_channel(1); //チャネル１選択 delay_us(15); //アクイジション待ち fdata = read_adc(); //A/D変換データ10ビット読込 fdata = (fdata * 3.3) / 1024 + 0.005; //電圧へスケール変換 acmLCD_SetCursor(0, 1); //LCD2行目の先頭へ printf(acmLCD_Putc, "CH1:%1.2f", fdata); DspLevelHorizontal(8, 1, fdata); //2行目にレベルバー表示 delay_ms(200); exe_command(); // RS232Cのコマンドが有れば実行する } } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /**************************************** ***** SciCommand.C ***** SCI Command Execute & Response ****************************************/ char Tst[] = "This is the Test"; void dspHelp(void) // Help { printf("Tx |Test:0~1\r"); printf("V |Version\r",); printf("? |Help\r"); } void dspnsup(void) // for the command that is not supported { puts("?"); } //================ Main process of execute command ================ void exe_command(void) { char *p, c; if ((Rnum==0) || (Rcmflg==False)) return; p = Rbuf; switch(c = toupper(*p++)) { case 'T': // for Test switch(c = toupper(*p++)) { case '0': acmLCD_Init(); break; case '1': acmLCD_Clear(); break; case '2': acmLCD_SetCursor(0, 0); acmLCD_Puts(Tst); puts(Tst); break; case '3': acmLCD_SetCursor(0, 1); printf(acmLCD_Putc, "%s", LcdStr); break; default : dspnsup(); break; } break; case 'V': printf("%s\r",verStr); break; // Version case '?': dspHelp(); break; // Help default : dspnsup(); break; } Rnum = 0; // Receive Charcter number Rcmflg = False; // Command Receive Flag } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /******************************************************************** * ACM1602N1(秋月) Ｉ２Ｃ接続ＬＣＤ関数ライブラリ *********************************************************************/ #include "ACM1602_lib.h" #define NOP delay_cycles(4) //全てのi2c_間に NOP;を入れている、ACM1602N1は応答が他と違うようだ void acmLCD_Cmd(unsigned char c) // ＬＣＤにコマンドを発行する処理 { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); NOP; i2c_write(0b00000000); // control byte の送信(コマンドを指定) RS:0 NOP; i2c_write(c); // data byte の送信 NOP; i2c_stop(); delay_us(10); } void acmLCD_Clear(void) // ＬＣＤモジュールの画面を消す { acmLCD_Cmd(0x01); // カーソルは、col=0,row=0に移動 delay_ms(5); // LCDが処理(2.16ms)するのを待ちます } void acmLCD_SetCursor(int col, int row) // ＬＣＤモジュール画面内のカーソル位置を移動 { // col:0~15, row:0~1 int row_offsets[] = {0x00, 0x40}; acmLCD_Cmd(0x80 | (col + row_offsets[row])); // Set DDRAM Adddress:00-0FH,40-47H delay_us(60); // 56-30 } void acmLCD_Putc(char c) // 一文字出力する { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); NOP; i2c_write(0x80); // control byte の送信(データを指定) NOP; i2c_write(c); // data byte の送信 NOP; i2c_stop(); delay_us(30); //26 } static void acmLCD_Puts(unsigned char *ptr) // ＬＣＤに文字列データを出力する { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); // LCD device address NOP; i2c_write(0xc0); while (*ptr){ NOP; i2c_write(*ptr); NOP; i2c_write(0xc0); ptr++; } NOP; i2c_stop(); } void acm_all_set_cgram(char *p) // cgram_okdt[8][8]などを一括登録する(8文字分) { int i; acmLCD_Cmd(0x40); // CGRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ delay_ms(5); for (i=0; i<64; i++) { acmLCD_Putc(*p++); // 登録 NOP; } acmLCD_Cmd(0x80); // DDRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ } void acmLCD_Init() // ＬＣＤの初期化を行う処理 { delay_ms(50); acmLCD_Cmd(0x01); // Clear Diplay. delay_ms(5); // 5ms。 acmLCD_Cmd(0x38); // Function Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000x0000; DL; Interface Data length. 8bits/4bits // 0b0000x000; N; Numbers of display line. 2-line/1-line // 0b00000x00; F; Display font type. 5x10dots/5x8dots acmLCD_Cmd(0x0f); // Display ON/OFF Control. delay_ms(5); // 5ms // 0b00000x00; D; Set display on/off. // 0b000000x0; C; Set cursor on/off. // 0b0000000x; B; Set blinking of curthor on/off. acmLCD_Cmd(0x06); // Entry Mode Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000000x0; I/D;Assign curthor moving direction. // 0b0000000x; I/D;Enable the shift of entire display. acmLCD_Clear(); // Clear Display } void acm_all_set_cgram(char *p) // cgram_okdt[8][8]などを一括登録する(8文字分) { int i; acmLCD_Cmd(0x40); // CGRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ delay_ms(5); for (i=0; i<64; i++) { acmLCD_Putc(*p++); // 登録 delay_cycles(AN); } acmLCD_Cmd(0x80); // DDRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ } void acmLCD_Init() // ＬＣＤの初期化を行う処理 { delay_ms(50); acmLCD_Cmd(0x01); // Clear Diplay. delay_ms(5); // 5ms。 acmLCD_Cmd(0x38); // Function Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000x0000; DL; Interface Data length. 8bits/4bits // 0b0000x000; N; Numbers of display line. 2-line/1-line // 0b00000x00; F; Display font type. 5x10dots/5x8dots acmLCD_Cmd(0x0f); // Display ON/OFF Control. delay_ms(5); // 5ms // 0b00000x00; D; Set display on/off. // 0b000000x0; C; Set cursor on/off. // 0b0000000x; B; Set blinking of curthor on/off. acmLCD_Cmd(0x06); // Entry Mode Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000000x0; I/D;Assign curthor moving direction. // 0b0000000x; I/D;Enable the shift of entire display. acmLCD_Clear(); // Clear Display } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ // ACM1602_lib.h // ACM1602NI-FLW-FBW 16文字x2行LCDモジュール バックライト付 #ifndef _ACM1602_H_ #define _ACM1602_H_ char cgram_levHdt[8][8] = { // 水平方向レベル表示用のCGRAMデータ {0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10}, // 08 | {0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18}, // 09 || {0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c}, // 0A ||| {0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e}, // 0B |||| {0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f}, // 0C ||||| {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}, // 0D {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}, // 0E {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00} // 0F }; // ACM1602NIのスレーブアドレスは、0x50 -> Slaver address could only set to 1010000 #define LCD_ADRES 0x50 << 1 // 第0bitは、書き込み指示(0) void acmLCD_Cmd(unsigned char c); // ＬＣＤにコマンドを発行する処理 void acmLCD_Clear(void); void acmLCD_SetCursor(int col, int row); // col:0~7, row:0~1 void acmLCD_Putc(char c); void acmLCD_Puts(char *s); void acm_all_set_cgram(char *p); // cgram_okdt[8][8]などを一括登録する(8文字分) void acmLCD_Init(); #endif

MPLAB を起動して、プロジェクトを作成します。作成法は、先に紹介した通りです。
下図のように構成してください。

メニューの 「Project - Build All」を実行するとコンパイルが実行され、Output 画面に、BUILD SUCCEEDED が表示されれば、成功です。プロジェクトフォルダに、「main.hex」ファイルができているはずです。
先の例のように接続し、PICkit 3 の USBケーブルをパソコンに接続し、ターゲットの電源を入れて置き、書き込んでください。

　このプロジェクトは、先の PIC16F1827の chap5 と動作的には全く同じです。ただ大きく異なるのはＬＣＤの仕様がかなり違っていることです。

先のＬＣＤは、AQM0802A であり、そのライブラリファイルは、ST7032i_lib.c、ST7032i_lib.h で、コマンドの先頭に stiLCD_・・・という接頭文字がついていました。
今回は、ACM1602NI で、ライブラリファイルは、ACM1602_lib.c, ACM1602_lib.h であり、コマンドの先頭に acmLCD・・・という接頭文字を持っています。

接頭文字以降のコマンド名は、まったく同じになっていますから、同類のものの接頭文字を入れ替えればそのまま動作させることができます。

まったく違っているのがコントラスト調整です。先のAQM0802Aがコマンドでコントラストを変更したのに対して、これで使っている ACM1602NI は、外付けボリュームで行います。図のオレンジで囲っているボリームです。

動作は、図の上の方にある VR1 を廻すと LCD の一行目の CH0 の数値とレベルバーが変化します。
数値は 0.00 〜 3.30 の間をボリュームの調節にしたがって変わります。 同様に、その右隣りにある VR2 を廻すと LCDの二行目 の CH1 の数値とレベルバーが変化します。

動きは chap5 とまったく同じですので、ソフトウェアの解説については、そちらをご参照ください。


6. コンパレータの動作テスト
学習用のフォルダ「C:\PIC_Practice\chap2_6」を作成し、その中に　main.c, SciCommand.c, ACM1602_lib.c, ACM1602_lib.h を入れて下さい。下のリストの各ファイル の範囲をドラッグして選択し、メモ帳などのエディタに貼り付けて、名前を付けて保存で各ファイルを作ってください。もちろん、LCD(ACM1602NI)を取り付けておき、アナログの内部入力を取り込むための JP1, JP2 を接続してください。

リスト chap2_6
/****************************************** ***** main.c (project: chap2-6) ***** RS232C送受信・Timer1,2割り込み ***** I2C-LCD(ACM1602NI-FLW-FBW)への表示 ***** A/D変換とコンパレータの動作試験 *******************************************/ #include <16F1938.h> #device ADC = 10 // Ａ／Ｄ変換 10bitモード #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #FUSES INTRC_IO, NOWDT, MCLR, PUT, NOBROWNOUT, NOLVP #use delay(clock=16000000) // クロックを指定する // RS232Cのボーレート、パリティ無し、8ビットを指定し、送受信ビットのピン位置を指定する #use rs232(baud=19200,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits=8,stream=PORT1) // I2Cのピンの指定、アドレスの指定、組み込みのI2C機能を使うように指定 #use i2c(MASTER, SDA=PIN_C4, SCL=PIN_C3, ADDRESS=0xa0, FORCE_HW) #use fast_io(A) #use fast_io(B) #use fast_io(C) //======== 入出力のポート定義 ======== #define LED_1 PIN_A2 #define LED_2 PIN_A3 #define LED_3 PIN_A4 #define LED_4 PIN_A5 #define LED_5 PIN_C0 #define SW_1 PIN_B4 #define SW_2 PIN_B5 #define MONI PIN_C0 const char verStr[] = "chap2_6_16F1938"; //======== LCD関数ライブラリのインクルード ======== #include "ACM1602_lib.c" const char LcdStr[] = "ACM1602NIFLW-FBW"; //======== 各種グローバル変数 ======== int32 Cnt100us; // 100us Counter int32 Cnt100ms; // 100ms Counter float fdata; //計測データ char mess[8]; //======== RS232C(USART)での変数 ======== int8 Rnum = 0; // 受信文字数 char Rbuf[22]; // 受信バッファー int1 Rcmflg = FALSE; // コマンド受信フラグ #include "SciCommand.c" //======== RS232C(USART) 受信割込み処理 ======== #int_rda void isr_rcv() { char data; data = getc(); // 受信文字の取得 if (data == 0x0d || data == 0x0A) // CRまたはLFか { Rbuf[Rnum] = 0; // 受信文字列のターミネータを入れる Rcmflg = TRUE; // 受信コマンド有りのフラグを立てる } else { Rbuf[Rnum] = data; // 受信文字をバッファーへ入れる Rnum++; // インデックスをインクリメントする if (Rnum > 20) Rnum = 0; // 20文字を超えたら無視する } } //======== タイマー割り込み処理 ======== ///// TIMER Constants #define T1PS 15536 // 65536(0x10000)-15536 = 50000 //Actual measurement -> 100ms // Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer1 IN) // DIV:1/8 -> 0.5MHz(T:2.0uS) // 50000 x 2.0us = 100ms #int_timer1 void isr1() // 100ms Interrupt OK { static int8 n; set_timer1(T1PS); ++Cnt100ms; //for Test output_toggle(MONI); } #define T2PR 100 // Period:0~255 #define T2PO 4 // Postsscale:1~16 for INT times of OV // Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer2 IN) // DIV:1/1 -> 4.0MHz(T:0.25uS) DIV=Prescaler // 0.25us x 100 x 4 = 100us //Actual measurement -> 100us #int_timer2 void isr2() // 100us Interrupt OK { ++Cnt100us; // 100us counter //for Test //output_toggle(MONI); } void SetMess(int N) // On/Off 文字を設定する { int P; if (N) P = input(LED_4); else P = input(LED_3); sprintf(mess, ""); if(P) sprintf(mess, "CMP ON "); else sprintf(mess, "CMP OFF"); } void main() { setup_oscillator(OSC_16MHz); // OSC の設定 setup_adc_ports(sAN0 | sAN1 | VSS_VDD); // RA0,RA1がアナログ入力 setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL); // FRC(内蔵発振) set_tris_a(0b00000011); // Port_A Mode Set output_a(0b00000000); set_tris_b(0b00111111); // Port_B Mode Set set_tris_c(0b10011000); // Port_C Mode Set port_b_pullups(0b11111111); // ***** コンパレータの FVRによる設定 ***** //setup_comparator(CP1_A0_FVR | CP2_A1_FVR // | CP1_OUT_ON_A4 | CP2_OUT_ON_A5 | CP1_INVERT | CP2_INVERT); //setup_vref(VREF_COMP_DAC_2v048); // FVR設定 2.048V // ***** コンパレータの DACによる設定 ***** setup_comparator(CP1_A0_DAC | CP2_A1_DAC | CP1_OUT_ON_A4 | CP2_OUT_ON_A5 | CP1_INVERT | CP2_INVERT); setup_dac(DAC_VSS_VDD); // DAC設定 dac_write(16); // DAC値書き込み(0〜31) VDDx(値/32), 16->1.65V setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_8); // Timer1(100ms)の設定 setup_timer_2(T2_DIV_BY_1,T2PR,T2PO); // Timer2(100us)の設定 enable_interrupts(INT_TIMER1); // Timer1の割り込みを許可 enable_interrupts(INT_TIMER2); // Timer2の割り込みを許可 enable_interrupts(INT_RDA); // RS232C(USART)受信割込みを許可 enable_interrupts(GLOBAL); // 割込み全体を許可する // I2Cのピンモードの設定 output_float(PIN_B1); // SDA(I2C用・設定) output_float(PIN_B4); // SCL(I2C用・設定) // LCD - ACM1602NI の初期化 acmLCD_Init(); // 注！LCDを付けていないと戻ってこない acmLCD_Clear(); acmLCD_Cmd(0b00001100); // カーソルの表示OFF(LCDのInstructionを参照) printf("Hello!\r"); while(true) { //　A/D チャンネル０ 計測と LCD表示 set_adc_channel(0); //チャネル0選択 delay_us(15); //アクイジション待ち fdata = read_adc(); //A/D変換データ10ビット読込 fdata = (fdata * 3.3) / 1024 + 0.005; //電圧へスケール変換 acmLCD_SetCursor(0, 0); //LCD1行目の先頭へ SetMess(0); // メッセージ printf(acmLCD_Putc, "CH0:%1.2f %s", fdata, mess); //　A/D チャンネル１ 計測 LCD表示 set_adc_channel(1); //チャネル１選択 delay_us(15); //アクイジション待ち fdata = read_adc(); //A/D変換データ10ビット読込 fdata = (fdata * 3.3) / 1024 + 0.005; //電圧へスケール変換 acmLCD_SetCursor(0, 1); //LCD2行目の先頭へ SetMess(1); // メッセージ printf(acmLCD_Putc, "CH1:%1.2f %s", fdata, mess); delay_ms(200); exe_command(); // RS232Cの受信コマンドが有れば実行する } } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /**************************************** ***** SciCommand.C ***** SCI Command Execute & Response ****************************************/ char Tst[] = "This is the Test"; void dspHelp(void) // Help { printf("Tx |Test:0~1\r"); printf("V |Version\r",); printf("? |Help\r"); } void dspnsup(void) // for the command that is not supported { puts("?"); } //================ Main process of execute command ================ void exe_command(void) { char *p, c; if ((Rnum==0) || (Rcmflg==False)) return; p = Rbuf; switch(c = toupper(*p++)) { case 'T': // for Test switch(c = toupper(*p++)) { case '0': printf("LED_3: %d\r", input(LED_3)); break; case '1': printf("LED_4: %d\r", input(LED_4)); break; case '2': puts("Received 'T2' command"); break; case '3': puts("Received 'T3' command"); break; default : dspnsup(); break; } break; case 'V': printf("%s\r",verStr); break; // Version case '?': dspHelp(); break; // Help default : dspnsup(); break; } Rnum = 0; // Receive Charcter number Rcmflg = False; // Command Receive Flag } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /******************************************************************** * ACM1602N1(秋月) Ｉ２Ｃ接続ＬＣＤ関数ライブラリ *********************************************************************/ #include "ACM1602_lib.h" #define NOP delay_cycles(4) //全てのi2c_間に NOP;を入れている、ACM1602N1は応答が他と違うようだ void acmLCD_Cmd(unsigned char c) // ＬＣＤにコマンドを発行する処理 { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); NOP; i2c_write(0b00000000); // control byte の送信(コマンドを指定) RS:0 NOP; i2c_write(c); // data byte の送信 NOP; i2c_stop(); delay_us(10); } void acmLCD_Clear(void) // ＬＣＤモジュールの画面を消す { acmLCD_Cmd(0x01); // カーソルは、col=0,row=0に移動 delay_ms(5); // LCDが処理(2.16ms)するのを待ちます } void acmLCD_SetCursor(int col, int row) // ＬＣＤモジュール画面内のカーソル位置を移動 { // col:0~15, row:0~1 int row_offsets[] = {0x00, 0x40}; acmLCD_Cmd(0x80 | (col + row_offsets[row])); // Set DDRAM Adddress:00-0FH,40-47H delay_us(60); // 56-30 } void acmLCD_Putc(char c) // 一文字出力する { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); NOP; i2c_write(0x80); // control byte の送信(データを指定) NOP; i2c_write(c); // data byte の送信 NOP; i2c_stop(); delay_us(30); //26 } static void acmLCD_Puts(unsigned char *ptr) // ＬＣＤに文字列データを出力する { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); // LCD device address NOP; i2c_write(0xc0); while (*ptr){ NOP; i2c_write(*ptr); NOP; i2c_write(0xc0); ptr++; } NOP; i2c_stop(); } void acm_all_set_cgram(char *p) // cgram_okdt[8][8]などを一括登録する(8文字分) { int i; acmLCD_Cmd(0x40); // CGRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ delay_ms(5); for (i=0; i<64; i++) { acmLCD_Putc(*p++); // 登録 NOP; } acmLCD_Cmd(0x80); // DDRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ } void acmLCD_Init() // ＬＣＤの初期化を行う処理 { delay_ms(50); acmLCD_Cmd(0x01); // Clear Diplay. delay_ms(5); // 5ms。 acmLCD_Cmd(0x38); // Function Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000x0000; DL; Interface Data length. 8bits/4bits // 0b0000x000; N; Numbers of display line. 2-line/1-line // 0b00000x00; F; Display font type. 5x10dots/5x8dots acmLCD_Cmd(0x0f); // Display ON/OFF Control. delay_ms(5); // 5ms // 0b00000x00; D; Set display on/off. // 0b000000x0; C; Set cursor on/off. // 0b0000000x; B; Set blinking of curthor on/off. acmLCD_Cmd(0x06); // Entry Mode Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000000x0; I/D;Assign curthor moving direction. // 0b0000000x; I/D;Enable the shift of entire display. acmLCD_Clear(); // Clear Display } void acm_all_set_cgram(char *p) // cgram_okdt[8][8]などを一括登録する(8文字分) { int i; acmLCD_Cmd(0x40); // CGRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ delay_ms(5); for (i=0; i<64; i++) { acmLCD_Putc(*p++); // 登録 delay_cycles(AN); } acmLCD_Cmd(0x80); // DDRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ } void acmLCD_Init() // ＬＣＤの初期化を行う処理 { delay_ms(50); acmLCD_Cmd(0x01); // Clear Diplay. delay_ms(5); // 5ms。 acmLCD_Cmd(0x38); // Function Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000x0000; DL; Interface Data length. 8bits/4bits // 0b0000x000; N; Numbers of display line. 2-line/1-line // 0b00000x00; F; Display font type. 5x10dots/5x8dots acmLCD_Cmd(0x0f); // Display ON/OFF Control. delay_ms(5); // 5ms // 0b00000x00; D; Set display on/off. // 0b000000x0; C; Set cursor on/off. // 0b0000000x; B; Set blinking of curthor on/off. acmLCD_Cmd(0x06); // Entry Mode Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000000x0; I/D;Assign curthor moving direction. // 0b0000000x; I/D;Enable the shift of entire display. acmLCD_Clear(); // Clear Display } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ // ACM1602_lib.h // ACM1602NI-FLW-FBW 16文字x2行LCDモジュール バックライト付 #ifndef _ACM1602_H_ #define _ACM1602_H_ /* 必要な時に組み込む char cgram_levHdt[8][8] = { // 水平方向レベル表示用のCGRAMデータ {0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10}, // 08 | {0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18}, // 09 || {0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c}, // 0A ||| {0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e}, // 0B |||| {0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f}, // 0C ||||| {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}, // 0D {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}, // 0E {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00} // 0F };*/ // ACM1602NIのスレーブアドレスは、0x50 -> Slaver address could only set to 1010000 #define LCD_ADRES 0x50 << 1 // 第0bitは、書き込み指示(0) void acmLCD_Cmd(unsigned char c); // ＬＣＤにコマンドを発行する処理 void acmLCD_Clear(void); void acmLCD_SetCursor(int col, int row); // col:0~7, row:0~1 void acmLCD_Putc(char c); void acmLCD_Puts(char *s); void acm_all_set_cgram(char *p); // cgram_okdt[8][8]などを一括登録する(8文字分) void acmLCD_Init(); #endif

MPLAB を起動して、プロジェクトを作成します。作成法は、先に紹介した通りです。
下図のように構成してください。

メニューの 「Project - Build All」を実行するとコンパイルが実行され、Output 画面に、BUILD SUCCEEDED が表示されれば、成功です。プロジェクトフォルダに、「main.hex」ファイルができているはずです。
先の例のように接続し、PICkit 3 の USBケーブルをパソコンに接続し、ターゲットの電源を入れて置き、書き込んでください。

PIC16F1938 のコンパレータは、 「改訂版・Ｃ言語によるPICプログラミング入門」のサンプルで使っている PIC16F88xシリーズとは、コンパレータの構成がかなり変わっています。ですので、この書籍は、コンパレータに関してはリファレンスとしては使えません。幸い PIC16F193xシリーズには、日本語のデータシート があり、143〜144ページにコンパレータの概要が分かりやすく書いてあります。それを見ると、内容的には逆にシンプルになり分かりやすくなっていると思います。また、上のプロジェクト図には、「Header Files」の中に「16F1938.h」を取り込んでいます。これは、コンパレータやその他の周辺回路をセットアップするための CCS-C の定数が載っており、これと日本語データシートの説明を合わせて読めば、どのような定数を選んでセットアップすれば良いかがおおよそ見当が付きます。この「16F1938.h」の在り場所は CCS-C が組み込んである「C:\Program Files\PICC\Devices」(64bitの場合はProgram Files (x86)) ですので、上のようにプロジェクトに取り込んで置けば、すぐに参照することができます。
もちろんプログラム本体で #include <16F1938.h> としていますから、ここに取り込まなくてもコンパイルはできますが、CCS-C の組み込み関数の使い方を検討する時に見る必要がありますので便利です。

とにかく、まず動かして見ましょう。コンパレータのリファレンス入力は DAC による設定にしています。その DAC の出力電圧は 1.65V にしています。
CH0 は 1.64V を指していますのでリファレンス電圧の 1.65V より小さいのでコンパレータは ON していません。 CH1 は 1.84V であり、コンパレータは ON しています。
コンパレータの出力をそれぞれ LED3 と LED4 に出力していますので、 LED3 は OFF、LED4 は ON しています。VR1, VR2 を回してみて 1.65V 前後で ON/OFF することを確認してください。

main関数のコンパレータのセットアップ部を下記に示します。
// ***** コンパレータの FVRによる設定 *****
//setup_comparator(CP1_A0_FVR | CP2_A1_FVR
//　　　 | CP1_OUT_ON_A4 | CP2_OUT_ON_A5 | CP1_INVERT | CP2_INVERT);
//setup_vref(VREF_COMP_DAC_2v048);　　　 // FVR設定 2.048V

// ***** コンパレータの DACによる設定 *****
setup_comparator(CP1_A0_DAC | CP2_A1_DAC
　　　 | CP1_OUT_ON_A4 | CP2_OUT_ON_A5 | CP1_INVERT | CP2_INVERT);
setup_dac(DAC_VSS_VDD);　 // DAC設定
dac_write(16); 　　　　　// DAC値書き込み(0〜31) VDDx(値/32), 16->1.65V

現在、上の「コンパレータの FVRによる設定」の３行は、コメントアウトされています。下の「コンパレータの DACによる設定」で動いています。 リファリンス電圧は、(3.3V / 32) x 16 = 1.65V の設定です。dac_write(16); の数値を 0〜31 の間に変えることによって ON/OFF する電圧を変更できます。
上の「コンパレータの FVRによる設定」のコメントを解除して、下の「コンパレータの DACによる設定」の部分をコメントアウトすることで、FVR(固定電圧リファレンス)を使う動作になります。「16F1938.h」を参照すると・・・
#define 　VREF_COMP_DAC_OFF 　　　0
#define 　VREF_COMP_DAC_1v024 　　0x84
#define 　VREF_COMP_DAC_2v048 　　0x88
#define 　VREF_COMP_DAC_4v096 　　0x8C
・・・となっており、現在の設定の 2.048V以外に、1.024V と 4.096V を選択することができます。
まずは基本的な動作のテストをしました。必要に応じて、マニュアルの「コンパレータ モジュールの概略ブロック図」を参照しながら、割り込みなども使うことができます。


7. DCモーターの回転と速度変更
学習用のフォルダ「C:\PIC_Practice\chap2_7」を作成し、その中に　main.c, SciCommand.c, ACM1602_lib.c, ACM1602_lib.h を入れて下さい。下のリストの各ファイル の範囲をドラッグして選択し、メモ帳などのエディタに貼り付けて、名前を付けて保存で各ファイルを作ってください。もちろん、LCD(ACM1602NI)を取り付けておき、アナログの内部入力を取り込むための JP1 を接続してください。DCモーターの制御入力(PWM)は、PIC の 13番ピン(CCP1)です。ここにはスピーカーアンプの入力も接続されています。サーボ制御は 20kHz となり、スピーカーの再生範囲を超えており聞こえませんがノイズが出ますので VR3を下げて動かして下さい。

リスト chap2_7
/************************************* ***** mainc.c (project: chap2_7) ***** DCモーターの制御 *************************************/ #include <16f1938.h> #device ADC = 10 // Ａ／Ｄ変換 10bitモード #include <stdio.h> #fuses INTRC_IO,NOWDT,NOBROWNOUT,NOPROTECT,PUT,MCLR,NOLVP,BORV25 #use delay(CLOCK = 16000000) //クロック周波数指定 #use rs232(baud=19200,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits=8,stream=PORT1) #use i2c(MASTER, SDA=PIN_C4, SCL=PIN_C3, ADDRESS=0xa0, FORCE_HW) #use fast_io(A) #use fast_io(B) #use fast_io(C) //======== 入出力のポート定義 ======== #define LED_1 PIN_A2 #define LED_2 PIN_A3 #define LED_3 PIN_A4 #define LED_4 PIN_A5 #define LED_5 PIN_C0 #define SW_1 PIN_B4 #define SW_2 PIN_B5 #define MONI PIN_C0 #BYTE CCPR1L = 0x291 // デューティ比を設定するレジスタ const char verStr[] = "chap2_7 DC motor"; //======== LCD関数ライブラリのインクルード ======== #include "ACM1602_lib.c" //======== 各種グローバル変数 ======== signed long adata; // 計測データ signed long adatas = 0; // 計測データ控え signed long DUTY; signed long FULL = 200; // PR2レジスタとの比較設定値 const float Ritu = 0.1956; // A/D値をDutyに変換する率 //======== USART Valuable ======== int8 Rnum = 0; // Receive Number char Rbuf[22]; // Receuve Buffer int1 Rcmflg = FALSE; // Command Receive Flag #include "SciCommand.c" //======== USART receive Interrupt Process ======== #int_rda void isr_rcv() { char data; data = getc(); // Get RCV char if (data == 0x0d || data == 0x0A) // CRorLF? { Rbuf[Rnum] = 0; // String tarminator Rcmflg = TRUE; // RCV CMD Flag On } else { Rbuf[Rnum] = data; // To buffer Rnum++; // Increment Index if (Rnum > 20) Rnum = 0; // Check Upper Limit } } //======== タイマー割り込み処理 ======== #int_timer2 void isr2(void) { // 20 kHzで入ってくる(周期50us) output_toggle(MONI); // 確認用モニター } void SetDuty(void) // 前回の計測データと比較して dutyの設定をする { if (adata != adatas) { DUTY = (long)(Ritu * adata); CCPR1L = DUTY; adatas = adata; } delay_ms(100); } /********** メイン関数 ***************/ void main(void) { setup_oscillator(OSC_16MHZ); //内部クロック設定 setup_adc_ports(sAN0 | sAN1 | VSS_VDD); // RA0,RA1がアナログ入力 setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL); // FRC(内蔵発振) set_tris_a(0b00000011); // Port_A Mode Set output_a(0b00000000); set_tris_b(0b00111111); // Port_B Mode Set set_tris_c(0b10011000); // Port_C Mode Set output_c(0b00000000); port_b_pullups(0b11111111); setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_8); // Timer1(100ms)の設定 // CCP1の初期設定 setup_ccp1(CCP_PWM); //CCP1をPWMに setup_timer_2(T2_DIV_BY_1, FULL, 1); // 50us-20kHz CCPR1L = 0; //デューティ0% enable_interrupts(INT_RDA); // UART受信割り込み許可 enable_interrupts(INT_TIMER2); enable_interrupts(GLOBAL); // I2Cのピンモードの設定 output_float(PIN_B1); // SDA(I2C用・設定) output_float(PIN_B4); // SCL(I2C用・設定) // LCD - ACM1602NI の初期化 acmLCD_Init(); acmLCD_Clear(); acmLCD_Cmd(0b00001100); // カーソルの表示OFF printf("Hello!\r"); //********* メインループ ******** while(True) { set_adc_channel(0); //チャネル0選択 delay_us(15); //アクイジション待ち adata = read_adc(); //A/D変換データ10ビット読込 SetDuty(); //A/D値からDutyを設定する acmLCD_SetCursor(0, 0); //LCD1行目の先頭へ printf(acmLCD_Putc, "ADC CH0 :%4ld", adata); acmLCD_SetCursor(0, 1); //LCD2行目の先頭へ printf(acmLCD_Putc, "DUTY/FULL:%5.1f%%", ((float)DUTY/FULL)*100); exe_command(); } } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /**************************************** ***** SciCommand.C ***** SCI Command Execute & Response ****************************************/ char Tst[] = "This is the Test"; void dspHelp(void) // Help { printf("Tx |Test:0~1\r"); printf("V |Version\r",); printf("? |Help\r"); } void dspnsup(void) // for the command that is not supported { puts("?"); } //================ Main process of execute command ================ void exe_command(void) { char *p, c; if ((Rnum==0) || (Rcmflg==False)) return; p = Rbuf; switch(c = toupper(*p++)) { case 'T': // for Test switch(c = toupper(*p++)) { case '0': printf("DUTY: %ld\r", DUTY); break; case '1': printf("FULL: %ld\r", FULL); break; case '2': printf("DUTY/FULL: %.1f\r", (float)DUTY/FULL); break; case '3': printf("DUTY/FULL%%: %.1f\r", ((float)DUTY/FULL)*100); break; default : dspnsup(); break; } break; case 'V': printf("%s\r",verStr); break; // Version case '?': dspHelp(); break; // Help default : dspnsup(); break; } Rnum = 0; // Receive Charcter number Rcmflg = False; // Command Receive Flag } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /******************************************************************** * ACM1602N1(秋月) Ｉ２Ｃ接続ＬＣＤ関数ライブラリ *********************************************************************/ #include "ACM1602_lib.h" #define NOP delay_cycles(4) //全てのi2c_間に NOP;を入れている、ACM1602N1は応答が他と違うようだ void acmLCD_Cmd(unsigned char c) // ＬＣＤにコマンドを発行する処理 { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); NOP; i2c_write(0b00000000); // control byte の送信(コマンドを指定) RS:0 NOP; i2c_write(c); // data byte の送信 NOP; i2c_stop(); delay_us(10); } void acmLCD_Clear(void) // ＬＣＤモジュールの画面を消す { acmLCD_Cmd(0x01); // カーソルは、col=0,row=0に移動 delay_ms(5); // LCDが処理(2.16ms)するのを待ちます } void acmLCD_SetCursor(int col, int row) // ＬＣＤモジュール画面内のカーソル位置を移動 { // col:0~15, row:0~1 int row_offsets[] = {0x00, 0x40}; acmLCD_Cmd(0x80 | (col + row_offsets[row])); // Set DDRAM Adddress:00-0FH,40-47H delay_us(60); // 56-30 } void acmLCD_Putc(char c) // 一文字出力する { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); NOP; i2c_write(0x80); // control byte の送信(データを指定) NOP; i2c_write(c); // data byte の送信 NOP; i2c_stop(); delay_us(30); //26 } static void acmLCD_Puts(unsigned char *ptr) // ＬＣＤに文字列データを出力する { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); // LCD device address NOP; i2c_write(0xc0); while (*ptr){ NOP; i2c_write(*ptr); NOP; i2c_write(0xc0); ptr++; } NOP; i2c_stop(); } void acm_all_set_cgram(char *p) // cgram_okdt[8][8]などを一括登録する(8文字分) { int i; acmLCD_Cmd(0x40); // CGRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ delay_ms(5); for (i=0; i<64; i++) { acmLCD_Putc(*p++); // 登録 NOP; } acmLCD_Cmd(0x80); // DDRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ } void acmLCD_Init() // ＬＣＤの初期化を行う処理 { delay_ms(50); acmLCD_Cmd(0x01); // Clear Diplay. delay_ms(5); // 5ms。 acmLCD_Cmd(0x38); // Function Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000x0000; DL; Interface Data length. 8bits/4bits // 0b0000x000; N; Numbers of display line. 2-line/1-line // 0b00000x00; F; Display font type. 5x10dots/5x8dots acmLCD_Cmd(0x0f); // Display ON/OFF Control. delay_ms(5); // 5ms // 0b00000x00; D; Set display on/off. // 0b000000x0; C; Set cursor on/off. // 0b0000000x; B; Set blinking of curthor on/off. acmLCD_Cmd(0x06); // Entry Mode Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000000x0; I/D;Assign curthor moving direction. // 0b0000000x; I/D;Enable the shift of entire display. acmLCD_Clear(); // Clear Display } void acm_all_set_cgram(char *p) // cgram_okdt[8][8]などを一括登録する(8文字分) { int i; acmLCD_Cmd(0x40); // CGRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ delay_ms(5); for (i=0; i<64; i++) { acmLCD_Putc(*p++); // 登録 delay_cycles(AN); } acmLCD_Cmd(0x80); // DDRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ } void acmLCD_Init() // ＬＣＤの初期化を行う処理 { delay_ms(50); acmLCD_Cmd(0x01); // Clear Diplay. delay_ms(5); // 5ms。 acmLCD_Cmd(0x38); // Function Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000x0000; DL; Interface Data length. 8bits/4bits // 0b0000x000; N; Numbers of display line. 2-line/1-line // 0b00000x00; F; Display font type. 5x10dots/5x8dots acmLCD_Cmd(0x0f); // Display ON/OFF Control. delay_ms(5); // 5ms // 0b00000x00; D; Set display on/off. // 0b000000x0; C; Set cursor on/off. // 0b0000000x; B; Set blinking of curthor on/off. acmLCD_Cmd(0x06); // Entry Mode Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000000x0; I/D;Assign curthor moving direction. // 0b0000000x; I/D;Enable the shift of entire display. acmLCD_Clear(); // Clear Display } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ // ACM1602_lib.h // ACM1602NI-FLW-FBW 16文字x2行LCDモジュール バックライト付 #ifndef _ACM1602_H_ #define _ACM1602_H_ /* 必要な時に組み込む char cgram_levHdt[8][8] = { // 水平方向レベル表示用のCGRAMデータ {0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10}, // 08 | {0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18}, // 09 || {0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c}, // 0A ||| {0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e}, // 0B |||| {0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f}, // 0C ||||| {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}, // 0D {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}, // 0E {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00} // 0F };*/ // ACM1602NIのスレーブアドレスは、0x50 -> Slaver address could only set to 1010000 #define LCD_ADRES 0x50 << 1 // 第0bitは、書き込み指示(0) void acmLCD_Cmd(unsigned char c); // ＬＣＤにコマンドを発行する処理 void acmLCD_Clear(void); void acmLCD_SetCursor(int col, int row); // col:0~7, row:0~1 void acmLCD_Putc(char c); void acmLCD_Puts(char *s); void acm_all_set_cgram(char *p); // cgram_okdt[8][8]などを一括登録する(8文字分) void acmLCD_Init(); #endif

MPLAB を起動して、プロジェクトを作成します。作成法は、先に紹介した通りです。
下図のように構成してください。

メニューの 「Project - Build All」を実行するとコンパイルが実行され、Output 画面に、BUILD SUCCEEDED が表示されれば、成功です。プロジェクトフォルダに、「main.hex」ファイルができているはずです。
先の例のように接続し、PICkit 3 の USBケーブルをパソコンに接続し、ターゲットの電源を入れて置き、書き込んでください。

このＤＣモーターの速度コントロールは、まったく単純ＰＷＭの応用です。 setup_ccp1(CCP_PWM); でCCP1をPWMモードにして、一緒に関連して動く Timer2 を setup_timer_2(T2_DIV_BY_1, FULL, 1); の文で 20kHz(周期 50us)　で動作するように設定します。タイマ２の割り込みを記述していますが、これは動作的には全く使用していません、単に周期を確認するモニターとしての使用です。

このモーターの品番は RS-385PH で定格電圧は 6Vですが、左図で分かりますように、コネクタ CN-STP_MTR (基板上部の中央)の 5番ピンの 5V(赤の線)で動作させています。モーターのマイナス側は、コネクタ CN-DC_MTR (基板左側)の 3番ピン(茶色の線、TR2を通ったCCP1の出力) に接続します。JP7を接続しておく必要があります。　回路図 を参照してください。

動作としては、ADC-CH0を読み込みます。その読み値は 10ビットですから、0〜1023 になります。
setup_timer_2(T2_DIV_BY_1, FULL, 1); の設定で FULL(200)の値をタイマ2の比較設定値にしていますから、デューティ設定値を FULL(200)とするとデューティは、100%となります。ADCの電圧でデューティを設定する関数は次の通りです。
void SetDuty(void)
{
　　　if (adata != adatas) {
　　　　　　DUTY = (long)(Ritu * adata);
　　　　　　CCPR1L = DUTY;
　　　　　　adatas = adata;　　　//前回値を更新
　　　}
　　　delay_ms(100);
}
ADC の読み込み値が 1023(VR1を右いっぱい)の時に、変数DUTYを 200にするための定数(Ritu = 0.1956)を掛けて、ADC値をデューティに変換した DUTY を CCPR1L (デューティ設定レジスタ) に設定する様にしています。モーターの電源は、基板から取るよりも別電源を使った方が良いです。テストでは上図のように基板からとっていますので、ADCの読み込み値にノイズが入っています。上図の ADC CH0 の読み値の一桁目がかなり動いているのが分かります。VR1 を動かすとデューティが変わり、モーターのスピードが変化します。このモーターでは、デューティを 60% 以下にするとモーターは停止してしまいます。このコントロールの仕方は、光源の明るさを変えたりするなどの応用にも使われています。 「改訂版・Ｃ言語によるPICプログラミング入門」の340ページには、ＤＣモーターの正転・逆転をコントロールする例が書かれています。しかし、かなり複雑な外付け回路が必要です。
実際のところ、正転・逆転・停止・ブレーキができるパラレルインターフェイスや Ｉ２Ｃのシリアルインターフェイスを持った組み込み用ドライバー基板が比較的安価で色々と供給されていますので、DCモーターの制御には、これらを使うのが実際的かなとも思われます。


8. RCサーボ Motorの動作テスト
学習用のフォルダ「C:\PIC_Practice\chap2_8」を作成し、その中に　main.c, SciCommand.c, ACM1602_lib.c, ACM1602_lib.h を入れて下さい。下のリストの各ファイル の範囲をドラッグして選択し、メモ帳などのエディタに貼り付けて、名前を付けて保存で各ファイルを作ってください。もちろん、LCD(ACM1602NI)を取り付けておき、アナログの内部入力を取り込むための JP1 を接続してください。また、RCサーボモータ(SG90)の接続は、赤色の線は コネクタ CN-STO_MTR の 5番(+5V)へ、茶色の線は同じコネクタの 6番(GND)へ、オレンジの線は、コネクタ CN-SENSEの 3番(CCP1)に接続してください。サーボの制御入力(PWM)は、PIC の 13番ピン(CCP1)です。ここにはスピーカーアンプの入力も接続されています。サーボ制御は 50Hz となり、スピーカーの再生範囲ではないので 50Hz としては聞こえませんがノイズが出ますので VR3を下げて動作させて下さい。このモーターも秋月電子通商さんで取り扱っています。

リスト chap2_8
/***************************************** ***** mainc.c (project: chap2_8) ***** CCPコンペアモード・RCサーボの制御 ******************************************/ #include <16f1938.h> #device ADC = 10 // A/D変換 10bitモード #include <stdio.h> #fuses INTRC_IO,NOWDT,NOBROWNOUT,NOPROTECT,PUT,MCLR,NOLVP,BORV25 #use delay(CLOCK = 16000000) //クロック周波数指定 #use rs232(baud=19200,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits=8,stream=PORT1) #use i2c(MASTER, SDA=PIN_C4, SCL=PIN_C3, ADDRESS=0xa0, FORCE_HW) #use fast_io(A) #use fast_io(B) #use fast_io(C) //======== 入出力のポート定義 ======== #define LED_1 PIN_A2 #define LED_2 PIN_A3 #define LED_3 PIN_A4 #define LED_4 PIN_A5 #define LED_5 PIN_C0 #define SW_1 PIN_B4 #define SW_2 PIN_B5 #define MONI PIN_C0 const char verStr[] = "chap2_8 RC Servo motor"; //======== 主要変数定義 ======== int32 Cnt20ms; // 20ms Counter long Width1; // コンペア値 long WidthS; // コンペア値控え float fdata; // 計測データ enum mod { AUT = 0, MAN = 1, SCI = 2 }; int MODE = 0; // モード int MODES = 10; // モード控え const char ModMes[3][11]={"AUTO ", "MANU(A/D) ", "MONI(SCI) "}; //======== プロトタイプ宣言 ===== int Chk_SW(long t); // t x 20ms押されているかをCheck void LCD_Disp(void); // LCDにモードと波形幅・角度を表示する //======== LCD関数ライブラリのインクルード ======== #include "ACM1602_lib.c" //======== USART Valuable ======== int8 Rnum = 0; // Receive Number char Rbuf[22]; // Receuve Buffer int1 Rcmflg = FALSE; // Command Receive Flag #include "SciCommand.c" //======== USART receive Interrupt Process ======== #int_rda void isr_rcv() { char data; data = getc(); // Get RCV char if (data == 0x0d || data == 0x0A) // CRorLF? { Rbuf[Rnum] = 0; // String tarminator Rcmflg = TRUE; // RCV CMD Flag On } else { Rbuf[Rnum] = data; // To buffer Rnum++; // Increment Index if (Rnum > 20) Rnum = 0; // Check Upper Limit } } //======== タイマー割り込み処理 ======== ///// TIMER2 Constants & Interrupt #define T2PR 125 // Period:0~255 #define T2PO 10 // Postsscale:1~16 for INT times of OV // Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer2 IN) // DIV:1/64 -> 62.5KHz(T:16uS) DIV=Prescaler(1/1,1/4,1/16,1/64) // 16us x 125 x 10 = 20ms //Actual measurement -> 20ms OK #int_timer2 void isr2(void) { // 50Hzで入ってくる(周期20ms) setup_ccp1(CCP_OFF); //CCP1出力オフ（Low) setup_ccp1(CCP_COMPARE_CLR_ON_MATCH); //コンペアモード再セット CCP_1 = Width1; //コンペア値再セット set_timer1(0); //タイマ１リセット ++Cnt20ms; // タイマーカウンタ output_toggle(MONI); // 確認用モニター(周期20ms)-OK } int Chk_SW(long t20ms) // t20ms押されていれば次を返す:SW1のみ1,SW2のみ2,双方3 { int dt = 0; if(dt = (~input_b() & 0x30)) { // SW1, SW2 押されてなければSKIP Cnt20ms = 0; do{ if(Cnt20ms>=t20ms) break; // 指定時間経過 dt = ~input_b() & 0x30; } while(dt); } return dt >> 4; } void XmodeBySw(void) // SW1,2 でMODEを切り替える { int dt; if (dt = Chk_SW(50)) { // 一秒以上(20 x 50ms)押された if(dt == 3) dt = 0; MODE = dt; // MODEを変更する LCD_Disp(); // LCDに表示 while(~input_b() & 0x30); // SW1,2が離されるのを待つ } } void LCD_Disp(void) // LCDにモードと波形幅・角度を表示する { float deg; if((MODE != MODES)||(Width1 != WidthS)) { MODES = MODE; WidthS = Width1; deg = ((float)Width1-2900)/21.1111; // degree に変換 acmLCD_SetCursor(0, 0); printf(acmLCD_Putc, "MODE: %s", ModMes[MODE]); acmLCD_SetCursor(0, 1); printf(acmLCD_Putc, "WD:%1.2fms/%3.1f",(float)Width1/2000, deg); acmLCD_Putc(0x08); printf(acmLCD_Putc, " "); // '°'の表示 } } /********** メイン関数 ***************/ void main(void) { setup_oscillator(OSC_16MHZ); //内部クロック設定 setup_adc_ports(sAN0 | sAN1 | VSS_VDD); // RA0,RA1がアナログ入力 setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL); // FRC(内蔵発振) set_tris_a(0b00000011); // Port_A Mode Set output_a(0b00000000); set_tris_b(0b00111111); // Port_B Mode Set set_tris_c(0b10011000); // Port_C Mode Set output_c(0b00000000); port_b_pullups(0b11111111); setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_2); // 16/4=4M 4M/2=2M(0.5us) // ServoMotor動作範囲 0.5ms->0.5x1000=500us, 2.4ms->0.5x4800=2400us // width:1000で0.5msとなり、width:4800で2.4msとなる。中央は1.45ms(2900) // 0.5msで-90°、1.45msで 0°、2.4msで +90°の角度を保持する setup_timer_2(T2_DIV_BY_64,T2PR,T2PO); // Timer2(20ms)-50Hzの設定 enable_interrupts(INT_RDA); // UART受信割り込み許可 enable_interrupts(INT_TIMER2); enable_interrupts(GLOBAL); // I2Cのピンモードの設定 output_float(PIN_B1); // SDA(I2C用・設定) output_float(PIN_B4); // SCL(I2C用・設定) // LCD - ACM1602NI の初期化 acmLCD_Init(); acmLCD_Clear(); acmLCD_Cmd(0b00001100); // カーソルの表示OFF acm_one_set_cgram(cgram_degdt); // '°'の登録 LCD_Disp(); // LCDに表示 printf("Hello!\r"); //********* メインループ ******** while(True) { XmodeBySw(); // SW1,2 でMODEを切り替える switch (MODE) { case AUT: // === 自動モード(1000〜4800を繰り返す) === // CCP1パルス幅設定 1カウント = 0.5usec // 0.5msec〜2.4msec=1000〜4800 Width1 += 50; if(Width1 > 4800) Width1 = 1000; LCD_Disp(); // LCDに表示 delay_ms(200); break; case MAN: // === 手動モード(ADC CH0 の値で動かす) === //　A/D チャンネル0計測 set_adc_channel(0); //チャネル0選択 delay_us(15); //アクイジション待ち fdata = read_adc(); //A/D変換データ10ビット読込 Width1 = (long)(fdata * 3.7146 + 1000); // 換算 LCD_Disp(); // LCDに表示 delay_ms(20); break; case SCI: // === SCIモード(RS232Cのコマンドで動かす) === LCD_Disp(); // LCDに表示 break; } exe_command(); // モニターコマンドの実行 } } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /**************************************** ***** SciCommand.C ***** SCI Command Execute & Response ****************************************/ #include <stdlib.h> void dspHelp(void) // Help { printf("Tx |Test:0~1\r"); printf("Mx |Change MODE:0~2\r"); printf("M? |Help of above\r"); printf("Wx~x |Change Width\r"); printf("W? |Help of above\r"); printf("V |Version\r",); printf("? |Help\r"); } void dspnsup(void) // for the command that is not supported { puts("?"); } //================ Main process of execute command ================ void exe_command(void) { char *p, c; long w; if ((Rnum==0) || (Rcmflg==False)) return; p = Rbuf; switch(c = toupper(*p++)) { case 'T': // for Test switch(c = toupper(*p++)) { case '0': printf("MODE: %u, %u, %u\r", AUT, MAN, SCI); break; case '1': printf("Width1: %lu\r", Width1); break; case '2': printf("SW: %lX\r", Chk_SW(10)); //10x20ms break; case '3': puts("Received 'T3' command"); break; default : dspnsup(); break; } break; case 'M': // モード変更 c = toupper(*p++) - 0x30; // 1文字を数値に変換 if ((0 <= c) && (c <= 2)) { MODE = c; printf("MODE was changed to %s\r", ModMes[MODE]); } else { printf("M0: Auto Mode\r"); printf("M1: Manual, by AD-CH0\r"); printf("M2: SCI, this command\r",); } break; case 'W': // Width1 の変更 c = toupper(*p); if (c == '?') { printf("This command is enabled at 'SCI' Mode.\r"); printf("This changes a value of 'Width1'.\r"); printf("The range of 'Width1' is 1000~4800.\r"); } else { if(MODE == 2) { // SCIモードの時のみ有効 w = atol(p); // 文字列数値変換 if((1000 <= w) && (w <= 4800)) { Width1 = w; printf("'Width1' was changed to %lu\r", w); } else { printf("Value of range must be 1000~4800\r"); } } else printf("This command is enabled at 'SCI' Mode.\r"); } break; case 'V': printf("%s\r",verStr); break; // Version case '?': dspHelp(); break; // Help default : dspnsup(); break; } Rnum = 0; // Receive Charcter number Rcmflg = False; // Command Receive Flag } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /******************************************************************** * ACM1602NI(秋月) Ｉ２Ｃ接続ＬＣＤ関数ライブラリ *********************************************************************/ #include "ACM1602_lib.h" #define NOP delay_cycles(4) //全てのi2c_間に NOP;を入れている、ACM1602NIは応答が他と違うようだ void acmLCD_Cmd(unsigned char c) // ＬＣＤにコマンドを発行する処理 { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); NOP; i2c_write(0b00000000); // control byte の送信(コマンドを指定) RS:0 NOP; i2c_write(c); // data byte の送信 NOP; i2c_stop(); delay_us(10); } void acmLCD_Clear(void) // ＬＣＤモジュールの画面を消す { acmLCD_Cmd(0x01); // カーソルは、col=0,row=0に移動 delay_ms(5); // LCDが処理(2.16ms)するのを待ちます } void acmLCD_SetCursor(int col, int row) // ＬＣＤモジュール画面内のカーソル位置を移動 { // col:0~15, row:0~1 int row_offsets[] = {0x00, 0x40}; acmLCD_Cmd(0x80 | (col + row_offsets[row])); // Set DDRAM Adddress:00-0FH,40-47H delay_us(60); // 56-30 } void acmLCD_Putc(char c) // 一文字出力する { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); NOP; i2c_write(0x80); // control byte の送信(データを指定) NOP; i2c_write(c); // data byte の送信 NOP; i2c_stop(); delay_us(30); //26 } static void acmLCD_Puts(unsigned char *ptr) // ＬＣＤに文字列データを出力する { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); // LCD device address NOP; i2c_write(0xc0); while (*ptr){ NOP; i2c_write(*ptr); NOP; i2c_write(0xc0); ptr++; } NOP; i2c_stop(); } void acm_all_set_cgram(char *p) // cgram_okdt[8][8]などを一括登録する(8文字分) { int i; acmLCD_Cmd(0x40); // CGRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ delay_ms(5); for (i=0; i<64; i++) { acmLCD_Putc(*p++); // 登録 NOP; } acmLCD_Cmd(0x80); // DDRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ } void acm_one_set_cgram(char *p) // cgram_degdt[8]などを一文字登録する(1文字分) { int i; acmLCD_Cmd(0x40); // CGRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ delay_ms(5); for (i=0; i<8; i++) { acmLCD_Putc(*p++); // 登録 NOP; } acmLCD_Cmd(0x80); // DDRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ } void acmLCD_Init() // ＬＣＤの初期化を行う処理 { delay_ms(50); acmLCD_Cmd(0x01); // Clear Diplay. delay_ms(5); // 5ms。 acmLCD_Cmd(0x38); // Function Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000x0000; DL; Interface Data length. 8bits/4bits // 0b0000x000; N; Numbers of display line. 2-line/1-line // 0b00000x00; F; Display font type. 5x10dots/5x8dots acmLCD_Cmd(0x0f); // Display ON/OFF Control. delay_ms(5); // 5ms // 0b00000x00; D; Set display on/off. // 0b000000x0; C; Set cursor on/off. // 0b0000000x; B; Set blinking of curthor on/off. acmLCD_Cmd(0x06); // Entry Mode Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000000x0; I/D;Assign curthor moving direction. // 0b0000000x; I/D;Enable the shift of entire display. acmLCD_Clear(); // Clear Display } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ // ACM1602_lib.h // ACM1602NI-FLW-FBW 16文字x2行LCDモジュール バックライト付 #ifndef _ACM1602_H_ #define _ACM1602_H_ /* 必要な時に組み込む char cgram_levHdt[8][8] = { // 水平方向レベル表示用のCGRAMデータ {0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10}, // 08 | {0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18}, // 09 || {0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c}, // 0A ||| {0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e}, // 0B |||| {0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f}, // 0C ||||| {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}, // 0D {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}, // 0E {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00} // 0F };*/ char cgram_degdt[8] = { // '°'表示用のCGRAMデータ 0x0C,0x12,0x0C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 // 08 ° }; // ACM1602NIのスレーブアドレスは、0x50 -> Slaver address could only set to 1010000 #define LCD_ADRES 0x50 << 1 // 第0bitは、書き込み指示(0) void acmLCD_Cmd(unsigned char c); // ＬＣＤにコマンドを発行する処理 void acmLCD_Clear(void); void acmLCD_SetCursor(int col, int row); // col:0~7, row:0~1 void acmLCD_Putc(char c); void acmLCD_Puts(char *s); void acm_all_set_cgram(char *p); // cgram_okdt[8][8]などを一括登録する(8文字分) void acm_one_set_cgram(char *p); // cgram_degdt[8]などを一文字登録する(1文字分) void acmLCD_Init(); #endif #endif

MPLAB を起動して、プロジェクトを作成します。作成法は、先に紹介した通りです。
下図のように構成してください。



メニューの 「Project - Build All」を実行するとコンパイルが実行され、Output 画面に、BUILD SUCCEEDED が表示されれば、成功です。プロジェクトフォルダに、「main.hex」ファイルができているはずです。
先の例のように接続し、PICkit 3 の USBケーブルをパソコンに接続し、ターゲットの電源を入れて置き、書き込んでください。
ここで使っているＲＣサーボモーターの型番は、SG90 です。その仕様書を参照してください。

リモコンの自動車のハンドルを切ったり、飛行機の補助翼を操作したりする様な時に使います。
この仕様によれば、20ms 間隔で送るパルスの幅が 0.5ms の時には -90°となり、2.4ms の時には +90°となり、1.45msで中央の 0°となります。例えば、0.5ms のパルスを送り続けていれば -90°の位置を保持し続ける(サーボ)動作をします。

結論から言えば、どのような方法でも構わないので、20ms 間隔で、保持したい位置のパルス幅(0.5〜2.4ms)を送り続ければ指定した角度の位置に停止するのです。

まずは動かして見ましょう。走らせ始める(初期状態) と、-90°からある角度(2.368°)づつ一定間隔で +90°に向かって動いて行き、+90°に達すると一気に -90°に戻ります。これを無限に繰り返します。これは、「改訂版・Ｃ言語によるPICプログラミング入門」の 336〜338ページにあるサンプルソフトと同じ動作です。
この電源投入時の動作を「AUTO」モードと言っています。このソフトでは、これとは別に２モードを持っています。
「MANUAL」モードと「MONITOR」モードです。左図を参照して、コマンド 'M1'を入力すると「MANUAL」モードに切り変わります。このモードでは、基板上部の VR1 を使ってサーボモーターを制御します。
VR1 を左回し一杯とすると -90°(0.5ms) となります。右回し一杯とすると +90°(2.4ms)になり、VR1 の回転に応じてサーボの位置が自在に変更できるのが分かります。

次に、コマンド 'M2'を入力すると「MONITOR」モードに切り替わり、RS232C のコマンドでサーボをコントロールできるようになります。
ただ、この時に入力する 'wxxxx' の xxxx は、ソフトの変数 Width1 に代入されるので、その範囲が決まっています。main関数内のレム文を見ると分かりますが 1000〜4800 が取りうる範囲になっています。
1000 で -90°(0.5ms)、4800で +90°(2.4ms) です。2900 で 0°(1.45ms) の中央になります。

コンペアモードでは、上の本の 326ページに記述されているように、CCP1 は TIMER1と密接な関係があります。つまり、ワンショットのパルス幅を決定することができる訳です。また、このソフトでは、20ms のベースのタイマーとしては TIMER2 を使っています。上記の本では TIMER0を使っています。理由は、このソフトのクロックが16MHzなので、TIMER0では、うまく 20ms が作れないので TIMER2 に変更しています。
このソフトの構成で一番大切な働きは TIMER2 の割り込み内の処理が担っています。

　　　#int_timer2
　　　void isr2(void) {　　　　　　 // 50Hzで入ってくる(周期20ms)
　　　　 setup_ccp1(CCP_OFF);　　　　　　　　　　　　　　　　 //CCP1出力オフ（Low)
　　　　 setup_ccp1(CCP_COMPARE_CLR_ON_MATCH);　　　　 //コンペアモード再セット
　　　　 CCP_1 = Width1;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//コンペア値再セット
　　　　 set_timer1(0);　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 //タイマ１リセット

　　　　++Cnt20ms;　　　　　　　　　　　// タイマーカウンタ
　　　　 output_toggle(MONI);　　　　　　 // 確認用モニター(周期20ms)-OK
　　　}
どのモードからも簡単にサーボモーターをコントロールできましたが、それはこの割り込みの中で、パルス幅を決める Width1 (Global変数)を各モードの中で変更しているからです。Timer2 の割り込み処理内の説明は、次の通りです。
タイマ２の 20ms ごとの割り込み処理では、まずいったん CCP1 をオフにして出力を Low としています。その後 CCP をコンペアモードに再設定し、ワンショットパルスとして Width1 をパルス幅データとして設定し、タイマ1のカウンタをリセットして正確なパルス幅になるようにしています。

先に述べましたように、このプログラムでは、３つのMODEを持っています。上の例では、モニター(RS232C)でMODEを切り替えました。それ以外に基板上の２つの押し釦SW(1と2)でも切り替えることができます。SW1 のみを １秒以上押すと MANUAL(A/D)に切り替わります。また SW2 のみを １秒以上押すと MONITOR(SCI)に切り替わります。また、SW1 と SW2 を同時に １秒以上押すと初期の AUTO に切り替わります。

なお、LCD に '°'を表示するために、LCD の CGRAM に '°'を一文字登録し、LCD_Disp(void)の中で、acmLCD_Putc(0x08); にて表示しています。
これでは、SW の操作やモニターを活用しました。SciCommand.c 内の各ルーチンは、'C言語'の学習に役に立つと思います。このファイルの先頭で #include <stdlib.h> を実行しています。これは標準関数 atol(p); を使用するためにインクルードすることが必要です(先の本の 208 〜 209 ページを参照：ライブラリ)。


９. Stepping Motorの回転

学習用のフォルダ「C:\PIC_Practice\chap2_9」を作成して下さい。このフォルダの中に次の４個のファイルを入れて下さい。 main.c 、 SciCommand.c 、ACM1602_lib.c、ACM1602_lib.h です。作成方法は、これまで通りです。もちろん、LCD(ACM1602NI)を取り付けてください。また、基板の CN-STP_MTR に付属のコネクタ付ケーブルを使ってモーターを接続しておいて下さい(下の写真を参照)。
この chap2_9 は、前の 16F1827 で行った chap_7 と全く同じ動作です。したがって説明も、ほぼそのまま引用します。
リスト chap2_9
/*************************************** ***** main.c (project: chap2_9) ***** Stepping Morter の回転制御 ****************************************/ #include <16f1938.h> #include <stdio.h> #fuses INTRC_IO,NOWDT,NOBROWNOUT,NOPROTECT,PUT,MCLR,NOLVP,BORV25 #use delay(CLOCK = 16000000) //クロック周波数指定 #use rs232(baud=19200,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits=8,stream=PORT1) #use i2c(MASTER, SDA=PIN_C4, SCL=PIN_C3, ADDRESS=0xa0, FORCE_HW) #use fast_io(A) #use fast_io(B) #use fast_io(C) //======== 入出力のポート定義 ======== #define LED_1 PIN_A2 #define LED_2 PIN_A3 #define LED_3 PIN_A4 #define LED_4 PIN_A5 #define LED_5 PIN_C0 #define SW_1 PIN_B4 #define SW_2 PIN_B5 #define MONI PIN_C0 const char verStr[] = "chap2_9 stepping motor"; //======== プロトタイプ宣言 ======== void MTR_OUT(int dt); // モーターにdtを出力する int Chk_SW(long t100us); // t100us押されていれば次を返す:SW1のみ1,SW2のみ2,双方3 void MTR_SW_Cont(void); // SW1,2操作で、モーターの速度と回転方向を変える void LCD_Disp_MTR(void); // LCDにモーターの状態を表示する //======== Declaration MAIN Valuable ======== int32 Cnt100us; // 100us Counter long mtr_timn = 10; // 回転速度 x 100us long mtr_tims = 0; // 控え long cnt_mtr; int mdir = 0; // 回転方向 CW:0 CCW:1 int mdirs = 3; // 控え int mstp = 0; // 回転停止 int mstps = 3; // 控え signed int i = 7; // 回転データ位置 // Motor:28BYJ-48 mtr_timn:8未満は脱調、10動くが強く掴むと止まる、15以上が安定している // 割り込み:int_timer2でモーターを回している // モーター回転データの配列　MTR_DT[0]〜MTR_DT[7] を使っている　　正転 -> int MTR_DT[9]={0b1000,0b1100,0b0100,0b0110,0b0010,0b0011,0b0001,0b1001,0b0000}; //======== LCD関数ライブラリのインクルード ======== #include "ACM1602_lib.c" //======== USART Valuable ======== int8 Rnum = 0; // Receive Number char Rbuf[22]; // Receuve Buffer int1 Rcmflg = FALSE; // Command Receive Flag #include "SciCommand.c" //======== USART receive Interrupt Process ======== #int_rda void isr_rcv() { char data; data = getc(); // Get RCV char if (data == 0x0d || data == 0x0A) // CRorLF? { Rbuf[Rnum] = 0; // String tarminator Rcmflg = TRUE; // RCV CMD Flag On } else { Rbuf[Rnum] = data; // To buffer Rnum++; // Increment Index if (Rnum > 20) Rnum = 0; // Check Upper Limit } } //======== Timer Interrupt Process ======== ///// TIMER Constants ///// TIMER Constants #define T1PS 15536 // 65536(0x10000)-15536 = 50000 //Actual measurement -> 100ms // Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer1 IN) // DIV:1/8 -> 0.5MHz(T:2.0uS) // 50000 x 2.0us = 100ms #int_timer1 void isr1() // 100ms Interrupt OK { static int8 n; set_timer1(T1PS); //for Test output_toggle(MONI); } #define T2PR 100 // Period:0~255 #define T2PO 4 // Postsscale:1~16 for INT times of OV // Fosc(16MHz)/4 -> 4MHz (Timer2 IN) // DIV:1/1 -> 4.0MHz(T:0.25uS) DIV=Prescaler // 0.25us x 100 x 4 = 100us //Actual measurement -> 100us #int_timer2 void isr2() // 100us Interrupt OK { ++Cnt100us; // 100us counter if(cnt_mtr-- == 0) { // mtr_timn x 100us に1回、ここに入ってくる cnt_mtr = mtr_timn; // カウンター設定値を元に戻す if(mstp == 0) { // 停止であれば何もしない MTR_OUT(MTR_DT[i]); // 現在の i のdataを出力する // 28BYJ-48 のモーターには、正逆が反対のものがある if (mdir == 0) { if(++i > 7) i = 0; // 正転(CW) } else { if(--i < 0) i = 7; // 逆転(CCW) } } } } void MTR_OUT(int dt) { // モーターのIN1~4にデータを出力する output_a((dt & 0xF) << 2); } int Chk_SW(long t100us) { // t100us押されていれば次を返す:SW1のみ1,SW2のみ2,双方3 int dts, dta = 0, dt = 0; if(~input_b() & 0x30) { // SW1, SW2 押されてなければSKIP Cnt100us = 0; do{ if(Cnt100us>=t100us) { if(dta) dts = dta; // SW1+SW2の場合を取りこぼすのを防ぐため dt = dts >> 4; break; // 返り値を作る(1,2,3になる) } dts = ~input_b() & 0x30; if(dts==0x30) dta=0x30; // SW1+SW2の場合、dtaに記録する } while(dts); } return dt; } void MTR_SW_Cont(void) { // SW1,2操作で、モーターの速度と回転方向を変える int i; if (i = Chk_SW(200)) { // 20ms以下の押しだとiは0 switch (i) { case 1: //up (SW1) 遅くなる if(mtr_timn<999) ++mtr_timn; // SW操作では 8~999 の範囲に制限する break; case 2: //down(SW2) 速くなる if(mtr_timn>8) --mtr_timn; break; case 3: //dir change SW1+SW2,同時押し if(mdir) mdir = 0; else mdir = 1; break; } LCD_Disp_MTR(); // SWを離す前にLCDにモーター状態を表示 while(~input_b() & 0x30); // SW1,2がOFFされるのを待つ } } char state[3][5] = {"STOP", " CW ", " CCW"}; void LCD_Disp_MTR(void) { // LCDにモーターの状態を表示する // mtr_timn, mdir, mstpに変化が有った時のみに表示する(変化が無ければSkip) if ((mtr_timn!=mtr_tims)||(mdir!=mdirs)||(mstp!=mstps)) { acmLCD_SetCursor(0, 0); // 1行目 if(mstp) i = 0; else if(mdir == 0) i = 1; else i = 2; printf(acmLCD_Putc, "Motor DIR -%s", state[i]); acmLCD_SetCursor(0, 1); // 2行目 printf(acmLCD_Putc, "Period : %4lu", mtr_timn); mtr_tims=mtr_timn; mdirs=mdir; mstps=mstp; // 控えを更新 } } void main() { setup_oscillator(OSC_16MHz); // OSCの設定 set_tris_a(0b00000011); // Port_A Mode Set output_a(0b00000000); set_tris_b(0b00111111); // Port_B Mode Set set_tris_c(0b10011000); // Port_C Mode Set output_c(0b00000000); port_b_pullups(0b11111111); setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_8); setup_timer_2(T2_DIV_BY_1,T2PR,T2PO); // 100us enable_interrupts(INT_RDA); enable_interrupts(INT_TIMER1); enable_interrupts(INT_TIMER2); enable_interrupts(GLOBAL); output_float(PIN_C3); // SCL(I2C) output_float(PIN_C4); // SDA(I2C) // LCD - ACM1602NI の初期化 acmLCD_Init(); acmLCD_Clear(); acmLCD_Cmd(0b00001100); // カーソルの表示OFF cnt_mtr = mtr_timn; // モーター制御のための100usカウンターの初期化 printf("Hello!\r"); while(True) { LCD_Disp_MTR(); // LCDにモーターの状態を表示する MTR_SW_Cont(); // モーターの速度と回転方向をSW操作によって変える exe_command(); // RS232C のコマンドを実行 } } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /***************************************** ***** SciCommand.C ***** SCI Command Execute & Response *****************************************/ #include <stdlib.h> void dspHelp(void) // Help { printf("Tx |Test:0~1\r"); printf("MSxxx |MTR period\r"); printf("MDx |MTR 0:CW, 1:CCW\r"); printf("MBx |MTR 0:rot,1:stop\r"); printf("V |Version\r",); printf("? |Help\r"); } void dspnsup(void) // for the command that is not supported { puts("?"); } //================ Main process of execute command ================ void exe_command(void) { char *p, c; if ((Rnum==0) || (Rcmflg==False)) return; p = Rbuf; switch(c = toupper(*p++)) { case 'T': // for Test switch(c = toupper(*p++)) { case '0': printf("SW: %X\r", ~input_b() & 0x30); break; case '1': printf("ChkSW: %u\r", Chk_SW(10)); break; default : dspnsup(); break; } break; case 'M': // モーターの制御 char MD[2][4] = {" CW", "CCW"}; char MB[2][7] = {"Rotate", " Stop "}; switch(c = toupper(*p++)) { case 'S': // MS モーター速度表示、MSxx、速度設定 if(Rnum == 2) printf("Now mtr_timn:%lu\r\n",mtr_timn); else { mtr_timn = atol(p); // mtr_timn の書き換え printf("Set mtr_timn:%lu\r\n",mtr_timn); } break; case 'D': // MD 回転方向表示、 回転方向設定 MDx モーター 正転:0、逆転:1 if(Rnum == 2) printf("Now mdir:%u %s\r\n",mdir, MD[mdir]); else { mdir = atoi(p); // mdir の書き換え printf("Set mdir:%u %s\r\n",mdir, MD[mdir]); } break; case 'B': // MB mstpの表示、MBx モーターをストップ:1、回転させる:0 if(Rnum == 2) printf("Now mstp:%u %s\r\n",mstp, MB[mstp]); else { mstp = atoi(p); // mstp の書き換え printf("Set mstp:%u %s\r\n",mstp, MB[mstp]); } break; default : dspnsup(); break; } break; case 'V': printf("%s\r",verStr); break; // Version case '?': dspHelp(); break; // Help default : dspnsup(); break; } Rnum = 0; // Receive Charcter number Rcmflg = False; // Command Receive Flag } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /******************************************************************** * ACM1602NI(秋月) Ｉ２Ｃ接続ＬＣＤ関数ライブラリ *********************************************************************/ #include "ACM1602_lib.h" #define NOP delay_cycles(4) //全てのi2c_間に NOP;を入れている、ACM1602NIは応答が他と違うようだ void acmLCD_Cmd(unsigned char c) // ＬＣＤにコマンドを発行する処理 { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); NOP; i2c_write(0b00000000); // control byte の送信(コマンドを指定) RS:0 NOP; i2c_write(c); // data byte の送信 NOP; i2c_stop(); delay_us(10); } void acmLCD_Clear(void) // ＬＣＤモジュールの画面を消す { acmLCD_Cmd(0x01); // カーソルは、col=0,row=0に移動 delay_ms(5); // LCDが処理(2.16ms)するのを待ちます } void acmLCD_SetCursor(int col, int row) // ＬＣＤモジュール画面内のカーソル位置を移動 { // col:0~15, row:0~1 int row_offsets[] = {0x00, 0x40}; acmLCD_Cmd(0x80 | (col + row_offsets[row])); // Set DDRAM Adddress:00-0FH,40-47H delay_us(60); // 56-30 } void acmLCD_Putc(char c) // 一文字出力する { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); NOP; i2c_write(0x80); // control byte の送信(データを指定) NOP; i2c_write(c); // data byte の送信 NOP; i2c_stop(); delay_us(30); //26 } static void acmLCD_Puts(unsigned char *ptr) // ＬＣＤに文字列データを出力する { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); // LCD device address NOP; i2c_write(0xc0); while (*ptr){ NOP; i2c_write(*ptr); NOP; i2c_write(0xc0); ptr++; } NOP; i2c_stop(); } void acm_all_set_cgram(char *p) // cgram_okdt[8][8]などを一括登録する(8文字分) { int i; acmLCD_Cmd(0x40); // CGRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ delay_ms(5); for (i=0; i<64; i++) { acmLCD_Putc(*p++); // 登録 NOP; } acmLCD_Cmd(0x80); // DDRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ } void acm_one_set_cgram(char *p) // cgram_degdt[8]などを一文字登録する(1文字分) { int i; acmLCD_Cmd(0x40); // CGRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ delay_ms(5); for (i=0; i<8; i++) { acmLCD_Putc(*p++); // 登録 NOP; } acmLCD_Cmd(0x80); // DDRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ } void acmLCD_Init() // ＬＣＤの初期化を行う処理 { delay_ms(50); acmLCD_Cmd(0x01); // Clear Diplay. delay_ms(5); // 5ms。 acmLCD_Cmd(0x38); // Function Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000x0000; DL; Interface Data length. 8bits/4bits // 0b0000x000; N; Numbers of display line. 2-line/1-line // 0b00000x00; F; Display font type. 5x10dots/5x8dots acmLCD_Cmd(0x0f); // Display ON/OFF Control. delay_ms(5); // 5ms // 0b00000x00; D; Set display on/off. // 0b000000x0; C; Set cursor on/off. // 0b0000000x; B; Set blinking of curthor on/off. acmLCD_Cmd(0x06); // Entry Mode Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000000x0; I/D;Assign curthor moving direction. // 0b0000000x; I/D;Enable the shift of entire display. acmLCD_Clear(); // Clear Display } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ // ACM1602_lib.h // ACM1602NI-FLW-FBW 16文字x2行LCDモジュール バックライト付 #ifndef _ACM1602_H_ #define _ACM1602_H_ /* 必要な時に組み込む char cgram_levHdt[8][8] = { // 水平方向レベル表示用のCGRAMデータ {0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10}, // 08 | {0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18}, // 09 || {0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c}, // 0A ||| {0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e}, // 0B |||| {0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f}, // 0C ||||| {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}, // 0D {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}, // 0E {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00} // 0F };*/ /* 必要な時に組み込む char cgram_degdt[8] = { // '°'表示用のCGRAMデータ 0x0C,0x12,0x0C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 // 08 ° };*/ // ACM1602NIのスレーブアドレスは、0x50 -> Slaver address could only set to 1010000 #define LCD_ADRES 0x50 << 1 // 第0bitは、書き込み指示(0) void acmLCD_Cmd(unsigned char c); // ＬＣＤにコマンドを発行する処理 void acmLCD_Clear(void); void acmLCD_SetCursor(int col, int row); // col:0~7, row:0~1 void acmLCD_Putc(char c); void acmLCD_Puts(char *s); void acm_all_set_cgram(char *p); // cgram_okdt[8][8]などを一括登録する(8文字分) void acm_one_set_cgram(char *p); // cgram_degdt[8]などを一文字登録する(1文字分) void acmLCD_Init(); #endif

メニューの 「Project - New」 で chap2_9 のプロジェクトを以前と同様の作業で新たに作ってください。 main.c は、プロジェクト画面の Source Files 上で右クリックして Add し、 SciCommand.c 、ACM1602_lib.c は、Other Files 上で右クリックして Add し、 ヘッダーファイルの ACM1602_lib.h は、Header Files 上で右クリックして Addして下さい。下図のプロジェクトの画面の通りにしてください。



コンパイルして、PICに書き込んで走らせてください。
この状態で、初期値の設定でモーターは回転しています。このモーターの仕様を確かめましょう。下図を参照してください。


ステッピング・モーターは、パルスに同期して動作するモーターであり、パルスモーター(Pulse motor)とも言われるものです。正確な位置決め制御を実現できるので、装置の位置決めを行なう時に使います。上の回路図は、このモーターに付属しているドライバーのもので、PIC からは、IN1, IN2, IN3, IN4 を出力ポートでコントロールします。上記のシーケンス図の 1->2->3・・・->8->1->2・・・の順に制御すると正転(時計方向:ClockWise)し、その逆方向に制御すると逆転(反時計方向: Counter ClockWise)します。 1->2->3・・ と移動する段をステップと呼び、そのステップの移動が速ければ回転速度は上がり、遅ければ、下がります。止まれば、その位置に停止し、位置保持します。モーター設計の電気的および機械的要因によって、ある限度以上は速くはなりませんし、停止してしまいます。これを脱調(Out-of-step)と言っています。また、負荷がかかりすぎても脱調が起こりますから、脱調を起こさない範囲で使用する必要があります。このため、何の目的に使うかによってモーターを選定しなければなりません。このテストでは、上の写真の接続のように、LED1〜4 の出力ポートにモーターの IN1, IN2, IN3, IN4 を接続していますので、モーターが回転していると上図のシーケンスのように LED の点滅が移動します。このモーターのステップ角と減速ギアと出力軸の関係については、上の「モーターとギアの仕様」を参照してください。



上図の左は、モーターを回転させている時の IN1, IN2, IN3, IN4 をオシロスコープで観察している状況です。�@�A�B�C�D�E�F�Gは、「スイッチングシーケンス」のHigh・Low通りになっていることが分かります。またこの場合のステップ周期(T)は、1.1msであることも分かります。
上図の右は、モニターから、モーターの動作をコントロールしている状況です。コマンドとして「MSxxx」「MDx」「MBx」の３種類を実装しています。頭の２文字(例:MD + Enter)を入力すると現在の状況の表示だけをします。画面にコメントで書き入れているように制御できます。状況の表示で表示されている「mtr_timn」「mdir」「mstp」は、このプロジェクトの中で使用している変数名です。それぞれについて説明します。

mtr_timn : ステップ周期は 0.1ms x mtr_timn となっている。変数・mtr_timnを変更することでステップ周期を変更することができる。例えば、mtr_timn を 11(10進)とするとステップ周期は、1.1ms となり、上図・左の波形図のようになる。
mdir : モーターの回転方向で、0 が正転(CW)で 1 が逆転(CCW)を表し、この変数を書き換えることで回転方向を変更できる。
mstp : モーターの回転・停止で、0 が回転で 1 が停止を表し、この変数を書き換えることで回転・停止を制御できる。
このようにモニターからモーターの動作を変更することが確認できます。つまり、実用のソフトでの制御で、これらの変数を書き換えることで、モーターを自由にコントロールすることができます。

LCD には、これらの状況を表示しています。
１行目 :「 Mortor DIR - xxxx」 、正転の場合 xxxx は CW 、逆転の場合は CCW 、停止の場合は STOP と表示されます。
２行目 : 「Period :　 xxxx」　、Period は、ステップ周期を表しており、mtr_timnをそのまま表示しています。つまり、モニターコマンドで 'ms2000' などとする、ステップ周期が 200ms(2000x0.1)に変わります。

基板上の SW1, SW2 から、ステップ周期と回転方向の変更ができます。SW1 を押すごとにステップ周期がインクリメント(+1)され、 SW2 を押すごとにデクリメント(-1)されます。また SW1とSW2 を同時に押すと、回転方向が入れ替わります。この変化の状況は、LCD に表示されます。

タイマー２の100us(0.1ms)割り込みが、このモーターコントロールのメインになっています。
void isr2() // 100us Interrupt OK
{
　　++Cnt100us;　　　 // 100us counter

　　if(cnt_mtr-- == 0) {　　// mtr_timn x 100us に1回、ここに入ってくる
　　　　cnt_mtr = mtr_timn;　　　　 // カウンター設定値を元に戻す
　　　　if(mstp == 0) { 　　　　　　　　　// 停止であれば何もしない
　　　　　　MTR_OUT(MTR_DT[i]);　　 　 // 現在の i のdataをポートに出力する
　　　　　　if (mdir == 0) {
　　　　　　　　if(++i > 7)　i = 0;　　　　// 正転(CW)
　　　　　　}
　　　　　　else {
　　　　　　　　if(--i < 0)　i = 7;　　　 　 // 逆転(CCW)
　　　　　　}
　　　　}
　　}
}
この中に、モーター制御の３つの変数(mtr_timn、mdir、mstp)が全て登場していますので、この短いルーチンを読めばモーター制御に関しては分かると思います。ここに出てくる 配列：MTR_DT[] は main.c の始めに定義しています・・・
// モーター回転データの配列　MTR_DT[0]〜MTR_DT[7] を使っている　　正転 ->
int MTR_DT[9] = {0b1000, 0b1100, 0b0100, 0b0110, 0b0010, 0b0011, 0b0001, 0b1001, 0b0000};
・・・ 上に示した「スイッチングシーケンス」の通りになっています。最後の '0b0000' は使用していません。
関数:MTR_OUT(MTR_DT[i]); では、モータードライバーの IN1,IN2,IN3,IN4 に上のスイッチングデータを出力しています。

ステッピング・モーターにも、色々なタイプのものが有ります。基本的には、そのモーター合ったドライバー用のＩＣや、それを搭載した基板を使うことになると思います。しかし考え方は全く同じですが、そのシーケンスの構成は仕様書に合わせて構成してください。このテストに使用したモーターのスピードやトルクはとても小さいですが、それらが大きいものも沢山あります(例えばコピー機の紙の移動など)。


10. 超音波距離計(HC-SR04)を動かす

学習用のフォルダ「C:\PIC_Practice\chap2_10」を作成して下さい。このフォルダの中に次の４個のファイルを入れて下さい。 main.c 、 SciCommand.c 、ACM1602_lib.c、ACM1602_lib.h です。作成方法は、これまで通りです。もちろん、LCD(ACM1602NI)を取り付けてください。また、距離計の HC-SR04 を コネクタ CN-SENSE に付属のコネクタ付ケーブルを使って接続しておいて下さい(下の写真を参照)。さらにもう一つ、下の写真のように RC1 と RC2 をあらかじめジャンパーしておく必要があります。これを接続しておかないと動作しません。

リスト chap2_10
/************************************ ***** main.c (project: chap2_10) ***** HC-SR04 による距離の測定 *************************************/ #include <16f1938.h> #include <stdio.h> #fuses INTRC_IO,NOWDT,NOBROWNOUT,NOPROTECT,PUT,MCLR,NOLVP,BORV25 #define Freq 16000000 #use delay(CLOCK = Freq) //クロック周波数指定 #use rs232(baud=19200,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits=8,stream=PORT1) #use i2c(MASTER, SDA=PIN_C4, SCL=PIN_C3, ADDRESS=0xa0, FORCE_HW) #use fast_io(A) #use fast_io(B) //#use fast_io(C) // CCPのcaptureを使う時は設定しない //======== 入出力のポート定義 ======== #define LED_1 PIN_A2 #define LED_2 PIN_A3 #define LED_3 PIN_A4 #define LED_4 PIN_A5 #define LED_5 PIN_C0 #define SW_1 PIN_B4 #define SW_2 PIN_B5 #define MONI PIN_C0 #define TRIG PIN_C5 const char verStr[] = "chap2_10 Mesure Distance"; ///// グローバル変数宣言 long pulse; //パルス幅データ float Distance; //距離 int1 GFLG = 0; //データ取得フラグ //======== LCD関数ライブラリのインクルード ======== #include "ACM1602_lib.c" //======== USART Valuable ======== int8 Rnum = 0; // Receive Number char Rbuf[22]; // Receuve Buffer int1 Rcmflg = FALSE; // Command Receive Flag #include "SciCommand.c" //======== USART receive Interrupt Process ======== #int_rda void isr_rcv() { char data; data = getc(); // Get RCV char if (data == 0x0d || data == 0x0A) // CRorLF? { Rbuf[Rnum] = 0; // String tarminator Rcmflg = TRUE; // RCV CMD Flag On } else { Rbuf[Rnum] = data; // To buffer Rnum++; // Increment Index if (Rnum > 20) Rnum = 0; // Check Upper Limit } } //======== CCP1 Interrupt Process ======== #int_ccp1 void ccp_isr() { pulse = CCP_1 - CCP_2; //パルス幅＝時間差 GFLG = 1; //データ取得フラグOn } void CalcDistDspLcd(void) // 距離計算とLCD表示 { while(GFLG == 0); //データ取得待ち GFLG = 0; // 【 距離計算と表示(音速を340m/sとして計算する) 】 // 片道の距離(cm)=T(Echo:us)×1/2×340(m/s)×100(cm/m)×1/1000000(us/s) // 上の式をまとめると　片道の距離(cm)=往復の時間T(Echo:us) ×　0.017(cm/us) // ---------------- // 往復の時間(us)が分かれば、上記の式によって片道の距離(cm)が出る // pulse は (Freq/4)をカウントしている、その周期は(4000000/Freq)(us)である // したがって (4000000/Freq) × pulse により往復の時間(us)が出る Distance = ((4000000/(float)Freq) * pulse) * 0.017; //対象迄の距離(cm) acmLCD_SetCursor(0, 1); // 2行目Topへ printf(acmLCD_Putc,"Distance=%3.1fcm ", Distance ); //距離の表示 } /**************** メイン関数 ******************/ void main() { setup_oscillator(OSC_16MHz); // OSCの設定 set_tris_a(0b00000011); // Port_A Mode Set output_a(0b00000000); set_tris_b(0b00111111); // Port_B Mode Set port_b_pullups(0b11111001); // CCPの初期設定 setup_ccp1(CCP_CAPTURE_FE); //CCP1動作条件設定　立下り setup_ccp2(CCP_CAPTURE_RE); //CCP2動作条件設定　立上り // タイマ1初期設定 内部クロック　1:1 setup_timer_1(T1_INTERNAL | T1_DIV_BY_1); enable_interrupts(INT_CCP1); //CCP1側のみ割込み許可 enable_interrupts(INT_RDA); enable_interrupts(GLOBAL); output_float(PIN_C3); // SCL(I2C) output_float(PIN_C4); // SDA(I2C) // LCD - ACM1602NI の初期化 acmLCD_Init(); acmLCD_Clear(); acmLCD_Cmd(0b00001100); // カーソルの表示OFF printf(acmLCD_Putc, "Mesured Distance"); printf("Hello!\r"); /****** メインループ *********/ while(1) { output_toggle(MONI); // 目印 delay_ms(500); // 0.5秒間隔 set_timer1(0); // タイマ１クリア output_high(TRIG); // Triger On delay_us(11); output_low(TRIG); // Triger Off CalcDistDspLcd(); // 距離計算とLCD表示 exe_command(); // RS232C のコマンドを実行 } } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /**************************************** ***** SciCommand.C ***** SCI Command Execute & Response ****************************************/ char Tst[] = "This is the Test"; void dspHelp(void) // Help { printf("Tx |Test:0~1\r"); printf("V |Version\r",); printf("? |Help\r"); } void dspnsup(void) // for the command that is not supported { puts("?"); } //================ Main process of execute command ================ void exe_command(void) { char *p, c; if ((Rnum==0) || (Rcmflg==False)) return; p = Rbuf; switch(c = toupper(*p++)) { case 'T': // for Test switch(c = toupper(*p++)) { case '0': acmLCD_Init(); break; case '1': acmLCD_Clear(); break; case '2': puts("Received 'T2' command"); break; case '3': puts("Received 'T3' command"); break; default : dspnsup(); break; } break; case 'V': printf("%s\r",verStr); break; // Version case '?': dspHelp(); break; // Help default : dspnsup(); break; } Rnum = 0; // Receive Charcter number Rcmflg = False; // Command Receive Flag } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /******************************************************************** * ACM1602NI(秋月) Ｉ２Ｃ接続ＬＣＤ関数ライブラリ *********************************************************************/ #include "ACM1602_lib.h" #define NOP delay_cycles(4) //全てのi2c_間に NOP;を入れている、ACM1602NIは応答が他と違うようだ void acmLCD_Cmd(unsigned char c) // ＬＣＤにコマンドを発行する処理 { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); NOP; i2c_write(0b00000000); // control byte の送信(コマンドを指定) RS:0 NOP; i2c_write(c); // data byte の送信 NOP; i2c_stop(); delay_us(10); } void acmLCD_Clear(void) // ＬＣＤモジュールの画面を消す { acmLCD_Cmd(0x01); // カーソルは、col=0,row=0に移動 delay_ms(5); // LCDが処理(2.16ms)するのを待ちます } void acmLCD_SetCursor(int col, int row) // ＬＣＤモジュール画面内のカーソル位置を移動 { // col:0~15, row:0~1 int row_offsets[] = {0x00, 0x40}; acmLCD_Cmd(0x80 | (col + row_offsets[row])); // Set DDRAM Adddress:00-0FH,40-47H delay_us(60); // 56-30 } void acmLCD_Putc(char c) // 一文字出力する { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); NOP; i2c_write(0x80); // control byte の送信(データを指定) NOP; i2c_write(c); // data byte の送信 NOP; i2c_stop(); delay_us(30); //26 } static void acmLCD_Puts(unsigned char *ptr) // ＬＣＤに文字列データを出力する { i2c_start(); NOP; i2c_write(LCD_ADRES); // LCD device address NOP; i2c_write(0xc0); while (*ptr){ NOP; i2c_write(*ptr); NOP; i2c_write(0xc0); ptr++; } NOP; i2c_stop(); } void acm_all_set_cgram(char *p) // cgram_okdt[8][8]などを一括登録する(8文字分) { int i; acmLCD_Cmd(0x40); // CGRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ delay_ms(5); for (i=0; i<64; i++) { acmLCD_Putc(*p++); // 登録 NOP; } acmLCD_Cmd(0x80); // DDRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ } void acm_one_set_cgram(char *p) // cgram_degdt[8]などを一文字登録する(1文字分) { int i; acmLCD_Cmd(0x40); // CGRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ delay_ms(5); for (i=0; i<8; i++) { acmLCD_Putc(*p++); // 登録 NOP; } acmLCD_Cmd(0x80); // DDRAM ｱﾄﾞﾚｽｾｯﾄ } void acmLCD_Init() // ＬＣＤの初期化を行う処理 { delay_ms(50); acmLCD_Cmd(0x01); // Clear Diplay. delay_ms(5); // 5ms。 acmLCD_Cmd(0x38); // Function Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000x0000; DL; Interface Data length. 8bits/4bits // 0b0000x000; N; Numbers of display line. 2-line/1-line // 0b00000x00; F; Display font type. 5x10dots/5x8dots acmLCD_Cmd(0x0f); // Display ON/OFF Control. delay_ms(5); // 5ms // 0b00000x00; D; Set display on/off. // 0b000000x0; C; Set cursor on/off. // 0b0000000x; B; Set blinking of curthor on/off. acmLCD_Cmd(0x06); // Entry Mode Set. delay_ms(5); // 5ms // 0b000000x0; I/D;Assign curthor moving direction. // 0b0000000x; I/D;Enable the shift of entire display. acmLCD_Clear(); // Clear Display } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ // ACM1602_lib.h // ACM1602NI-FLW-FBW 16文字x2行LCDモジュール バックライト付 #ifndef _ACM1602_H_ #define _ACM1602_H_ /* 必要な時に組み込む char cgram_levHdt[8][8] = { // 水平方向レベル表示用のCGRAMデータ {0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10}, // 08 | {0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18}, // 09 || {0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c}, // 0A ||| {0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e}, // 0B |||| {0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f}, // 0C ||||| {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}, // 0D {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}, // 0E {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00} // 0F };*/ /* 必要な時に組み込む char cgram_degdt[8] = { // '°'表示用のCGRAMデータ 0x0C,0x12,0x0C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 // 08 ° };*/ // ACM1602NIのスレーブアドレスは、0x50 -> Slaver address could only set to 1010000 #define LCD_ADRES 0x50 << 1 // 第0bitは、書き込み指示(0) void acmLCD_Cmd(unsigned char c); // ＬＣＤにコマンドを発行する処理 void acmLCD_Clear(void); void acmLCD_SetCursor(int col, int row); // col:0~7, row:0~1 void acmLCD_Putc(char c); void acmLCD_Puts(char *s); void acm_all_set_cgram(char *p); // cgram_okdt[8][8]などを一括登録する(8文字分) void acm_one_set_cgram(char *p); // cgram_degdt[8]などを一文字登録する(1文字分) void acmLCD_Init(); #endif

メニューの 「Project - New」 で chap2_10 のプロジェクトを以前と同様の作業で新たに作ってください。 main.c は、プロジェクト画面の Source Files 上で右クリックして Add し、 SciCommand.c 、ACM1602_lib.c は、Other Files 上で右クリックして Add し、 ヘッダーファイルの ACM1602_lib.h は、Header Files 上で右クリックして Addして下さい。下図のプロジェクトの画面の通りにしてください。



コンパイルして、PICに書き込んで走らせてください。
距離計 HC-SR04 を対象物に向けてください。 0.5秒おきに、距離の計測をして LCDの２行目に表示いたします。

HC-SR04 の仕様によれば、10us のトリガを掛けると、その後に対象物までの往復にかかった時間が High である Echo パルスで返ってきます。
この Echo パルスの長さは、往復にかかった時間を示しています。(左のオシロ図を参照)
したがって、この往復にかかった時間を得ることによって、計算によって片道の距離が分かるわけです。音速は温度によって変化( 331.5 + 0.61 x 摂氏温度 )します。おおかた気温15°で 340m/s の速度になります。A/Dに温度計を付ければ校正することもできますが、今回はそれはなしで進めます。

また、パルス幅を測るやり方も、Timer1のゲート信号による方式や、PIC16F1シリーズで新たに追加された 24bit のカウンタによる本格的な SMT (Signal Mesurement Timer)機能などがあります。しかし、今回のハードウェアでは、前者は、T1CKIを他の目的に使っているため使えませんし、後者は、16F1938には搭載されていないので使えません。

それで、「改訂版・Ｃ言語によるPICプログラミング入門」の 334 〜 336ページに記載されている２つの CCP を使ったやり方を使います。このためには、写真のように RC1 と RC2 をあらかじめピンを使ってジャンパーしておく必要があります。これは、CCP1 と CCP2 に同じ信号を入れて、Echo の立ち上がりを CCP2 でキャプチャし、立ち下がり時点で CCP1 でキャプチャするようにするわけです。

このソフトを制作する前に、上記の本に記載されている「USARTのボーレートの測定」を実行し、動作確認をしました。そこに記述されている内容は、今回の計測にも、ズバリ参考になると思います。

Echo の立ち上がりを CCP2 でキャプチャし、立ち下がりを CCP1 でキャプチャしたあと、CCP1 の割り込みが入りますから、ここで両者のキャプチャ値の差をとれば、Echo の幅が PIC のサイクルタイムの単位で分かることになります。

対象物までの距離を出す計算は、main.c の void CalcDistDspLcd(void) の中にレム文でも書いています。

【 対象物までの距離の計算 (音速を340m/sとして計算する) 】
　　(1) 片道の距離(cm)=T(Echo:us)×1/2×340(m/s)×100(cm/m)×1/1000000(us/s)
　　(2) 上の式をまとめると　片道の距離(cm)=往復の時間T(Echo:us) ×　0.017(cm/us)
　　----------------
　　対象物までの往復の時間(us)が分かれば、上記の式によって片道の距離(cm)が出る
　　pulse は (Freq/4)をカウントしている、その周期は(4000000/Freq)(us)である
　　したがって (4000000/Freq) × pulse により往復の時間(us)が出る

これに従って、void CalcDistDspLcd(void)の中で・・・
　　Distance = ((4000000/(float)Freq) * pulse) * 0.017;　　　 //対象迄の距離(cm)
・・・という計算式で、対象までの距離をセンチ単位でだしています。

実際に動作している波形図は、上のオシロの図の通りです。対象物を移動して計測結果と実距離を比較してみましたが、思ったよりは正確な測定ができていると思いました。ネット上では、詳細な誤差まで出している方もいるので、参考にされると良いかもしれません。

【 注意 】 HC-SR04 の測定可能距離は仕様書上では、2cm-400cm となっています。しかし、クロック16MHz で今の設定では、使っているカウンタが 16bit であるので、270cmくらいまでしか計測できないです。分解能は下がるけれども、setup_timer_1()のプリスケーラを T1_DIV_BY_2 にすると HC-SR04の測定可能距離(2cm-400cm)を十分カバーできます。もちろん距離の計算式も、それに合わせることが必要ですが・・・。使用目的に応じて使い分けると良いと思います。しかし、この様なことを考慮すると、PIC16F1シリーズで新たに追加された 24bit のカウンタによる本格的な SMT (Signal Mesurement Timer)機能を使うのは魅力的ですね。16F161x、16F188xx、12F161x などに搭載され、同時に Zero-Cross Detect 機能もあるので計測にはうってつけです。
ここに、PIC16F1619 の SMT を使った「同じ距離計の例」、および SMT, ZCD を使った「電源周波数測定の例」を掲載しています。カウンタのビット数が 24bitということは 16bitよりも 256倍の数をカウントできるので、メチャクチャな余裕があります。

;------------------------- USARTのボーレートの測定 ( おまけ ) ----------------------------
このソフトを作成する前に、「USARTのボーレートの測定」を実行したと書きました。そのコードの main.c のみを掲載して置きます。SciCommand.c, ACM1602_lib.c, ACM1602_lib.h は、そのまま使用して main.c のみを入れ替えたプロジェクトを別に作ります。HC-SR04 は取り外して CN-PROG の 6番ピン(TX) と、CN-SENSE の 3番ピン(RC2) を接続してください(下の写真を参照)。RS232C の TX 信号を計測ピンにつなぐわけです。このコードは上記の本の 335 〜 336ページと同じ構成です。ただ、サンプルではクロックが 10MHz でしたが、これでは 16MHz ですので、これに関連する項目の変更しています。また、LCD も I2C を使うものに変えていますので、その部分の変更もしています。

/**************************************** * CCPキャプチャモードの使い方 * USARTの通信速度の測定 * 元capture1 -> main ***************************************/ #include <16f1938.h> #include <stdio.h> #fuses INTRC_IO,NOWDT,NOBROWNOUT,NOPROTECT,PUT,MCLR,NOLVP,BORV25 #define Freq 16000000 #use delay(CLOCK = Freq) //クロック周波数指定 #use rs232(baud=19200,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits=8,stream=PORT1) #use i2c(MASTER, SDA=PIN_C4, SCL=PIN_C3, ADDRESS=0xa0, FORCE_HW) #use fast_io(A) #use fast_io(B) //#use fast_io(C) // CCP の capture を使う時は、これを設定しない //======== 入出力のポート定義 ======== #define LED_1 PIN_A2 #define LED_2 PIN_A3 #define LED_3 PIN_A4 #define LED_4 PIN_A5 #define LED_5 PIN_C0 #define SW_1 PIN_B4 #define SW_2 PIN_B5 #define MONI PIN_C0 const char verStr[] = "chap2_10 UART Baud Rate"; ///// グローバル変数宣言 long pulse; //パルス幅データ float Baud; //ボーレート //======== LCD関数ライブラリのインクルード ======== #include "ACM1602_lib.c" //======== USART Valuable ======== int8 Rnum = 0; // Receive Number char Rbuf[22]; // Receuve Buffer int1 Rcmflg = FALSE; // Command Receive Flag #include "SciCommand.c" //======== USART receive Interrupt Process ======== #int_rda void isr_rcv() { char data; data = getc(); // Get RCV char if (data == 0x0d || data == 0x0A) // CRorLF? { Rbuf[Rnum] = 0; // String tarminator Rcmflg = TRUE; // RCV CMD Flag On } else { Rbuf[Rnum] = data; // To buffer Rnum++; // Increment Index if (Rnum > 20) Rnum = 0; // Check Upper Limit } } //======== CCP1 Interrupt Process ======== #int_ccp1 void ccp_isr() { pulse = CCP_1 - CCP_2; //パルス幅＝時間差 } /**************** メイン関数 ******************/ void main() { setup_oscillator(OSC_16MHz); // OSCの設定 set_tris_a(0b00000011); // Port_A Mode Set output_a(0b00000000); set_tris_b(0b00111111); // Port_B Mode Set port_b_pullups(0b11111001); // CCPの初期設定 setup_ccp1(CCP_CAPTURE_RE); //CCP1動作条件設定　立上り setup_ccp2(CCP_CAPTURE_FE); //CCP2動作条件設定　立下り // タイマ1初期設定 内部クロック　1:1 setup_timer_1(T1_INTERNAL | T1_DIV_BY_1); enable_interrupts(INT_CCP1); //CCP1側のみ割込み許可 enable_interrupts(INT_RDA); enable_interrupts(GLOBAL); output_float(PIN_C3); // SCL(I2C) output_float(PIN_C4); // SDA(I2C) // LCD - ACM1602NI の初期化 acmLCD_Init(); acmLCD_Clear(); acmLCD_Cmd(0b00001100); // カーソルの表示OFF printf(acmLCD_Putc,"Start!!"); //LCDスタートメッセージ printf("Hello!\r"); /****** メインループ *********/ while(1) { output_toggle(MONI); //目印 delay_ms(500); //0.5秒間隔 set_timer1(0); //タイマ１クリア putc(0x55); //USART送信 acmLCD_Clear(); //消去 printf(acmLCD_Putc, "Mesured BaudRate"); acmLCD_SetCursor(0, 1); // 2行目 //ボーレート計算と表示 Baud = (float)(Freq) / (float)(4*pulse); printf(acmLCD_Putc,"USART=%6.1fbps",Baud ); exe_command(); // RS232C のコマンドを実行 } }

実行している写真とオシロ観測波形を下に示します。測定したのは、USART のボーレート設定が 19200bps ですので、ほぼ近い値がでています。




11. スピーカーへの単音出力
学習用のフォルダ「C:\PIC_Practice\chap2_11」を作成し、その中に　main.c, SciCommand.c, を入れて下さい。下のリストの各ファイル の範囲をドラッグして選択し、メモ帳などのエディタに貼り付けて、名前を付けて保存で各ファイルを作ってください。

リスト chap2_11
/************************************* ***** mainc.c (project: chap2_11) ***** 音階の出力 *************************************/ #include <16f1938.h> #fuses INTRC_IO,NOWDT,NOBROWNOUT,NOPROTECT,PUT,MCLR,NOLVP,BORV25 #use delay(CLOCK = 8000000) //クロック周波数指定 #use rs232(baud=19200,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits=8,stream=PORT1) #use fast_io(A) #use fast_io(B) #use fast_io(C) const char verStr[] = "chap2_11 sound out"; #BYTE CCPR1L = 0x291 // デューティ比を設定するレジスタ //======== USART Valuable ======== int8 Rnum = 0; // Receive Number char Rbuf[22]; // Receuve Buffer int1 Rcmflg = FALSE; // Command Receive Flag #include "SciCommand.c" //======== USART receive Interrupt Process ======== #int_rda void isr_rcv() { char data; data = getc(); // Get RCV char if (data == 0x0d || data == 0x0A) // CRorLF? { Rbuf[Rnum] = 0; // String tarminator Rcmflg = TRUE; // RCV CMD Flag On } else { Rbuf[Rnum] = data; // To buffer Rnum++; // Increment Index if (Rnum > 20) Rnum = 0; // Check Upper Limit } } // 音階データ定義 long Freq[8] = {250, 223, 200, 188, 168, 150, 133, 125}; /********** メイン関数 ***************/ void main(void) { int i; setup_oscillator(OSC_8MHZ); //内部クロック設定 set_tris_a(0b00000011); // Port_A Mode Set output_a(0b00000000); set_tris_b(0b00111111); // Port_B Mode Set set_tris_c(0b10011000); // Port_C Mode Set output_c(0b00000000); port_b_pullups(0b11111111); // CCP1の初期設定 setup_ccp1(CCP_PWM); //CCP1をPWMに enable_interrupts(INT_RDA); // UART受信割り込み許可 enable_interrupts(GLOBAL); /********** メインループ ********/ while(True) //永久ループ { CCPR1L = 0; while(input(PIN_B4)) exe_command(); // SW1 が押されるのを待つ for(i=0; i<8; i++) //ドレミ繰り返し { //10ビット分解能で設定 setup_timer_2(T2_DIV_BY_16, Freq[i], 1); CCPR1L = Freq[i]/2; //デューティ50% delay_ms(500); //while(input(PIN_B5)); // wait for SW2 On } } } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /*********************************** * SciCommand.c * SCI Command Execute & Response ************************************/ void dspHelp(void) // Help { printf("Tx |Test:0~1\r"); printf("V |Version\r",); printf("? |Help\r"); } void dspnsup(void) // for the command that is not supported { puts("?"); } //================ Main process of execute command ================ void exe_command(void) { char *p, c; if ((Rnum==0) || (Rcmflg==False)) return; p = Rbuf; switch(c = toupper(*p++)) { case 'T': // for Test switch(c = toupper(*p++)) { case '0': puts("Received 'T0' command"); break; case '1': puts("Received 'T1' command"); break; default : dspnsup(); break; } break; case 'V': printf("%s\r",verStr); break; // Version case '?': dspHelp(); break; // Help default : dspnsup(); break; } Rnum = 0; // Receive Charcter number Rcmflg = False; // Command Receive Flag }

MPLAB を起動して、プロジェクトを作成します。作成法は、先に紹介した通りです。
下図のように構成してください。

メニューの 「Project - Build All」を実行するとコンパイルが実行され、Output 画面に、BUILD SUCCEEDED が表示されれば、成功です。プロジェクトフォルダに、「main.hex」ファイルができているはずです。
先の例のように接続し、PICkit 3 の USBケーブルをパソコンに接続し、ターゲットの電源を入れて置き、書き込んでください。

このサンプルは、「改訂版・Ｃ言語によるPICプログラミング入門」の 339ページにある、「単純PWMモードの使用例」のコードです。サンプルとはクロックが違いますが動作は分かります。スタートは、SW１の押し下げで一連の音階を出力します。


12. 音楽(オルゴール)の演奏
学習用のフォルダ「C:\PIC_Practice\chap2_12」を作成して下さい。フォルダ「chap2_12」の中に　main.c, SciCommand.c, gakufu.h, sound.h, Hw_profile.h, を入れて下さい。下のリストの各ファイル の範囲をドラッグして選択し、メモ帳などのエディタに貼り付けて、名前を付けて保存で各ファイルの名前を付けてください。LCDは chap2_12 では使いませんが、接続したままでも問題ありません。

リスト chap2_12
/************************************* ***** mainc.c (project: chap2_12) ***** オルゴールの演奏 *************************************/ #include <16f1938.h> #include "sound.h" #include "gakufu.h" #include "Hw_profile.h" #fuses INTRC_IO,NOWDT,NOBROWNOUT,NOPROTECT,PUT,MCLR,NOLVP,BORV25 #use delay(CLOCK = 32000000) //クロック周波数指定 #use rs232(baud=19200,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits=8,stream=PORT1) #use fast_io(A) #use fast_io(B) #use fast_io(C) const char verStr[] = "chap2_12 orgel"; int16 icode; int16 iend; volatile int16 phase; char phase_step; char amp; int32 Cnt100us; // 100us Counter //======== USART Valuable ======== int8 Rnum = 0; // Receive Number char Rbuf[22]; // Receuve Buffer int1 Rcmflg = FALSE; // Command Receive Flag #include "SciCommand.c" //======== USART receive Interrupt Process ======== #int_rda void isr_rcv() { char data; data = getc(); // Get RCV char if (data == 0x0d || data == 0x0A) // CRorLF? { Rbuf[Rnum] = 0; // String tarminator Rcmflg = TRUE; // RCV CMD Flag On } else { Rbuf[Rnum] = data; // To buffer Rnum++; // Increment Index if (Rnum > 20) Rnum = 0; // Check Upper Limit } } //======== Timer Interrupt Process ======== ///// TIMER Constants #define T1PS 65436 // 65536(0x10000)-65436 = 100 //Actual measurement -> 0.1ms // Fosc(32MHz)/4 -> 8MHz (Timer1 IN) // DIV:1/8 -> 1.0MHz(T:1.0uS) // 100 x 1.0us = 0.1ms #int_timer1 void isr1() // 100ms Interrupt OK { set_timer1(T1PS); Cnt100us++; //for Test output_toggle(PIN_C0); } #int_timer2 void isr2(void) { // 62.5 kHzで入ってくる(周期16us) //output_toggle(PIN_A4); // 62.5kHz 確認 // ここで、音符(周波数)とFade(amp)のコントロールをしている phase += phase_step; if(phase & 0x2000){ CCPR1L = 0; CCP1CON &= 0b11001111; }else{ CCPR1L = amp; CCP1CON |= 0b00110000; } } void timer100us(int16 TM) { Cnt100us = 0; while(Cnt100us <TM); } /********** メイン関数 ***************/ void main(void) { long pwm_dc; char tempo; //32=t120 char i; char data8; char data_code; char data_len; char play_time; char pt0; setup_oscillator(OSC_8MHZ|OSC_PLL_ON); //内部クロック設定 8 * 4 = 32Mhz set_tris_a(0b00000011); // Port_A Mode Set output_a(0b00000000); set_tris_b(0b00111111); // Port_B Mode Set set_tris_c(0b10011000); // Port_C Mode Set port_b_pullups(0b11111111); SPK = 0; setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_8); setup_timer_2(T2_DIV_BY_1, 0x7F, 1); // 16us-62.5kHz enable_interrupts(INT_TIMER1); enable_interrupts(INT_TIMER2); enable_interrupts(INT_RDA); enable_interrupts(GLOBAL); CCP1CON = 0b00000000; // PWMモード, duty00 PA1-active Hi delay_ms(300); printf("Hello!\r"); /********** メインループ ********/ while(True) { while(SW_PLAY){ // SW1 の押し下げを待つ exe_command(); delay_ms(10); // UART受信処理 }; delay_ms(50); while(!SW_PLAY); RCIE = 0; // UART受信割込停止 tempo = SEL; // SELは曲選択で 0〜3 全曲データは gkf[] に入っている icode = iStart[tempo]; // 曲のデータ(gkf[])のどの位置に曲Topがあるか iend = iStart[tempo+1]; // 曲のデータ(gkf[])のどの位置に曲Endがあるか tempo = iTempo[tempo]; // 曲のテンポ while(icode < iend) // 一曲をこの whileループで実行 { play_time = 0; pt0 = 0; //sound off TMR2ON = 0; // Timer2を停止 CCP1CON = 0; // CCP1初期設定 SPK = 0; // SP を OFF do // play_timeを算出 { data8 = gkf[icode++]; if(data8 == 0xFF) { data8 = 1; icode = iend; } data_code = data8 >> 3; // 音階取り出し:0〜31(上位5bits) data_len = (data8 & 0x07) >> 1; // 音長取り出し(拍子): 0~6(下位3bits) pt0 = tempo >> data_len; if(data8 & 0x01) pt0 += pt0 >> 1; play_time += pt0; } while(data_code == 0x1F); //combine to next code phase_step = step_tbl[data_code]; delay_ms(10); if(data_code) // 音階 0〜31 { phase = 0; amp = 0x7F; pwm_dc = 0x07FF; CCPR1L = 0x7F; CCP1CON = 0b00111100; // PWM DC = 100%, CCP1 mode = PWM active high TMR2ON = 1; // Timer2を活かす GIE = 1; } else { // ここは、'ん'であり、休符である phase = 0; amp = 0; pwm_dc = 0x0; CCPR1L = 0x0; CCP1CON = 0b00001100; // PWM DC = 0%, CCP1 mode = PWM active high TMR2ON = 1; // Timer2を活かす GIE = 1; } for(i=0; i<play_time; i++){ // 1音符の再生(長さとFadeのコントロール) timer100us(288); pwm_dc = (pwm_dc << 4) - pwm_dc; pwm_dc >>= 4; amp = pwm_dc >> 4; if(!SW_PLAY) { // 再度のSW1押し下げで演奏終了 icode = iend; break; } } // end for(play_time) TMR2ON = 0; // Timer2を停止 GIE = 0; CCP1CON = 0; SPK = 0; // SP を OFF } // end while、 delay_ms(100); RCIF = 0; RCIE = 1; GIE = 1; // UART受信割込開始 } } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ /*********************************** * SciCommand.c * SCI Command Execute & Response ************************************/ void dspHelp(void) // Help { printf("Tx |Test:0~1\r"); printf("V |Version\r",); printf("? |Help\r"); } void dspnsup(void) // for the command that is not supported { puts("?"); } //================ Main process of execute command ================ void exe_command(void) { char *p, c; if ((Rnum==0) || (Rcmflg==False)) return; p = Rbuf; switch(c = toupper(*p++)) { case 'T': // for Test switch(c = toupper(*p++)) { case '0': puts("Received 'T0' command"); break; case '1': puts("Received 'T1' command"); break; default : dspnsup(); break; } break; case 'V': printf("%s\r",verStr); break; // Version case '?': dspHelp(); break; // Help default : dspnsup(); break; } Rnum = 0; // Receive Charcter number Rcmflg = False; // Command Receive Flag } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ #ifndef GAKUFU_H // gakufu.h #define GAKUFU_H #define LEN1 41 // Length of melody 1 #define LEN2 79 // Length of melody 2 #define LEN3 129 // Length of melody 3 #define LEN4 150 // Length of melody 4 #define TEMPO1 38 // Tempo of melody 1 //テンポは小さいと速くなる #define TEMPO2 29 // Tempo of melody 1 #define TEMPO3 38 // Tempo of melody 1 #define TEMPO4 21 // Tempo of melody 1 const long iStart[] = {0, LEN1, LEN1+LEN2, LEN1+LEN2+LEN3, LEN1+LEN2+LEN3+LEN4};// code; const char iTempo[] = {TEMPO1, TEMPO2, TEMPO3, TEMPO4}; // 32=t120 //音階:0〜31(上位5bits)、音長: 0~6(下位3bits) const char gkf[] = { //Dendenmushi 0x85, 0x86, 0x84, 0x6C, 0x4D, 0x4E, 0x4C, 0x5C, 0x6D, 0x6E, 0x5C, 0x4C, 0x5A, 0x02, 0x6D, 0x76, 0x84, 0x94, 0x85, 0x86, 0x84, 0x6C, 0x5D, 0x5E, 0x4C, 0x5C, 0x6A, 0x02, 0x84, 0xAC, 0xAC, 0x84, 0x6C, 0x84, 0x84, 0x6C, 0x4C, 0x6C, 0x6D, 0x5E, 0x4A, //green green 0xAC, 0xAC, 0xAA, 0xA4, 0xA4, 0xA2, 0x94, 0x94, 0x94, 0x80, 0x04, 0x4C, 0x4C, 0x4A, 0x5C, 0x5C, 0x5C, 0x69, 0x02, 0xAC, 0xAC, 0xAC, 0xAC, 0xA4, 0xA4, 0xA2, 0x94, 0x94, 0x94, 0x82, 0x84, 0x84, 0x84, 0x4C, 0x4C, 0x4C, 0x4C, 0x5C, 0x4C, 0x5C, 0x49, 0x02, 0xCA, 0xAA, 0x04, 0x84, 0x94, 0xAC, 0xAC, 0xAB, 0x82, 0x84, 0x84, 0xAC, 0xAC, 0xAC, 0xAA, 0xB9, 0x02, 0xCA, 0xAA, 0x04, 0x84, 0x94, 0xAC, 0xAC, 0xAC, 0xAC, 0x84, 0x84, 0x84, 0x84, 0x84, 0xAC, 0xAC, 0xBC, 0xBA, 0xA9, 0x02, //Furudokei 0x5A, 0x82, 0x7C, 0x84, 0x92, 0x84, 0x94, 0xA4, 0xA4, 0xAC, 0xA4, 0x6A, 0x94, 0x94, 0x82, 0x84, 0x84, 0x7A, 0x6C, 0x7C, 0x81, 0x04, 0x5C, 0x5C, 0x82, 0x7C, 0x84, 0x92, 0x84, 0x94, 0xA2, 0xAC, 0xA4, 0x6A, 0x94, 0x94, 0x82, 0x84, 0x84, 0x7A, 0x6C, 0x7C, 0x81, 0x04, 0x84, 0xA4, 0xBA, 0xA4, 0x94, 0x82, 0x7C, 0x84, 0x94, 0x84, 0x7C, 0x6C, 0x5A, 0x84, 0xA4, 0xBA, 0xA4, 0x94, 0x82, 0x7C, 0x84, 0x91, 0x04, 0x5C, 0x84, 0x84, 0x02, 0x94, 0x03, 0xA4, 0xA4, 0xAC, 0xA4, 0x6A, 0x94, 0x94, 0x80, 0x78, 0x81, 0x5C, 0x5C, 0x82, 0x5C, 0x5C, 0x6C, 0x5C, 0x5A, 0x44, 0x04, 0x5C, 0x04, 0x44, 0x04, 0x5C, 0x5C, 0x82, 0x5C, 0x5C, 0x6A, 0x5C, 0x5C, 0x44, 0x04, 0x5C, 0x04, 0x44, 0x04, 0x5C, 0x5C, 0x84, 0x84, 0x02, 0x94, 0x03, 0xA4, 0xA4, 0xAC, 0xA4, 0x6A, 0x94, 0x94, 0x80, 0x78, 0x81, 0x02, // ptg 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0xAC, 0xA4, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0xCC, 0xBC, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0xAC, 0xA4, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x6C, 0x5C, 0x04, 0x6C, 0x74, 0x04, 0x7C, 0x83, 0x84, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0xAC, 0xA4, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0xCC, 0xBC, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0xAC, 0xA4, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x6C, 0xF9, 0x5A, 0x02, 0x9C, 0x94, 0x04, 0x94, 0xA4, 0x94, 0xA4, 0xAB, 0x84, 0x04, 0x6C, 0x74, 0x04, 0x74, 0x84, 0x7C, 0x84, 0x6B, 0x6C, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0xAC, 0xA4, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0xCC, 0xBC, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0xD4, 0xCB, 0xAB, 0x03, 0x02, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0xD4, 0xCB, 0xAB, 0xFF }; #endif //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ #ifndef HW_PROFILE_H // Hw_profile.h #define HW_PROFILE_H #BYTE OSCCON = 0x099 // オシレータ制御レジスタ #BYTE CCPR1L = 0x291 // デューティ比を設定するレジスタ #BYTE CCP1CON = 0x293 // CCP1モード設定 #BYTE T2CON = 0x01C // Timer2の初期設定 #BYTE PR2 = 0x01B // Timer2 周期レジスタ #BYTE INTCON = 0x00B // 割り込み制御レジスタ #BYTE PIR1 = 0x011 // 周辺機能割り込み要求レジスタ1 #BYTE PIE1 = 0x091 // 周辺機能割り込みイネーブル レジスタ1 #BIT RCIF = PIR1.5 #BIT RCIE = PIE1.5 #BIT TMR2ON = T2CON.2 // Timer2 ON ビット #BIT GIE = INTCON.7 // グローバル割り込みイネーブルビット #BIT PEIE = INTCON.6 // 周辺機能割り込みイネーブルビット #BIT TMR2IF = PIR1.1 // Timer2/PR2 割り込みフラグビット #BIT TMR2IE = PIE1.1 // TMR2/PR2 一致割り込みイネーブルビット #BYTE PORTA = 0x00C // PORTAレジスタ #BYTE PORTB = 0x00D // PORTBレジスタ #BYTE PORTC = 0x00E // PORTCレジスタ #BIT SW_PLAY = PORTB.4 // PLAY Press SW (SW1) #define SWPLY PIN_B4 #BIT MONI = PORTC.0 // MONOTOR #define MON PIN_C0 #BIT SPK = PORTC.1 // Speaker Bit #define SEL ~PORTB & 0x03 #endif //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ #ifndef SOUND_H // sound.h #define SOUND_H #define STEP_C 69 #define STEP_Cs 73 #define STEP_D 77 #define STEP_Ds 82 #define STEP_E 86 #define STEP_F 92 #define STEP_Fs 97 #define STEP_G 103 #define STEP_Gs 109 #define STEP_A 115 #define STEP_As 122 #define STEP_B 129 #define STEP_Cup 137 const char step_tbl[32] = {0, STEP_E/2, STEP_F/2, STEP_Fs/2, STEP_G/2, STEP_Gs/2, STEP_A/2, STEP_As/2, STEP_B/2, STEP_C, STEP_Cs, STEP_D, STEP_Ds, STEP_E, STEP_F, STEP_Fs, STEP_G, STEP_Gs, STEP_A, STEP_As, STEP_B, STEP_Cup, STEP_Cs*2, STEP_D*2, STEP_Ds*2, STEP_E*2, STEP_F*2, STEP_Fs*2, STEP_G*2, STEP_Gs*2, STEP_A*2, STEP_As*2 }; #endif

MPLAB を起動して、プロジェクトを作成します。作成法は、先に紹介した通りです。ただし、Project Wizard のDevice は「PIC16F1938」を選択しなければいけません、他は同様に進めてください。Project Wizard が終了すると新プロジェクトが立ち上がります。その画面のメニュー「View」のProject と Output にチェックを入れ、またMemory Usage Gauge を見れるようにします。また、図のように、「Build Configration」を必ず Debug から Release にしてください。
下図のように構成してください。

メニューの 「Project - Build All」を実行するとコンパイルが実行され、Output 画面に、BUILD SUCCEEDED が表示されれば、成功です。プロジェクトフォルダに、「main.hex」ファイルができているはずです。
先の例のように接続し、PICkit 3 の USBケーブルをパソコンに接続し、ターゲットの電源を入れて置き、書き込んでください(Device ID Revision = 00000003)。
このサンプルでは、４曲しか入っていません。曲の選択にロータリーの10進SWを使っていますが、下の2Bitしか使っていませんので、０〜３が選択できます。例えば ２を選んで スタートSW (SW1) を押すと、「古時計」の曲が流れるはずです。

このプロジェクトは、クロックを 32MHzで動作させ、オルゴール制御用に、基本的に CCPモジュールの「単純PWMモード」で動作させます。PWMモードの時間の制御は、タイマ２に依存していますが、タイマ２の割り込み周期を16us(62.5KHz)にして、その割り込みルーチン内で 音符(周波数)とFade(減衰)のコントロールをしています。
main関数の中の・・・
　　　for(i=0; i<play_time; i++){ 　　　// 1音符の再生(長さとFadeのコントロール)
　　　　　　timer100us(288);
　　　　　　pwm_dc = (pwm_dc << 4) - pwm_dc;
　　　　　　pwm_dc >>= 4;
　　　　　　amp = pwm_dc >> 4;

　　　　　　if(!SW_PLAY) {　　　// 再度のSW1押し下げで演奏終了
　　　　　　　　　icode = iend;
　　　　　　　　　break;
　　　　　　}
　　　} // end for(play_time)
・・・の部分とタイマ２の割り込みとが協力しあって、1つの音符の発音とテンポおよびFade(減衰)を実現しているようです。

このオルゴールは、「松田工作様」の Hi-Tech-C のコードのオルゴール演奏の部分のみを CCS-C でそのまま移植させていただきました。大枠の動作解析はしましたが、個々の変数の動作やアルゴリズムについては解析していません。これは、元は PIC12F1822 の8ピンのPICで動かされていたものです。
発音は基板取付の表面実装のスピーカーを使っていますが、大きめのスピーカー(5cm程度)に付け替えれば結構いい音が出ています。レベルの変更は、ＬＣＤの左にある VR3 で行います。


「オルゴールの楽譜作成方法」も公開されています(Excelファイルと取扱説明)。新しい曲を追加してみてください。今は、ロータリーの10進SWの ０〜３ しか使っていませんが、コードを少し改変すれば 10曲にできますので挑戦してみてください。

リスト chap3_1
/********************************************** * mainc.c (project: chap3_1) * オルゴールの演奏 * ロータリーSW(10)による10曲のメロディー選択 ***********************************************/ #include <12f1822.h> #include "sound.h" #include "gakufu.h" #include "Hw_profile.h" #fuses INTRC_IO,NOWDT,NOBROWNOUT,NOPROTECT,NOMCLR #use delay(CLOCK = 32000000) //クロック周波数指定 #use fast_io(A) //固定入出力モード long icode; long iend; volatile int16 phase; char phase_step; char amp; volatile int32 Cnt100us; // 100us Counter //======== Timer Interrupt Process ======== ///// TIMER Constants #define T1PS 65436 // 65536(0x10000)-65436 = 100 //Actual measurement -> 0.1ms // Fosc(32MHz)/4 -> 8MHz (Timer1 IN) // DIV:1/8 -> 1.0MHz(T:1.0uS) // 100 x 1.0us = 0.1ms #int_timer1 void isr1() // 100ms Interrupt OK { set_timer1(T1PS); Cnt100us++; //for Test output_toggle(MONI); // } #int_timer2 void isr2(void) { // 62.5 kHzで入ってくる(周期16us) //output_toggle(MONI); // 62.5kHz OK // ここで、音符(周波数)とFade(amp)のコントロールをしている phase += phase_step; if(phase & 0x2000){ // 0x2000 -> 8192 CCPR1L = 0; // 出力=0 CCP1CON &= 0b11001111; // 10bitの下の2bitsも00とする }else{ CCPR1L = amp; // 出力 Hi をamp値とする(デューティ可変 for Fade) CCP1CON |= 0b00110000; // 10bitの下の2bitsを11とする } } void timer100us(int16 TM) { Cnt100us = 0; while(Cnt100us <TM); } /********** メイン関数 ***************/ void main(void) { long pwm_dc; char tempo; //32=t120 char i; char data8; char data_code; char data_len; char play_time; char pt0; setup_oscillator(OSC_8MHZ|OSC_PLL_ON); //内部クロック設定 8 * 4 = 32Mhz set_tris_a(0b11111011); // SPK を出力へ SPK = 0; port_a_pullups(0b0111111); // PullUp setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_8); // 100us setup_timer_2(T2_DIV_BY_1, 0x7F, 1); // 16us-62.5kHz enable_interrupts(INT_TIMER1); enable_interrupts(INT_TIMER2); enable_interrupts(GLOBAL); CCP1CON = 0b00000000; // CCP1設定: PWMモード, duty00 PA1-active Hi /********** メインループ ********/ while(True) //永久ループ { while(SW_PLAY); delay_ms(300); while(!SW_PLAY); // PLAY SW 待ち tempo = SEL; // SELは曲選択で 0〜9、 全曲データは gkf[] に入っている icode = iStart[tempo]; // 曲のデータ(gkf[])のどの位置に曲Topがあるか iend = iStart[tempo+1]; // 曲のデータ(gkf[])のどの位置に曲Endがあるか tempo = iTempo[tempo]; // 曲のテンポ while(icode < iend) // 選択されている一曲をこのwhileループで実行 { play_time = 0; // 初期値 pt0 = 0; // 初期値 //sound off TMR2ON = 0; // Timer2を停止 CCP1CON = 0; // CCP1初期設定 SPK = 0; // SP を OFF do // play_timeを算出 { data8 = gkf[icode++]; if(data8 == 0xFF) //データの最後が FF { data8 = 1; icode = iend; } data_code = data8 >> 3; // 音階取り出し:0〜31(上位5bits) data_len = (data8 & 0x07) >> 1; // 音長取り出し(拍子): 0~6(下位3bits) pt0 = tempo >> data_len; if(data8 & 0x01) pt0 += pt0 >> 1; play_time += pt0; } while(data_code == 0x1F); //combine to next code phase_step = step_tbl[data_code]; delay_ms(10); if(data_code) // 音階 0〜31 { phase = 0; amp = 0x7F; pwm_dc = 0x07FF; CCPR1L = 0x7F; CCP1CON = 0b00111100; // PWM DC = 100%, CCP1 mode = PWM active high TMR2ON = 1; // Timer2を活かす GIE = 1; } else { // ここは、'ん'であり、休符である phase = 0; amp = 0; pwm_dc = 0x0; CCPR1L = 0x0; CCP1CON = 0b00001100; // PWM DC = 0%, CCP1 mode = PWM active high TMR2ON = 1; // Timer2を活かす GIE = 1; } for(i=0; i<play_time; i++){ // 1音符の再生(長さとFadeのコントロール) timer100us(310); pwm_dc = (pwm_dc << 4) - pwm_dc; pwm_dc >>= 4; amp = pwm_dc >> 4; if(!SW_PLAY) { icode = iend; break; } } // end for(play_time) TMR2ON = 0; // Timer2を停止 GIE = 0; CCP1CON = 0; SPK = 0; // SP を OFF } // end while、 delay_ms(300); } } //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ // File Name = gakufu.h #ifndef GAKUF_H #define GAKUFU_H // 曲の長さ #define LEN1 41 // (0)N 1 #define LEN2 79 // (1)N 2 #define LEN3 129 // (2)N 3 #define LEN4 150 // (3)N 4 #define LEN5 218 // (4)A 1 (219) #define LEN6 122 // (5)A 2 (120) #define LEN7 188 // (6)A 3 #define LEN8 143 // (7)A 4 (144) #define LEN9 205 // (8)B 2 #define LEN10 113 // (9)C 1 (114) // 曲のテンポ (小さいと速くなる) #define TEMPO1 38 // N 1 14'30 Dendenmushi #define TEMPO2 29 // N 2 28'30 green green #define TEMPO3 38 // N 3 59'60 Furudokei #define TEMPO4 21 // N 4 30'50 ptg #define TEMPO5 21 // A 1 77'50 #define TEMPO6 32 // A 2 58'60 #define TEMPO7 32 // A 3 73'10 #define TEMPO8 32 // A 4 77'40 totoro #define TEMPO9 32 // B 2 77'60 #define TEMPO10 35 // C 1 44'60 const long iStart[] = {0, LEN1, LEN1+LEN2, LEN1+LEN2+LEN3, LEN1+LEN2+LEN3+LEN4, LEN1+LEN2+LEN3+LEN4+LEN5, LEN1+LEN2+LEN3+LEN4+LEN5+LEN6, LEN1+LEN2+LEN3+LEN4+LEN5+LEN6+LEN7, LEN1+LEN2+LEN3+LEN4+LEN5+LEN6+LEN7+LEN8, LEN1+LEN2+LEN3+LEN4+LEN5+LEN6+LEN7+LEN8+LEN9, LEN1+LEN2+LEN3+LEN4+LEN5+LEN6+LEN7+LEN8+LEN9+LEN10 };// code; const char iTempo[] = {TEMPO1, TEMPO2, TEMPO3, TEMPO4, TEMPO5, TEMPO6, TEMPO7, TEMPO8, TEMPO9, TEMPO10}; // 32=t120 //音階:0〜31(上位5bits)、音長: 0~6(下位3bits) const char gkf[] = { //0: Dendenmushi (41) 0x85, 0x86, 0x84, 0x6C, 0x4D, 0x4E, 0x4C, 0x5C, 0x6D, 0x6E, 0x5C, 0x4C, 0x5A, 0x02, 0x6D, 0x76, 0x84, 0x94, 0x85, 0x86, 0x84, 0x6C, 0x5D, 0x5E, 0x4C, 0x5C, 0x6A, 0x02, 0x84, 0xAC, 0xAC, 0x84, 0x6C, 0x84, 0x84, 0x6C, 0x4C, 0x6C, 0x6D, 0x5E, 0x4A, //1: green green (79) 0xAC, 0xAC, 0xAA, 0xA4, 0xA4, 0xA2, 0x94, 0x94, 0x94, 0x80, 0x04, 0x4C, 0x4C, 0x4A, 0x5C, 0x5C, 0x5C, 0x69, 0x02, 0xAC, 0xAC, 0xAC, 0xAC, 0xA4, 0xA4, 0xA2, 0x94, 0x94, 0x94, 0x82, 0x84, 0x84, 0x84, 0x4C, 0x4C, 0x4C, 0x4C, 0x5C, 0x4C, 0x5C, 0x49, 0x02, 0xCA, 0xAA, 0x04, 0x84, 0x94, 0xAC, 0xAC, 0xAB, 0x82, 0x84, 0x84, 0xAC, 0xAC, 0xAC, 0xAA, 0xB9, 0x02, 0xCA, 0xAA, 0x04, 0x84, 0x94, 0xAC, 0xAC, 0xAC, 0xAC, 0x84, 0x84, 0x84, 0x84, 0x84, 0xAC, 0xAC, 0xBC, 0xBA, 0xA9, 0x02, //2: Furudokei (129) 0x5A, 0x82, 0x7C, 0x84, 0x92, 0x84, 0x94, 0xA4, 0xA4, 0xAC, 0xA4, 0x6A, 0x94, 0x94, 0x82, 0x84, 0x84, 0x7A, 0x6C, 0x7C, 0x81, 0x04, 0x5C, 0x5C, 0x82, 0x7C, 0x84, 0x92, 0x84, 0x94, 0xA2, 0xAC, 0xA4, 0x6A, 0x94, 0x94, 0x82, 0x84, 0x84, 0x7A, 0x6C, 0x7C, 0x81, 0x04, 0x84, 0xA4, 0xBA, 0xA4, 0x94, 0x82, 0x7C, 0x84, 0x94, 0x84, 0x7C, 0x6C, 0x5A, 0x84, 0xA4, 0xBA, 0xA4, 0x94, 0x82, 0x7C, 0x84, 0x91, 0x04, 0x5C, 0x84, 0x84, 0x02, 0x94, 0x03, 0xA4, 0xA4, 0xAC, 0xA4, 0x6A, 0x94, 0x94, 0x80, 0x78, 0x81, 0x5C, 0x5C, 0x82, 0x5C, 0x5C, 0x6C, 0x5C, 0x5A, 0x44, 0x04, 0x5C, 0x04, 0x44, 0x04, 0x5C, 0x5C, 0x82, 0x5C, 0x5C, 0x6A, 0x5C, 0x5C, 0x44, 0x04, 0x5C, 0x04, 0x44, 0x04, 0x5C, 0x5C, 0x84, 0x84, 0x02, 0x94, 0x03, 0xA4, 0xA4, 0xAC, 0xA4, 0x6A, 0x94, 0x94, 0x80, 0x78, 0x81, 0x02, //3: ptg (150) 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0xAC, 0xA4, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0xCC, 0xBC, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0xAC, 0xA4, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x6C, 0x5C, 0x04, 0x6C, 0x74, 0x04, 0x7C, 0x83, 0x84, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0xAC, 0xA4, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0xCC, 0xBC, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0xAC, 0xA4, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x6C, 0xF9, 0x5A, 0x02, 0x9C, 0x94, 0x04, 0x94, 0xA4, 0x94, 0xA4, 0xAB, 0x84, 0x04, 0x6C, 0x74, 0x04, 0x74, 0x84, 0x7C, 0x84, 0x6B, 0x6C, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0xAC, 0xA4, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0xCC, 0xBC, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0xD4, 0xCB, 0xAB, 0x03, 0x02, 0x84, 0x94, 0x04, 0x84, 0x94, 0x04, 0xD4, 0xCB, 0xAB, //4: A曲１ (218) 0x4A, 0x4C, 0x5A, 0x5C, 0x6A, 0x72, 0x02, 0x4B, 0x4C, 0x5A, 0x5C, 0x6A, 0x74, 0x02, 0x94, 0x92, 0x84, 0x7A, 0x80, 0x01, 0x4A, 0x4C, 0x5A, 0x5C, 0x6A, 0x82, 0x02, 0x4B, 0x4C, 0x5A, 0x5C, 0x6A, 0x82, 0x02, 0x9C, 0x9A, 0x94, 0x82, 0x90, 0x01, 0x4A, 0x4C, 0x5A, 0x5C, 0x6A, 0x72, 0x02, 0x4B, 0x4C, 0x5A, 0x5C, 0x6A, 0x74, 0x02, 0x94, 0x92, 0x84, 0x7A, 0x83, 0x5B, 0x80, 0x02, 0x5C, 0x6A, 0x5C, 0x4A, 0x5A, 0x5C, 0x6A, 0x74, 0x02, 0x74, 0x82, 0x92, 0x94, 0x9A, 0x94, 0x02, 0x84, 0x83, 0x72, 0x70, 0x01, 0x5B, 0x73, 0x6B, 0x73, 0x83, 0x72, 0x48, 0x03, 0x35, 0x3B, 0x5B, 0x4B, 0x3B, 0x33, 0x3A, 0x48, 0x03, 0x5B, 0x73, 0x6B, 0x5B, 0x4B, 0x83, 0x70, 0x03, 0x75, 0x83, 0x73, 0x6B, 0x5B, 0x6B, 0x73, 0x80, 0x03, 0x94, 0x94, 0x94, 0x92, 0x94, 0x03, 0x4C, 0x72, 0x94, 0x93, 0x9B, 0x94, 0x83, 0x03, 0x84, 0x84, 0x84, 0x82, 0x84, 0x03, 0x4C, 0x6A, 0x84, 0x9B, 0x92, 0x8C, 0x93, 0x03, 0x94, 0x94, 0x94, 0x92, 0x94, 0x03, 0x94, 0x9A, 0xAC, 0xAB, 0x9A, 0x9B, 0x93, 0x9C, 0x93, 0x83, 0x73, 0x6A, 0x71, 0x03, 0x94, 0x94, 0x94, 0x92, 0x94, 0x03, 0x4C, 0x72, 0x94, 0x92, 0x9B, 0x94, 0x83, 0x03, 0x84, 0x84, 0x84, 0x82, 0x84, 0x03, 0x4C, 0x6A, 0x84, 0x9B, 0x92, 0x8C, 0x93, 0x03, 0x94, 0x94, 0x94, 0x92, 0x94, 0x03, 0x94, 0x9A, 0xAC, 0xAB, 0x9A, 0x9B, 0x93, 0x9C, 0x93, 0x03, 0x83, 0x02, 0x6C, 0x73, 0x6B, 0x73, 0x82, 0x70, 0x02, //5: A曲２ (122) 0x4B, 0xAC, 0xA2, 0x84, 0x6C, 0x90, 0x5B, 0x04, 0x5B, 0x6C, 0x84, 0x5C, 0x44, 0x5C, 0x49, 0x02, 0x4B, 0x4C, 0x94, 0x84, 0x6E, 0x5E, 0x4C, 0x58, 0x02, 0x5C, 0x6C, 0x80, 0x94, 0xAC, 0x94, 0x81, 0x02, 0x4B, 0xAC, 0xA2, 0x84, 0x6C, 0x90, 0x5B, 0x04, 0x5B, 0x6C, 0x84, 0x5C, 0x44, 0x5C, 0x49, 0x02, 0x4B, 0x4C, 0x94, 0x84, 0x6E, 0x5E, 0x4C, 0x58, 0x02, 0x5C, 0x6C, 0x80, 0x94, 0xAC, 0x94, 0x80, 0x89, 0x02, 0xAC, 0xA4, 0xAC, 0xA4, 0x84, 0x6C, 0x84, 0x92, 0x90, 0x02, 0xAC, 0xA4, 0xAC, 0xA4, 0x84, 0x6C, 0x84, 0x92, 0x90, 0x02, 0x94, 0xA4, 0xAC, 0xA4, 0x92, 0x02, 0xA4, 0xAC, 0xBC, 0xAC, 0xA4, 0x92, 0x80, 0x6C, 0x84, 0x91, 0x04, 0x84, 0x84, 0x74, 0x71, 0x02, 0x6C, 0x74, 0xCC, 0xCC, 0xBC, 0xAC, 0xB8, 0x02, 0x94, 0xAC, 0xBA, 0xCA, 0xB8, //6: A曲３ (188) 0x02, 0xAA, 0x94, 0x72, 0x4C, 0x4C, 0x4C, 0x5C, 0x74, 0x9C, 0xBC, 0xAA, 0x04, 0x94, 0x9C, 0x84, 0x84, 0x9C, 0x94, 0x74, 0x04, 0x94, 0x84, 0x5C, 0x6C, 0x74, 0x80, 0xAA, 0x94, 0x72, 0x4C, 0x4C, 0x4C, 0x5C, 0x74, 0x9C, 0xBC, 0xAB, 0x96, 0x96, 0x9C, 0x84, 0x84, 0x9C, 0x94, 0x74, 0x02, 0x94, 0x84, 0x6A, 0x71, 0x72, 0x4C, 0x74, 0x82, 0x02, 0x82, 0x4C, 0x84, 0x92, 0x02, 0x95, 0x76, 0x74, 0x94, 0x9C, 0xAC, 0xBA, 0xAD, 0x95, 0x74, 0x80, 0x72, 0x4C, 0x74, 0x82, 0x02, 0x85, 0x4E, 0x4C, 0x84, 0x90, 0x95, 0x76, 0x74, 0x94, 0x9C, 0xAC, 0xBA, 0xAD, 0x96, 0x94, 0x4C, 0x70, 0x04, 0x84, 0x84, 0x84, 0x82, 0x74, 0x84, 0x90, 0xA8, 0x04, 0x84, 0x84, 0x94, 0x82, 0x74, 0x54, 0x4A, 0x91, 0x75, 0x76, 0x74, 0x74, 0xBC, 0xAB, 0x5D, 0x5E, 0x5C, 0x5C, 0xAC, 0x9B, 0x92, 0x9A, 0xAA, 0x72, 0x72, 0x82, 0x92, 0xF8, 0x80, 0x4A, 0x74, 0x84, 0x82, 0x92, 0xAA, 0x94, 0x72, 0x4C, 0x4C, 0x4C, 0x5C, 0x74, 0x9C, 0xBC, 0xAA, 0x04, 0x94, 0x9C, 0x84, 0x84, 0x9C, 0x94, 0x74, 0x04, 0x94, 0x84, 0x5C, 0x6C, 0x74, 0x80, 0xAA, 0x94, 0x72, 0x4C, 0x4C, 0x4C, 0x5C, 0x74, 0x9C, 0xBC, 0xAB, 0x96, 0x96, 0x9C, 0x84, 0x84, 0x9C, 0x94, 0x74, 0x02, 0x94, 0x84, 0x6A, 0x71, //7: A曲４ (143) 0x82, 0x7A, 0x84, 0x59, 0x02, 0x82, 0x7A, 0x84, 0xA1, 0x02, 0xAA, 0xA2, 0x92, 0x84, 0xAB, 0xA2, 0x92, 0x82, 0x83, 0x94, 0xF9, 0x91, 0x82, 0x7A, 0x84, 0x59, 0x02, 0x82, 0x7A, 0x84, 0xB9, 0x02, 0xAA, 0xAA, 0xAC, 0xA4, 0x94, 0xA9, 0x04, 0x94, 0xA4, 0xAC, 0xA2, 0xA2, 0xA4, 0x94, 0x84, 0xF9, 0xA3, 0x6A, 0x7A, 0x82, 0x94, 0x6A, 0x6C, 0x7A, 0x84, 0x94, 0x84, 0xF9, 0xBB, 0x00, 0x84, 0x94, 0xA4, 0xAC, 0xBA, 0xA4, 0x82, 0xBA, 0xAA, 0x94, 0x01, 0xAA, 0x94, 0x7A, 0xAA, 0xA2, 0x84, 0x01, 0x62, 0x82, 0xAC, 0xC4, 0xC4, 0xFC, 0xB8, 0x83, 0xA4, 0xAC, 0xA4, 0xAC, 0xA4, 0xAC, 0xA4, 0x84, 0x91, 0x84, 0x94, 0xA4, 0xAC, 0xBA, 0xA4, 0x82, 0xBA, 0xAA, 0x94, 0x01, 0xAA, 0x94, 0x7A, 0xAA, 0xA2, 0x84, 0x01, 0x6A, 0xCA, 0xBC, 0xAC, 0xA4, 0xAC, 0xB8, 0x83, 0xA4, 0xAC, 0xA4, 0x84, 0xAC, 0xA4, 0x84, 0xCC, 0xFB, 0xB9, 0x5A, 0x5C, 0x5C, 0xAC, 0xA4, 0x94, 0xA4, 0xF8, 0x80, 0x00, //8: B曲２ (205) 0x4C, 0x5C, 0x6C, 0x84, 0x94, 0x04, 0x92, 0x94, 0xAC, 0xA4, 0x84, 0x04, 0x92, 0x92, 0x94, 0x6C, 0x94, 0x82, 0x02, 0x74, 0x84, 0x92, 0x94, 0xBA, 0xA4, 0x94, 0x84, 0x84, 0x84, 0xAA, 0x6C, 0x72, 0x72, 0x6C, 0x4C, 0x6C, 0x5A, 0x02, 0x94, 0x84, 0x6C, 0x5C, 0x4C, 0x4C, 0x5C, 0x6C, 0x84, 0x94, 0x04, 0x92, 0x94, 0xAC, 0xA4, 0x84, 0x04, 0x92, 0x92, 0x94, 0x6C, 0x94, 0x82, 0x02, 0x74, 0x84, 0x92, 0x94, 0xBA, 0xA4, 0x94, 0x84, 0x84, 0x84, 0xAA, 0x94, 0xA2, 0xAA, 0xA4, 0xAA, 0xCA, 0xBA, 0x02, 0xAC, 0xA4, 0xAB, 0x04, 0xAC, 0xAC, 0xBC, 0xA2, 0x94, 0x82, 0x04, 0x8A, 0x8A, 0xBA, 0xBC, 0xAC, 0xA4, 0xAA, 0x02, 0x94, 0x94, 0x94, 0x94, 0x94, 0x94, 0x92, 0xA2, 0xAA, 0xA2, 0x92, 0x92, 0x84, 0x82, 0x02, 0xAA, 0xBA, 0xCC, 0xCC, 0xCC, 0xCC, 0xCA, 0xAC, 0xCA, 0xBC, 0xBA, 0x04, 0xCC, 0xBC, 0xAC, 0xAC, 0xAC, 0xAC, 0xAA, 0x94, 0xAA, 0xA4, 0xA2, 0x02, 0xAC, 0xA4, 0x92, 0xA4, 0xAA, 0xAC, 0xA4, 0x94, 0x82, 0xAC, 0xCA, 0xAC, 0xBC, 0xCA, 0xCA, 0xBC, 0xAA, 0xBA, 0x02, 0xAA, 0xBA, 0xCC, 0xCC, 0xCC, 0xCC, 0xCA, 0xAC, 0xCA, 0xBC, 0xBA, 0x04, 0xCC, 0xBC, 0xAC, 0xAC, 0xAC, 0xAC, 0xAA, 0x94, 0xAA, 0xA4, 0xA2, 0x02, 0xAC, 0xA4, 0x92, 0xA4, 0xAA, 0xAC, 0xA4, 0x94, 0x82, 0xAC, 0xCA, 0xAC, 0xBC, 0xCB, 0xCC, 0xBB, 0xCA, 0xBA, 0xAA, 0xA2, 0xBA, 0xAC, 0xA8, //9: C曲１ (113) 0xB2, 0xF2, 0xB4, 0xBC, 0xCC, 0xFA, 0xE9, 0xB2, 0xF2, 0xB4, 0xBC, 0xCC, 0xFA, 0xE9, 0x6C, 0x7C, 0xA2, 0x92, 0xA2, 0xB2, 0xCC, 0xFC, 0xB2, 0x02, 0xA4, 0xB4, 0xFA, 0xA4, 0xB6, 0xA6, 0x92, 0x04, 0x74, 0x6C, 0xFC, 0xB4, 0xFC, 0xB2, 0x6C, 0x7C, 0xA2, 0x92, 0xA2, 0xB2, 0xCC, 0xFC, 0xB2, 0x02, 0xA4, 0xB4, 0xFA, 0xA4, 0xB6, 0xA6, 0x92, 0x04, 0x74, 0x6C, 0xFC, 0xB4, 0xFC, 0xB2, 0x94, 0xA4, 0xB4, 0xA4, 0xA4, 0x94, 0x94, 0x7C, 0x7C, 0x94, 0xB4, 0xFC, 0xA2, 0x03, 0xB4, 0xBC, 0xB4, 0xA4, 0x93, 0x04, 0x7C, 0x6C, 0xFC, 0xB4, 0xB3, 0x94, 0xA4, 0xB4, 0xA4, 0xA4, 0x94, 0x94, 0x7C, 0x7C, 0x94, 0xB4, 0xFC, 0xA2, 0x03, 0x6C, 0xAC, 0xA2, 0x96, 0xA6, 0x92, 0x04, 0x74, 0x6A, 0xB4, 0xB3, 0x02, //0x5A 0xFF }; #endif //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ // File Name = Hw_profile.h #ifndef HW_PROFILE_H #define HW_PROFILE_H #BYTE OSCCON = 0x099 // オシレータ制御レジスタ #BYTE CCPR1L = 0x291 // デューティ比を設定するレジスタ #BYTE CCP1CON = 0x293 // CCP1モード設定 #BYTE T2CON = 0x01C // Timer2の初期設定 #BYTE PR2 = 0x01B // Timer2 周期レジスタ #BYTE INTCON = 0x00B // 割り込み制御レジスタ #BYTE PIR1 = 0x011 // 周辺機能割り込み要求レジスタ1 #BYTE PIE1 = 0x091 // 周辺機能割り込みイネーブル レジスタ1 #BIT TMR2ON = T2CON.2 // Timer2 ON ビット #BIT GIE = INTCON.7 // グローバル割り込みイネーブルビット #BIT PEIE = INTCON.6 // 周辺機能割り込みイネーブルビット #BIT TMR2IF = PIR1.2 // Timer2/PR2 割り込みフラグビット #BIT TMR2IE = PIE1.2 // TMR2/PR2 一致割り込みイネーブルビット #BYTE PORTA = 0x00C // PORTAレジスタ #BIT SW_PLAY = PORTA.5 // PLAY Press SW #define SWPLY PIN_A5 #BIT SEN_H = PORTA.4 // MONOTOR #define MONI PIN_A4 #BIT SPK = PORTA.2 // Speaker Bit #define SEL ((~PORTA & 0x18)>>1) | (~PORTA & 0x03) #endif //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ // File Name = sound.h #ifndef SOUND_H #define SOUND_H #define STEP_C 69 #define STEP_Cs 73 #define STEP_D 77 #define STEP_Ds 82 #define STEP_E 86 #define STEP_F 92 #define STEP_Fs 97 #define STEP_G 103 #define STEP_Gs 109 #define STEP_A 115 #define STEP_As 122 #define STEP_B 129 #define STEP_Cup 137 const char step_tbl[32] = {0, STEP_E/2, STEP_F/2, STEP_Fs/2, STEP_G/2, STEP_Gs/2, STEP_A/2, STEP_As/2, STEP_B/2, STEP_C, STEP_Cs, STEP_D, STEP_Ds, STEP_E, STEP_F, STEP_Fs, STEP_G, STEP_Gs, STEP_A, STEP_As, STEP_B, STEP_Cup, STEP_Cs*2, STEP_D*2, STEP_Ds*2, STEP_E*2, STEP_F*2, STEP_Fs*2, STEP_G*2, STEP_Gs*2, STEP_A*2, STEP_As*2 };

次に、MPLABを起動して下さい。立ち上がりましたら、メニューの「Project - Project Wizard...」をクリックします。



Step1でDevice をPIC12F1822に設定し、Step2 で Language Toolsuite を CCS-C とします。
MPLAB Plug-in のインストールができていれば、下記のように、CCS-Cが選択できます。Location は 32bit の場合は、Program Files (x86) の ' (x86)' が有りません。

します。以上で新プロジェクトの設定は完了です。「次へ」をクリックして行ってください。



「完了」をクリックすると、新プロジェクトが立ち上がります。メニュー「View」のProject と Output にチェックを入れます。また、下図のように、「Build Configration」を

フォルダ「chap3_1」の中に、main.hex ファイルができているはずです。

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テストに使用した回路


(１) PIC16F1827 のテスト基板


(２) PIC16F1938 のテスト基板


(３) PIC12F1822 のテスト基板


(４) PIC16F1619 のテスト基板


(５) PIC12F1612 のテスト基板



(６) PIC書き込みとRS232Cモニター通信基板


Reported by TokioYamada@ADK