はじめに
このページでは、ビギナー向けに、マイコンボードＰＩＣｏｌｏの開発方法を説明します。開発環境の用意や無償のＣコンパイラのインストールについてはこちら、プロジェクト／プログラム作成についてはこちらを参照願います。LEDの点灯についてはこちらを参照願います。
※以下の情報は2010年7月現在のものです。ご注意ください。
ＰＩＣｏｌｏについてはこちらを参照願います。
パーツリスト
| パーツ |
型名 |
購入先 |
| ＬＥＤ |
ＮＳＰＷ－５００ＣＳ |
マルツの通販 |
| 抵抗１ |
47～51Ω 1/4～1/10Wのもの |
電子部品店 |
| ケーブル |
センサーケーブル |
浅草ギ研及び販売店 |
タイマについて
マイコンにはタイマという機能があります。これはクロックをカウントして時間などを測定するものです。
ＰＩＣ１６Ｆ１９３６には次の５つのタイマーがあります。
Timer0：８ビットタイマで、外部クロックのカウントも可能
Timer1：１６ビットタイマで非常に多機能。スリープ中もカウント可能。
Timer2,4,6：マイコン内部のクロックをカウントするだけの単純な８ビットタイマが３つ
ここでは一番使い方が簡単なTimer2（4でも6でも同じ）を使ってみます。
Timer2（4か6も同じ）についてはデータシートの１７章に書いてあります。
概略はこのようなブロック図で表されています。
①まず、タイマーへのクロックの入力がＦＯＳＣ／４になっています。ＦＯＳＣはシステムクロックです。ここまでのプログラムと同じように３２ＭＨｚで動作させると、１／４の８ＭＨｚがＴｉｍｅｒ２に入ってくることになります。
②Ｐｒｅｓｃａｌｅｒはプログラムで設定できるプリスケーラ（分周装置）で、クロックを１／１、１／４、１／１６、１／６４に分周します。たとえば１／６４に設定するとクロックが６４回入ると１クロックの出力がＴＭＲ２に出て、カウントが１上がります。
③ＴＭＲ２がカウンタ本体で、入ってきたクロックによりカウントアップを行います。ＴＭＲ２の値はプログラムから読んだり、値を書き換えたりができます。
④ＰＲ２はあらかじめここに設定した値とＴＭＲ２が同じ値になったときに「割り込み」という動作を発生させます。割り込みは別なプログラムが走っていた場合でもこちらが優先で動き出す、というものです。割り込み信号はさらに後ろについているポストスケーラで分周できます。
プログラム
では実際に正確なタイミングで動くプログラムを作ってみましょう。
チュートリアルの１）～３）をやった方ならば、すでにプロジェクトは作れるようになっているかと思います。適当なプロジェクトを作り、次のように main.c を作ってプロジェクトに追加してください。
念のため、上と同じ内容のテキストファイルを用意しました。
Timer.txt （右クリックで対象を保存）
ほとんど前回のＬＥＤの点灯で行った内容と同じです。違う部分はウェイトを作る部分の行１０～２０です。前回は適当なループ文でウェイトを作っていましたが、今回はタイマー２を使ってクロックをカウントし、ほぼ正確にウェイトの時間を作っています。
wait_ms という名前の通り、内部では1mSをカウントしており、引数value の回数繰り返すことによりmS単位のウェイトを作っています。
Ｔｉｍｅｒ２の設定および、動作の開始／停止は Ｔ２ＣＯＮ レジスタで行います。データシートでこの部分を見てみましょう。
TMR2ONビットを１にすると動作が開始します。ポストスケーラは今回は関係ありません。
プリスケーラで何分周にしたらよいか？というところが問題です。Ｔｉｍｅｒ２は８ビットカウンタなので、０～２５５までしかカウントできません。２５５の次は０に戻ります。
クロックは３２ＭＨｚ、つまり１秒間に３２，０００，０００のクロックが発生していますが、Ｔｉｍｅｒ２に入ってくるのはFOSC(32MHz)/4＝８MHｚなので１秒間に８，０００，０００クロックになります。１ｍＳだと８，０００クロックになります。この数値は８ビットではカウントできません。プリスケーラは４種類の設定があるのでそれぞれ当てはめてみますと、
■1:1 8000カウント
■1:4 2000カウント
■1:16 500カウント
■1:64 125カウント
となります。
1:64だと２５５以内の数値なので１ｍSをカウント可能です。ということで行１１の設定となります。
行１６を見ると、実際には１２４カウントしています。これは、前後のｆｏｒ文やｗｈｉｌｅ文で多少時間を食うので１カウント減らして調整しています。
ここで気が付きましたが、行１９はべつにこの値でなくても良いです。ＴＩＭＥＲ２ＯＮビットが０になりさえすればなんでもいいです。（なぜこんな設定になっていたか、、、思い出せない）
メイン関数は次のようになっています。
wait_ms(500) で０．５秒のウェイトなので、１秒周期でＬＥＤが点滅するプログラムになります。
さいごに
実際にはタイマーを使ってセンサーからのパルス長を計測したり、逆に正確な長さのパルスを出しつづけたり、というのに使います。ホビーロボットでよく使われているラジコンサーボはパルスで制御しますのでタイマーの使い方がわかっているとサーボを動かすことも可能です。次はラジコンサーボの駆動方法について。
２０１０年７月２０日
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