ＰＩＣ−ＵＳＢＩＯ ｕｓｉｎｇ ＢＡＳＩＣ
〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜
ＵＳＢインターフェースを内蔵したＰＩＣを使ってＷｉｎｄｏｗｓパソコンで外部回路を制御するための各種Ｉ／Ｏ基板の製作記事です。
〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜
［第１７７回］
●ＰＩＣＵＳＢＩＯ−０３（１２６）コンパレータモジュール
今回からはコンパレータです。
やっと最後の項目になりました。
ここまで長くなるとは全く思っていませんでした。
ここまで書いてきて、あらためてＰＩＣは機能てんこ盛りのＩＣだと思います。
うまく利用することを考えればかなり色々なことに使えるのではないかと思います。
さて。もう一息です。
いつものようにＤａｔａ Ｓｈｅｅｔの解読から取り掛かることにします。
［出典］Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ． ＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０／１４Ｋ５０ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ
●コンパレータモジュール
コンパレータは２つのアナログ電圧の相対的な大きさを比較してそれをデジタル値で示すことで、アナログ回路とデジタル回路のインターフェースとするために使われます。
コンパレータはプログラムの実行から独立して働くアナログ機能を備えた非常に便利な複合ブロックです。
アナログコンパレータモジュールは下記の機能を備えています。
・独立したコンパレータ制御
・プログラム可能な入力選択
・コンパレータ出力は内部／外部出力可能
・プログラム可能な出力極性
・本稿では割込みは使わないのでこの項は省略
・本稿ではスリープについては扱わないのでこの項は省略
・プログラム可能な速度／パワーの最適化
・ＰＷＭシャットダウン（何のことかわかりません）
・プログラム可能な基準電圧および固定基準電圧
●コンパレータの概略
単体としてのコンパレータのアナログ入力の信号レベルとデジタル出力の関係をＦｉｇｕｒｅ１８−１に示します。
Ｖｉｎ＋のアナログ電圧がＶｉｎ−のアナログ電圧を下回るとコンパレータの出力はデジタルのＬレベルになります。
Ｖｉｎ＋のアナログ電圧がＶｉｎ−のアナログ電圧を上回るとコンパレータの出力はデジタルのＨレベルになります。
（図のＮｏｔｅ：）
コンパレータ出力の黒い部分は入力オフセットや応答時間による不確実な部分を示す。
下はコンパレータＣ１のブロック図です。
［出典］Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ． ＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０／１４Ｋ５０ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ
図中Ｃ１ＩＮ＋とありますがＣ１ＩＮ＋端子はありません。
おそらくＣ１２ＩＮ＋のミスプリントだと思います。
下はコンパレータＣ２のブロック図です。
［出典］Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ． ＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０／１４Ｋ５０ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ
図中Ｃ２ＩＮ＋とありますがＣ２ＩＮ＋端子はありません。
おそらくＣ１２ＩＮ＋のミスプリントだと思います。
［出典］Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ． ＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０／１４Ｋ５０ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ
●コンパレータの制御
コンパレータＣ１はＣＭ１ＣＯＮ０レジスタで、またコンパレータＣ２はＣＭ２ＣＯＮ０でそれぞれ別々に制御されます。
そのほかにＴｉｍｅｒ１と連携したり２つのコンパレータの出力を同時に読み出すためのレジスタＣＭ２ＣＯＮ１があります。
ＣＭ１ＣＯＮ０およびＣＭ２ＣＯＮ０レジスタには以下の制御ビット、ステータスビットがあります（ＣＭｘＣＯＮ０レジスタは次回記載の予定）。
・イネーブル
・入力選択
・基準電圧選択
・出力選択
・出力極性
・速度選択
［出典］Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ． ＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０／１４Ｋ５０ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ
●コンパレータをイネーブル（有効）にする
ＣＭｘＣＯＮ０レジスタのＣｘＯＮビットをセットするとコンパレータのオペレーションが可能になります。
ＣｘＯＮビットをクリアするとコンパレータはディスエーブル（無効）になり、その結果（コンパレータ回路の）消費電流は最小になります。
［出典］Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ． ＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０／１４Ｋ５０ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ
●コンパレータの入力選択
ＣＭｘＣＯＮ０レジスタのＣｘＣＨ＜１：０＞ビットによって４つのアナログ入力のうちの１つがコンパレータの反転入力に直接つながります。
Ｎｏｔｅ：
Ｃ１２ＩＮ＋およびＣ１２ＩＮｘ−端子をアナログ入力として使う場合にはＡＮＳＥＬレジスタの対応するビットをセットするとともにＴＲＩＳビットもセットして出力ドライバを無効にする必要があります（ＣｘＩＮ＋端子はありません。おそらくＣ１２ＩＮ＋のミスプリントだと思います）。
［出典］Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ． ＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０／１４Ｋ５０ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ
●コンパレータの基準電圧選択
ＣＭｘＣＯＮ０レジスタのＣｘＲビットをセット／クリアすることで内部基準電圧かまたはアナログ入力端子をコンパレータの非反転入力に直接接続します。
［出典］Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ． ＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０／１４Ｋ５０ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ
●コンパレータの出力選択
コンパレータ出力はＣＭｘＣＯＮ０レジスタのＣｘＯＵＴビットかＣＭ２ＣＯＮ１レジスタのＭＣｘＯＵＴビットを読むことでモニタすることができます。
（コンパレータ出力を）外部端子に出力するためには以下が必要です。
・ＣＭｘＣＯＮ０レジスタのＣｘＯＥビットをセットする
・対応するＴＲＩＳビットをクリアする
・ＣＭｘＣＯＮ０レジスタのＣｘＯＮビットをセットする
２つのコンパレータは同じ出力端子（Ｃ１２ＯＵＴ）を共有します。
Ｃ１ＯＥとＣ２ＯＥビットによってその優先順位が決定されます（ＴＡＢＬＥ１８−１参照）。
下はコンパレータ出力の優先順位の表です。
［出典］Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ． ＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０／１４Ｋ５０ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ
Ｎｏｔｅ１： ＣｘＯＥビットはポートデータラッチに優先します。
ＣｘＯＮビットをセットしてもポートの設定に影響は与えません。
Ｎｏｔｅ２： コンパレータの内部出力は命令サイクルごとにラッチされます。
特に指定しない限り、外部出力はラッチされません。
［出典］Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ． ＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０／１４Ｋ５０ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ
●コンパレータ出力の極性
コンパレータの出力を反転させることはコンパレータの入力を入れ替えることと機能的に同じです。
コンパレータの出力の極性はＣＭｘＣＯＮ０レジスタのＣｘＰＯＬビットをセットすることで反転させることができます。
ＣｘＰＯＬビットをクリアすると非反転出力になります。
ＴＡＢＬＥ１８−２は出力状態と入力条件、極性制御ビットの関係を示す表です。
［出典］Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ． ＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０／１４Ｋ５０ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ
●コンパレータの速度選択
プログラム実行中の伝播速度と消費電力という両立しない関係はＣｘＳＰビットによって最適化することが可能です。
このビットの初期状態は’１’で、それは標準的なスピードを選択します。
ＣｘＳＰビットを’０’にすることでコンパレータの伝播速度は低下しますがデバイスの消費電力を最適化することができます。
［出典］Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ． ＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０／１４Ｋ５０ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ
●コンパレータの応答時間
コンパレータの出力は入力源または基準電圧を変更したあと一定の期間は不定になります。
その期間のことを応答時間と言います。
コンパレータの応答時間は基準電圧のセッティング時間とは異なります。
そのためコンパレータの入力を変える場合にはこれらの時間を共に考慮する必要があります。
と書いてありますが、ＢＡＳＩＣインタプリタで普通に制御する場合には考慮するほどのことはないと思います。
原文ではこのあとコンパレータの割込みについてのかなり長い説明がありますが本稿ではコンパレータの割込みについては省略します。
説明が長くなりますので今回はここまでにします。
次回に続きます。
ＰＩＣ−ＵＳＢＩＯ ｕｓｉｎｇ ＢＡＳＩＣ［第１７７回］
２０２３．２．５ｕｐｌｏａｄ
前へ
次へ
ホームページトップへ戻る