ＰＩＣ−ＵＳＢＩＯ ｕｓｉｎｇ ＢＡＳＩＣ
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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。
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［第６４回］
●ＰＩＣＵＳＢＩＯ−０３（１３）Ｔｉｍｅｒ０
ＰＩＣＵＳＢＩＯ−０３についての記事が続いています。
最初はそれ以外のボードと同様にＰＩＣＵＳＢＩＯ用ＢＡＳＩＣインタプリタのＯＵＴ、ＩＮを使ってＰＯＲＴＣ、ＰＯＲＴＢにアクセスするだけのものでした。
しかし他のボードと違ってＰＩＣＵＳＢＩＯ−０３はそこに搭載しておりますＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０（ひょっとするとＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０を使うことになるかもしれません）をただのＵＳＢインターフェースＩＣとして使うだけではなくてＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０そのものをターゲットにしてもっといろいろ使うことができるのではないか、なんてとんでもないことを思いついてしまいました。
そのためにスタンダードなＯＵＴ命令、ＩＮ関数に加えてＰＩＣＯＵＴ命令、ＰＩＣＩＮ関数をつくり、それを使ってとりあえずＴＲＩＳＣ、ＴＲＩＳＢ、ＰＯＲＴＣ、ＰＯＲＴＢにアクセスしました。
それが前回までのところです。
そしていよいよこれからさらに進んでＰＩＣＵＳＢＩＯ用ＢＡＳＩＣインタプリタをツールとして使い、ＰＩＣの機能を可能な限り使ってみようというところまできたのですが。
そうするとＰＩＣＵＳＢＩＯ−０３の項がどんどん深くなってなかなか終らないということになってしまいそうです。
本当はＰＩＣＵＳＢＩＯ−０３については別立てにして、それ以前のボードだけをまとめて「供給開始」ということにすべきだったかもしれません。
しかしここまできてしまってからＰＩＣＵＳＢＩＯ−０３だけを切り離すというのもなんだかなあと思います。
それにせっかくここまで考えてきたのですからＰＩＣＵＳＢＩＯ−０３以外のボードでもＰＩＣＯＵＴ、ＰＩＣＩＮも一応は使えるようにしたいと思い始めています（それなりに制約はあると思いますが）。
そういうことですので、これからしばらくはＰＩＣＵＳＢＩＯ−０３という見出しのままたらたらと書いていくことになってしまいそうです。
まとまりのない展開になってしまいましたがしばらくお付き合いをお願いいたします。
前置きが長くなりました。
今回からいよいよＩ／Ｏポート以外のＰＩＣの機能について考えていきます。
まずはＴｉｍｅｒ０です。
ＰＩＣは多機能ですけれど、扱い方がよくわからないとか、特にＰＩＣアセンブラにはクセがあってなかなか理解できないという批判が多いようです。
それで近年はＭｉｃｒｏｃｈｉｐ社がＰＩＣ用に頒布しているＣコンパイラを使う方が多いようです。
しかしＣなら簡単かといいますと、そんなことはない、ということはやってみられた方ならば皆様すでに経験してみえるかと思います。
さらにさらにＣならなんとかなったとしてもＣｏｎｆｉｇの設定でおそらく皆様つかえてしまうのでは。
などなど。
そういう困難をＰＩＣＵＳＢＩＯ用ＢＡＳＩＣインタプリタは全てきれいに除去してしまいます。
あ。
また、余計な前置きを書いてしまいました。
ともかく。
一体どれほど簡単になってしまうのか。
期待しながらお読みください。
ＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０／ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０のＴｉｍｅｒ０はわりとシンプルな機能です（ごく一部の違いを除いてはＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０とＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０の機能は同じですので以下はＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０と表記することにします）。
最初に取り掛かるのにはちょうど都合がよいかもしれません。
下はＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０のＤａｔａ ＳｈｅｅｔからＴｉｍｅｒ０の部分を丸ごと引用しました。
［出典］Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ． ＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０／１４Ｋ５０ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ
Ｔｉｍｅｒ０は８ビット／１６ビットのＴｉｍｅｒ／Ｃｏｕｎｔｅｒです。
タイマカウンタ（レジスタ）はＲＥＡＤ／ＷＲＩＴＥできます。
Ｔｉｍｅｒ０専用の８ビットプリスケーラが使えます。
内部クロック（システムクロック／４）か外部入力（ＲＣ５端子入力）を選択できます。
ＰＩＣＵＳＢＩＯ−０３のＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０のシステムクロックは４８ＭＨｚなのでその１／４は１２ＭＨｚになります。
オーバーフロー割り込みを発生させることができます。
Ｔ０ＣＯＮはＴｉｍｅｒ０の特殊レジスタです（以下普通にレジスタと表記します）。
ＰＩＣＯＵＴ命令、ＰＩＣＩＮ関数でＷＲＩＴＥ／ＲＥＡＤできます。
ｂｉｔ７＝１のときカウントスタート、＝０のときカウントストップします。
ｂｉｔ６＝１のとき８ビットタイマ／カウンタ、＝０のとき１６ビットタイマ／カウンタになります。
ｂｉｔ５＝１のときクロックはＴ０ＣＫＩ（ＲＣ５ピン）入力、＝０のときシステムクロック／４（１２ＭＨｚ）になります。
ｂｉｔ４＝１のときＴ０ＣＫＩがＨ→Ｌでカウントアップ、＝０のときＬ→Ｈでカウントアップします。
ｂｉｔ３＝１のときプリスケーラは使いません。＝０のときクロックはプリスケーラ経由になります。
ｂｉｔ２−０はプリスケーラの分周比を規定します（上記ドキュメント参照）
Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔの続きです。
［出典］Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ． ＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０／１４Ｋ５０ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ
Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔの左側部分（１０．１ Ｔｉｍｅｒ０ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）は概ねその上のところに書いた内容と同じです。
右側部分（１０．２ Ｔｉｍｅｒ０ Ｒｅａｄｓ ａｎｄ Ｗｒｉｔｅｓ ｉｎ １６−Ｂｉｔ Ｍｏｄｅ）は１６ｂｉｔ ｍｏｄｅでのＲｅａｄ／Ｗｒｉｔｅについて説明をしています。
ＴＭＲ０Ｈは１６ｂｉｔ ｍｏｄｅでのＴｉｍｅｒ０の上位バイトですがカウンタ本体ではなくて上位バイトのバッファです。
カウンタ本体の上位バイトは直接Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅできません。
ＴＭＲ０Ｈにはカウンタの下位バイト（ＴＭＲ０Ｌ）をＲｅａｄしたときにカウンタ上位バイトの値が入ります。
下位バイトと上位バイトを読み出すタイミングによって間違った値を読み出してしまわないようにするためです。
同じことはＴＭＲ０Ｈの値が１６ｂｉｔカウンタの上位バイトにＷｒｉｔｅされるときにもあてはまります。
ＴＭＲ０Ｈに値をＷｒｉｔｅしただけでは直接Ｔｉｍｅｒ０に影響を与えません。
ＴＭＲ０ＬにＷｒｉｔｅを実行したときにＴｉｍｅｒ０の上位バイトにＴＭＲ０Ｈの値が書き込まれます（下図ＦＩＧＵＲＥ １０−２参照）。
Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔの続きです。
［出典］Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ． ＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０／１４Ｋ５０ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ
Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔの左側部分（１０．３ Ｐｒｅｓｃａｌｅｒ）はプリスケーラについての説明です。
プリスケーラはＲｅａｄ／Ｗｒｉｔｅできません。
Ｔ０ＣＯＮの下位４ビットでプリスケーラの使用／不使用と分周比を決定します。
Ｔｉｍｅｒ０にＷｒｉｔｅ命令が実行されるとプリスケーラはクリアされます（プリスケーラはクリアされますが設定されている使用／不使用および分周比はそのまま残ります）。
右側部分（１０．３．１）では”ｏｎ−ｔｈｅ−ｆｌｙ”という語が使われていますがここでは「プログラムの実行中にいつでも」の意だと思います。
Ｔ０ＣＯＮのプリスケーラについての設定はＴｉｍｅｒ０の状態など他の条件に関係なくいつでもソフトウェアで設定可能です。
１０．４ Ｔｉｍｅｒ０ ＩｎｔｅｒｒｕｐｔはＴｉｍｅｒ０の割り込みについての説明です。
Ｔｉｍｅｒ０の割り込みは８ｂｉｔ ｍｏｄｅのときにはカウンタの値がＦＦから００になったときに発生します。
１６ｂｉｔ ｍｏｄｅではＦＦＦＦから００００になったときに発生します。
このオーバーフローによってＩＮＴＣＯＮレジスタのＴＭＲ０ＩＦフラグビットがセットされます。
上記割り込みはＩＮＴＣＯＮレジスタのＴＭＲ０ＩＥビットを０にすることで禁止されます。
ＰＩＣＵＳＢＩＯ用ＢＡＳＩＣインタプリタでは基本的には割り込みを使うことは考えていません。
ＰＩＣＵＳＢＩＯ用ＢＡＳＩＣインタプリタはＵＳＢホスト（Ｗｉｎｄｏｗｓパソコン）の側からＰＩＣに対して定期的にポーリングを行なうことでＰＩＣボードをコントロールしています。
そのタイミングを外れて割り込みが発生してもホスト（Ｗｉｎｄｏｗｓパソコン）が直ちにそれに応答することはできませんから特別の場合を除いてはＰＩＣＵＳＢＩＯボードで割り込みを使うことは無意味です。
ですから割り込みについての更なる説明とそれに続くＳｌｅｅｐ ｍｏｄｅについての説明は割愛します。
ＴＡＢＬＥ１０−１はＴｉｍｅｒ０に関係するレジスタです。
ＴＭＲ０ＬはＴｉｍｅｒ０の下位バイトレジスタです。
ＴＭＲ０ＨはＴｉｍｅｒ０の上位バイトレジスタです。
ＩＮＴＣＯＮは割り込み制御レジスタです。
影がついているビットはＴｉｍｅｒ０では使われません。
ＰＩＣＵＳＢＩＯ用ＢＡＳＩＣインタプリタではＴｉｍｅｒ０の割り込みは使いませんがビット２のＴＭＲ０ＩＦについては後の回で説明する予定です。
Ｔ０ＣＯＮは上のほうで説明をしています。
ＴＲＩＳＣはビット７〜ビット５が関係するように記載されていますがおそらくこれはＭｉｃｒｏｃｈｉｐ社の誤記です。
ＴＲＩＳＣ（およびＰＯＲＴＣ）のビット５のみがカウンタモードで使用されます。
Ｎｏｔｅ １も誤記だと思います。
Ｎｏｔｅ １はＴｉｍｅｒ０と無関係です。
今回はＤａｔａ Ｓｈｅｅｔの内容を説明するだけで疲れてしまいました。
お読みいただくのもお疲れになったかと思います。
実際にＰＩＣＵＳＢＩＯ用ＢＡＳＩＣインタプリタで簡単なプログラムを書いてＰＩＣＵＳＢＩＯ−０３のＴｉｍｅｒ０を使ってみるのは次回にいたします。
もうほんとうに簡単なのです。
乞う。ご期待。
ＰＩＣ−ＵＳＢＩＯ ｕｓｉｎｇ ＢＡＳＩＣ［第６４回］
２０２２．９．２８ｕｐｌｏａｄ
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