「作りながら学ぶPICマイコン入門」の読者の方から、回路図からユニバーサル基板を作成する場合、電源の記述もなく、回路図からどうやって部品を組み付けるか、どうやって配線を引き回してよいのかわからないとのご指摘がありました。実際、一般の回路図には電源ラインやグラウンドのラインの詳細な引き回しの記述がなく、初めて回路図からユニバーサル基板を作成する場合、戸惑うのが自然です。
「作りながら学ぶPICマイコン入門」を、「1-2はんだ付けの経験がなくても興味ある方なら誰でも作れるようになる」をより進めるために、回路図から各テスト基板作成の説明を行います。
前回に引き続き、テスト・ボード01について補足説明します。本文と照らし合わせてテスト・ボード01の作成に役立ててください。
テスト基板01の前回説明した電源スイッチと通電をモニタするLED以外を次に示します。
テスト基板01で稼動しないとのお問い合わせがあり、確認したところはんだ付けに少し問題がありました。気付いたことをまとめて、はんだ付け初心者の方の参考とさせていただきます。
はじめに
「作りながら学ぶPICマイコン入門」2005年5月に発売してから多くの方々から支援を得ながら改定を重ねてきました。本書の発売当時と状況が変わった事項も生じています。フォローとして次のようなことをここで説明確認する予定です。
マイクロチップダイレクトからPICKit3を入手
昨年アナウンスがあったPICKit3が、やっとMicrochipDIRECTから購入できるようになりました。早速ホームページから、MicrochipDIRECTのページに移り、VISAカードで決済し、注文してから4日で到着しました。
VistaでのMPLAB 8.20のインストール時のエラー
Windows XPの環境で、デフォルトの設定（コンプリート）のままインストールして、指示に従って応答するだけで特に問題なくインストールできます。基本的な流れは「作りながら学ぶPICマイコン入門」で示した流れと大きな違いはなくインストールが完了します。
Windows Vistaでのインストール
Windows Vistaの環境では、システム・アドミニストレータの権限でログオンしているにもかかわらず、途中で、システム・アドミニストレータの権限でログオンしてインストールするように、との警告が出て途中でインストールが停止してしまいます。
この警告を避けてインストールするために、インストール・プログラムの実行時に管理者としてインストールすると明示しました。
インストーラ実行時に管理者であることを明示
MPLAB IDEのプログラムは、CD-ROMのMPLABのフォルダにあります。このフォルダの中のInstall_MPLAB_v820.exeをマウスの右ボタンでクリックし、次に示すように「管理者として実行」を選択クリックしてインストーラを起動します。
PICkit3でプログラムを書き込む
PICkit3が入手でき、PICkit3対応のMPLAB8.20がインストールできました。まず、ブレッドボード上のテスト・ボード01にプログラムを書き込み、LEDを点滅させてみます。
書き込むプログラムは、「作りながら学ぶPICマイコン入門」の第5章のリスト5-1に示した最初のサンプル・プログラムです。
サンプル・プログラムをMPLAB IDEで作ります
メニューバーのProject＞Project Wizard…を選択してプロジェクトウィザードを開始します。プロジェクト・ウィザードが開始されると次に示す開始ウィンドウが表示されます。このWelcome！のウィンドウを確認して、次に進みます。
PICkit3でプログラムを書き込む（2）
作りながら学ぶPICマイコン入門で最初にテストするテスト・ボード01をブレッドボードに再現しました。本文のp.80の図4-9と照合しながら、ブレッドボード上に配線してください。
PIC16F88に書き込む
「作りながら学ぶPICマイコン入門」では、機能がフル装備されているPIC16F877を中心に説明しています。この説明を基に、ほかの20ピン以下のPICでテスト・ボード01を作成し、リスト5-1を動かしてみます。PICのチップが変わった場合のプログラムの変更の有無を確認し、変更が必要ならどのように変更するか確認します。
PIC16F88 のDIPタイプのピン配置を確認します。PIC16F88のDIPタイプは18ピンで、次のようなピン配置になります。
MPLAB IDE V8.3
MPLAB IDEがV.8.2からV8.3に変わっていました。早速バージョンアップを行いました。いつもと同じようにとくに問題なくバージョンアップが完了しました。このバージョンアップでは、サポート・デバイスの追加のほかにPICkit3がPIC32をサポートするようになったようです。PIC16Fシリーズを対象としている事項ではめだった項目は見つかりませんでした。
PICkit3またはPICkit2の接続ポートを用意
テスト・ボード01をPIC16F88用に変更した回路に、PICkit用の接続ポートを6ピンのピン・ヘッダで用意しました。
アセンブル時のエラー
コンフィギュレーション・ビットの設定をPIC16F877Aと同じにするものとしていますので、__CONFIGの設定を変更しないでアセンブルした結果、次のようにいくつかの定数が未定義となりました。
PICkit3でデバッグ
前回作成した、PIC16F88テスト回路の動作確認を、MPLAB IDE 8.30とPICkit3で行います。しかし、PIC16F88は18ピンとピン数が少なく、プログラムのためのデータ・ピン（PGD）とクロック・ピン（PGC）がディジタルI/Oピンと共用しています。そのため、より単純な、最初に作成したPIC16F877A(40ピン）のテスト・ボード01を用いてデバッグの動作確認を行います。その後でPIC16F88でのデバッグを行います。
PICkit3で実機によるオンライン・デバッグ
ブレッドボードとPICkit3をケーブルでつなぎ、PCとはUSBケーブルで接続します。ブレッドボードには5Vの電源を接続してありますので、PICkit3からの電源の供給は必要ありません。
ポートAの初期化の設定
PICのポートAは、A-Dコンバータに割り当てられています。デフォルト時の設定はポートAの全ビットがA-Dコンバータに設定されています。そのため、ポートAをディジタル入力として利用するためには、
必要があります。
アセンブラの代わりにCで動かしてみる
ブレッドボードとPICkit3でPICの動作確認が容易になるのが確認できました。
もう一つ厄介なことが残っていました。アセンブラでプログラムを書く場合、計算の処理などが必要になると手に負えなくなります。温度センサからのデータを入力しても多くの場合何らかの演算が必要になります。Arduinoを使ってみて高級言語を使った場合の手軽さを多いに実感していました。
MicrochipでPIC10/12/16用のCコンパイラ
2009年7月9日からHI-TECH C PRO for the PIC10/12/16 MCU Family compilerがダウンロードできるようになりました。製品の価格は、Microchip Directの販売価格が495＄となっていました。
フルセットを45日間使用できる試用版のほかにフリーのlite版も用意されています。しばらくはフリーのLite版を使用することとします。
LED点滅のプログラム
PICのハードウェアの仕組みを理解して、仕組みに従ってアセンブラのプログラムを組む場合、関連するレジスタを拾い上げ、それらすべてに必要な設定を行うのが当たり前になっています。
しかも、それらのレジスタの設定は基本的にはmov命令を利用して、PICの仕組みそのものをなぞってプログラムの作成するので、あまり頭を悩ますことはありません。けれども、PICの動作の仕組みを調べるための労力と細かい手順をすべてをひとつひとつ記入しなければならず、その作業は面倒ですし、ミスも犯しやすくなります。
C言語を用いることによって、開発の労力は軽減されるでしょうか。
個々のデバイスの設定について対応する方法
PICマイコンの基本的なアーキテクチャは共通ですが、デバイスによって利用できる機能も異なります。そのため、C言語でプログラムを記述するためにも、それぞれのデバイスに応じたヘッダ・ファイルが用意されています。
標準のヘッダ・ファイルの格納場所
これら標準で用意された各ヘッダ・ファイルは、次に示すようにProgram Files\HI-TECH Software\PICC\PRO\9.65￥includeのフォルダに格納されています。
LED点滅のプログラムをCで作る
Quick Start Guideの中にLEDを点滅するサンプルプログラムが用意されています。このサンプルを一部修正して動かしてみます。
ポートBにLEDを接続しています。そのため次に示す本連載（11）、（12）のブレッドボードに組んだPIC16F88のテスト・ボード01がそのまま利用できます。
プロジェクトを開く
最初に、MPLAB IDEを起動して、前回作成したプロジェクトを開きます。メニューバーのProject＞Open で次の画面が表示されます。目的のプロジェクトでない場合は、目的のプロジェクトの格納されているフォルダへ移動してオープンするプロジェクトを選択します。
MPLAB IDEが8.36へバージョンアップ
MPLAB IDEが2009年8月に8.33から8.36へバージョンアップされていました。PICkit3では、このバージョンアップでデバッグのツールバーにパワーのオン/オフボタンが追加されました。このボタンを利用してPICkit3に接続されているテスト回路の電源のオン/オフができました。
MPLAB IDEが8.40にバージョンアップ
MPLABIDEの8.36ではOSのサポートOSはVistaまでで、Windows７は対象となっていませんでした。このMPLAB IDE 8.40でサポートOSにWindows7が追加されました。10月22日のWindows7発売日には入手し、Windows７上でMPLAB IDEの動作を確認する予定です。
PICkit1、PICkit2はWindows7でのサポートの記述はありませんでした。PICkit2の説明の中では、従来のOSの元では利用できますが、これから使い続けることは得策ではないというような記述がありました。
Windows7でのMPLAB IDE
Windows7を導入してMPLAB IDE8.40を動かしてみました。Windows7は今まで、MPLAB IDEなどを動かしていたPCにアップグレードでインストールしました。
PCは次のような仕様です。
CPU Core2 2.2GHz
RAM 2GB
アセンブラの代わりにCで動かしてみる（9）
HI-TECH Cのクイック・スタート・ガイドのCのサンプル・プログラムを元に、ブレッドボードのPIC16F88でLEDの点滅を行ってみました。MPLAB IDEとPICkit3でプログラムを作成し、デバッグを行い、動作の確認を行いました。
今回より、新しくプログラムを作成し、少し詳しくHI-TECH CのフリーCコンパイラ（LiteMode）の使い方を確認していきます。題材としては、「作りながら学ぶPICマイコン入門」で使用したテスト回路をPIC16F88に置き換え利用する予定です。
当面のPIC16F88のピンの割り当て
PICのピンは、次に示すように各ピン多様な機能をもっています。
アセンブラの代わりにCで動かしてみる（10）
タクト・スイッチを押したときにLEDが点灯する
PIC16F88のPORTBのビット0（RB0）に接続されたタクト・スイッチが押されたときに、PORTBのビット3に接続されたLEDが点灯するPICの回路をブレッドボード上に作成し、プログラムをHI-TECH Cで作成します。
回路は、次に示すように簡単になります。
アセンブラの代わりにCで動かしてみる（11）
タクト・スイッチを押したときにLEDが点灯する状態をデバッグ
PICkit3を使用すると、PICに実装されたプログラムをステップ動作させて、プログラムの実行状態の詳細を確認することができます。
前回作成したプログラムをそのまま利用してデバッグする方法を以下に示します。
デバッグ・モードを指定
次に示すように、Build ConfigurationでDebugを指定し、Build時にデバッグに必要な機能を盛り込むように設定します。デバッグを使用しないでプログラムを書き込む場合、Build ConfigurationでReleaseを指定します。
Debugを設定した後、このBuild Configuration の設定値を反映させるためには再ビルドが必要になります。
アセンブラの代わりにCで動かしてみる（12）
デバッグ時に利用できるものを確認してみます。メニューバーのViewをクリックして利用できるものを確認します。
Project、OUTPUT
Projectは、プロジェクトが管理している各ファイルがツリー構造で表示されます。OUTPUTは、ビルドやプログラムの書き込み、デバッグなどの進行状況、結果などが表示されます。このOUTPUTで進行状況などを確認しながら作業を進めます。この二つは通常、常時表示されています。
アセンブラの代わりにCで動かしてみる（13）
メニューバーの
Project>Open
を選択すると、次に示すように前回保存したプロジェクトが表示されます。
ブログ「PIC,78K,R8,HC(S)08/RS08,AVR,MSP430などのマイコン活用」のカテゴリ「作りながら学ぶPICマイコン入門」に投稿されたすべてのエントリーのアーカイブのページです。過去のものから新しいものへ順番に並んでいます。
前のカテゴリはWindowsで制御するPICマイコン機器です。
