ＰＩＣから始めよう、遊ぼう、楽しもう、ＰＩＣキットの構築

　周辺モジュールＡ群 製作編その１

ＰＩＣキット　周辺モジュールの製作

周辺モジュールと言っても、簡単なものばかりで、製作にてこずる事はありません。
と言うより、笑っちゃう様な物ばかりです・・・

まずは出力装置である、７セグメントＬＥＤ表示器を作ります。
これが無いと、ＰＩＣが何をやっているのか分からず、つまんないです
各モジュールの使用方法は「ＰＩＣキットの遊び方」で紹介していく予定です。

ＮＯ－００３　ＭＡＸ２７１９　８桁７セグＬＥＤモジュール（ＳＰＩ接続）

これは製作しません、買った方が簡単ですし、結構安価に販売されています。
当局はＡｉｔｅｎｄｏで購入、ついでに安価なクリスタル（8MHZ、12.8MHZ等）買いました。
購入してそのままモジュールとして使用します。
接続コードの応力で転がってしまうので、板等に固定した方が扱い易いかな・・・
接続は、ＶＤＤ、ＧＮＤ、ＣＬＫ、ＬＡＴ、ＤＡＴの５ピンです。
これ専用の５ピン接続コードがあると良いです。
それは、このモジュール側は５ピン、反対側は３ピンのＳＰＩ用と２ピンの電源用とに
分かれているのが良いです。
もちろん、２ピン電源用と３ピンＳＰＩと、別コードでもＯＫです。
制御プログラムは基本プログラムに存在します。
詳細は、基本プログラム・ソースファイルを参照して下さい

ＮＯ－００４　モジュール間接続コード

ピンソケットと配線コードで作ります。
２，３，４，５、６ピンの各種ケーブルを製作します。
と言うか、実験している内に必要に迫られて、だんだんと増えてきます
簡単に製作できるので、暇な時に各種作っておくと便利です。
６ピンケーブルは、ＩＣＳＰケーブルとしてＰｉｃＫｉｔ３との接続用としても使用します。
この場合、片方はピンヘッダとなります。
当局は両端ピンソケットの片方側に「両端ロングピンヘッダ」を差し込んで使用してます。

ＮＯ－００５　電源分配モジュール

各種モジュールを接続すると、電源ピンが不足してきます。
そのために、５Ｖ安定化電源から、このモジュールで分配します。
何の事も無い簡単な回路ですが、無いと意外と困ります。

ＮＯ－００６　８ＭＨＺ水晶発振モジュール

秋月で売っている１６ホール両面基板を２枚連続で使用します。
水晶と固定コンデンサ１個、トリマコンデンサ１個で構成されています。
ＣＰＵモジュールにそのまま差し込んで使用するように作っています。
これはシステムクロック生成用で、正確かつ安定した発振をします。
また、トリマで周波数を微調整を可能です。
４ＸＰＬＬ使用で、３２ＭＨＺ駆動となります。
これが無くともＰＩＣは最高３２ＭＨＺクロックを、低精度ですが内部で生成できます。
その場合、ＲＡ４，ＲＡ５はＩ／Ｏとして使用可能です。

ＮＯ－００７　３２．７６８ＫＨＺ水晶発振モジュール

タイマ１用の時計用水晶発振子です。
NO-006と同じピン使用ですので共存できません。
システムクロックとは別個に動作するので、便利
ただし、システムクロックは内部発振となります。

ＮＯ－００８　ボリウムモジュール

５ＫΩボリウムとＬＥＤと、トグルスイッチが付いています。

ＶＤＤライン、ＧＮＤ、そして、ＡＤＣ入力、スイッチ入力の２＋２ピンとなります。
ＬＥＤで減圧しますので、ＶＦの大きいＬＥＤはＮＧです。
当局使用のＬＥＤのＶＦは１．７Ｖ～１，８Ｖ位です。
よってプルアップ電圧は３，３Ｖとなり、ちゃんと「Ｈ」と認識します。
ＶＤＤ＝３．３Ｖの場合、ＬＥＤに抵抗を並列接続すれば使用できますが、光りません。

用途はＡＤＣで使用する事を想定しています。
ただし、普通のボリウムですので、せいぜい８ｂｉｔの解像度が操作性の限界と思います。
当局は７～８ｂｉｔの解像度でのＡＤＣ取込みで使用しています。

ＮＯ－００９　４ｂｉｔスイッチモジュール

スイッチモジュールと言いながら、実際にスイッチとして使用しているのは、
コストダウンのためピンヘッダを使用したジャンパピンそのものです。
これにショートさせたピンソケット（ジャンパピン）を差し込んでスイッチ代わりにします。
ジャンパピンは自分で作っても良いですし、秋月でも安価に売っています。
まさに当局らしい、アマチュア品ですね。
回路の抵抗値は５ＫΩ～２２ＫΩなら何でもＯＫです。
このモジュールのもう一つの用途は、プルアップです。
ＰＩＣを入力モードにしている場合、端子解放では入力値は変動しかなり不安定となります。
これを一意に安定化させるために、プルアップやプルダウンを行います。
出力モードでの端子解放・放置はＰＩＣ破壊のリスクがあります。
この辺は、回路図には反映されてない場合がありますが、注意事項です。

ＮＯ－０１０　４ｂｉｔタクトスイッチモジュール

秋月で購入した、安価なタクトスイッチを使用しています。
上記ＮＯ－００９と回路図はほぼ同じになります。

ＮＯ－０１１　ロータリーエンコーダ（ＲＥ）モジュール

ＰＩＣのＩ／Ｏを２ポートを使用します。
入力は、ＶＤＤ、ＲＥＡ、ＲＥＢ、ＧＮＤの４ピンとなります。
ＲＥはクリックタイプとノンクリックタイプがあり、用途に応じて使い分けます。
１パルスずつ使用するには、ノンクリックタイプの方が使い勝手が良いです。
１パルスを抽出するには、ハードウエアで行うか、ソフトウエアで行うかですが、
ここではソフトウエアで行います。

（１）ロータリーエンコーダ　入力パルス処理ルーチン
　　　ＲＥはＰＩＣ側からは、２つのメカニカルスイッチがＯＮ－ＯＦＦしてる様に見えます。
　　　そのON-OFFタイミング（位相差）で、１パルスのみならず回転方向を認知できます。
　　　ＲＥはＰＩＣの速度に対して大変遅い動作なので、割込み等で長時間（数ｍｓ以上）
　　　放置しない限り、パルスの取りこぼしは、あまり起こらないです。
　　　メインループの中で、このルーチンを呼び出し続けるのが基本的使用方法です。

　１）３２ｂｉｔアップダウンカウントルーチン
　　　右回転でアップカウント、左回転でダウンカウントします。
　　　動作詳細はソースファイルを参照して下さい。
　　ａ）引数
　　　　基本的に下記の変数は、最初に初期値を設定するのみです。
　　　　通常、呼び出して、戻り値を読むだけ
　　　　ＦＤＡ０～ＦＤＡ３：３２ｂｉｔアップダウンカウンタ
　　　　ＲＥＳＰ０～ＲＥＳＰ２：２４ｂｉｔカウントステップ
　　　　ＲＥＤＡＴ：保存ビットデータ
　　ｂ）戻り値
　　　　ＦＤＡ０～ＦＤＡ３の３２ｂｉｔ
　　ｃ）結果フラグ
　　　　Ｗｒｅｇ＝０：状態変化無
　　　　Ｗｒｅｇ＝１：状態変化有
　　ｅ）呼び出し方法
　　　　ＣＡＬＬ　ＲＥ＿ＤＡＴＡ

　２）入力ポート
　　　デジタル入力の設定とし、２ポート使用します。
　　ａ）ポート初期設定
　　　　ＴＲＩＳx＝１（入力設定）、ＡＮＳＥＬx＝０（デジタル設定）
　　ｂ）変数初期設定
　　　　ＦＤＡ(x)：スタート時の表示値で、正の整数値を指定
　　　　　　　　　ここから指定ステップでアップダウンします。
　　　　ＲＥＳＰ(x)：ＲＥの１カウントで変化する数値を指定
　　　　　　　　　　　この指定ステップ数でＦＤＡ(x)が変化します
　　　　ＲＥＤＡＴ：クリア（＝０）しておきます
　　ｃ）使用方法
　　　　メインループ内でひたすら呼び出します。
　　　　ＲＥが回転・カウントした場合、Ｗｒｅｇ＝１となって戻ってきます。
　　　　ＦＤＡ（ｘ）はＲＥＡＳＰ(x)で指定したステップで、１カウント分Ｕ／Ｄしています。

ＮＯ－０１２　ＡＱＭ１６０２ＸＡ　１６桁２行ＬＣＤ表示モジュール（Ｉ2Ｃ接続）

秋月で売っている、安価なシリアル接続の１６桁２行液晶モジュールです。
これも製作はしません、そのまま使用します。
場合によっては、簡単な自立スタンド等に装着するのも良いかと思います。

AQM1602のマニュアルでは３．３Ｖが標準使用電圧のようですが・・・
ＣＰＵモジュールに直接接続するため、電源電圧は５Ｖを想定しています。
もちろん、PICもAQM1602も３．３ｖでも普通に動作します。
ただし、AQM1602初期設定ルーチンの変更が必要です。
バックライトや文字発光がないので、見づらいですが、電力消費がわずかです。
実験・試作用としては十分ですし、電池駆動の機器に使用する場合は有効です。
この手の液晶は、英文字・カナ等表示できる文字種や表示文字数も多く、便利です。
ＰＩＣ電源電圧が５Ｖでも３．３Ｖでも直接駆動可能で、ハードウエア的にも使い易いです。
他の同様な液晶を使用するにしても、制御ルーチンは概ね同じなのも良い点です。


アッセンブラ制御プログラム（Ｖｅｒ１．０）
ＰＩＣ内臓モジュールである、ＭＳＳＰ（Ｉ２Ｃ）を使用します
（１）使用変数
　１）　ＤＳＰ＿ＡＤＲ　：　８０Ｈ～８ＦＨ、Ｃ０Ｈ～ＣＦＨ
　　　　表示位置アドレスを指定します
　　　　１行目の最左側位置は８０Ｈで、最右側位置は８ＦＨとなります。
　　　　２行目の最左側位置はＣ０Ｈで、最右側位置はＣＦＨとなります。
　２）　ＭＳＡＤｘ　：　文字列格納アドレス
　　　　MSAD0は格納アドレス下位8ビット、MSAD1は上位8ビット
　　　　文字列最後にエンドコード00Hが必要です。

（２）主要サブルーチン
　１）　ＷＲＴＤ　：Ｗレジスタのデータを送信
　２）　ＷＲＴＣ　：ＷレジスタのLCDコマンドを送信
　３）　ＰＵＴＷ　：　Wレジスタの文字コードをDSP_ADRで指定した位置に表示する
　４）　ＰＵＴＬ　：　MSADxで指定されたアドレスの連続文字データをLCDに表示、
　　　　　　　　　　表示位置開始位置はDSP_ADRで指定
　５）　ＰＵＴＬ１　：　MSADxで指定されたアドレスの連続文字データをLCD１行目に表示
　　　　　　　　　　　表示開始位置指定はできず、必ず先頭（最左側）から表示
　６）　ＰＵＴＬ２　：　MSADxで指定されたアドレスの連続文字データをLCD２行目に表示
　　　　　　　　　　　表示開始位置指定はできず、必ず先頭（最左側）から表示
　７）　ＣＬＲＬＣＤ　：　全画面を消去
　８）　ＩＮＩＴ３＿ＬＣＤ　：　AQM1602を初期設定します
　　　　　　　　　　　　　　VDD=3V、２行表示の普通文字です
　９）　ＩＮＩＴ５＿ＬＣＤ　：　AQM1602を初期設定します
　　　　　　　　　　　　　　VDD=5V、2行表示

ＸＣ８による制御関数群
ＰＩＣ内臓モジュールＭＳＳＰを使用しますので、MSSP制御関数群も必要です。

（１）ＡＱＭ１６０２制御関数群

　１）　ＡＱＭ＿ＩＮＩＴ５(void)、ＡＱＭ＿ＩＮＩＴ３(void)
　　　　VDDが5Vと3.3Vの場合のLCDのイニシャライズを行います
　　　　AQM_INIT5がVDD=5V用、AQM_INIT3がVDD=3.3V用となっています
　　　　引数：無
　　　　返値：無

　２）　ＡＱＭ＿ＣＭＤ(unsigned char)
　　　　LCDコマンドを送信します
　　　　引数：8bitのLCDコマンド
　　　　返値：無

　３）　ＡＱＭ＿ＷＲＴＤ(unsigned char)
　　　　LCDデータ(文字コード)を送信・表示します
　　　　事前に表示開始位置アドレスを送信しておく事が必要です
　　　　連続送信しても表示位置はLCD側が自動インクリメントします
　　　　printf()等で使用する低レベル関数はこれを指定します
　　　　引数：8bitのLCDデータ
　　　　返値：無

　４）　ＡＱＭ＿ＰＵＴＣ(unsigned char1，unsigned char2）
　　　　指定の表示位置に１文字を表示します
　　　　引数１：文字コード1バイト
　　　　引数２：表示位置アドレス1バイト
　　　　返値：無

　５）　ＡＱＭ＿ＰＵＴＬ(unsigned char1配列，unsigned char2)
　　　　指定の表示位置から文字列を表示します（最大32文字）
　　　　引数１：文字列格納配列アドレス
　　　　引数２：表示開始位置アドレス
　　　　返値：無

　６）　ＡＱＭ＿ＰＵＴＬ１(unsigned char配列)
　　　　LCD１行目の最左側から文字列を表示(最大１６文字)
　　　　引数：文字列格納配列アドレス
　　　　返値：無

　７）　ＡＱＭ＿ＰＵＴＬ２(unsigned char配列)
　　　　LCD２行目の最左側から文字列を表示(最大１６文字)
　　　　引数：文字列格納配列アドレス
　　　　返値：無

　８）　ＡＱＭ＿ＣＬＲＬＣＤ(void)
　　　　LCDの表示をクリア
　　　　引数：無
　　　　返値：無

ＮＯ－０１３　ＳＣ１６０２ＢＳＬＢ　１６桁２行ＬＣＤ表示モジュール

５Ｖ動作のパラレル接続ＬＣＤモジュールです。
ＳＣ１６０２Ｄも同様に使用できます。
表示文字数が多いので、７セグＬＥＤより多彩な表現が可能です。
制御に最低７ピン使用するので、14ピンPICでは空きピンが少なくなり苦しくなります。
また、コントラスト用ボリウムが必要で、ＣＰＵ基板との相性が悪いです。
よって、コントラスト調整ボリウムを乗っけた、中継基板を使用します。
バックライトがありますので、ＮＯ－１２：ＡＱＭ１６０２より見易いです。

画像を見ると一目で解りますが、
配線数が多く、引き回しが面倒
Ｉ／Ｏポートも多く使うので、ピン数の多いＰＩＣが必要
制御プログラムは簡単
ＬＣＤ価格は安価
中継基板を使うなんてナンセンス
以上もろもろより、ＰＩＣキットの様な構成に使うのは難がある
これはモジュール化する意味は無いと思われます。

結局、このＬＣＤはＮＯ－０１４ＬＣＤモジュールの部品として使用する事になり、
中継基板はジャンク箱行
この番号は別物に変更するかもしれません。