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ＡＫＩ－ＰＩＣマイコン関連
ＰＩＣチップ 秋月のマイコンボードキットにはいくつかの種類があって、用途に応じて適当なものを選択することができます。 このＰＩＣマイコンは、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ社の８ビットＲＩＳＣライクプロセッサで高速な動作を行います。 また、ＲＡＭ、ＲＯＭを内蔵しているため外付け部品が少なく小型で安価なシステムを組むことができます。
ＡＫＩ－ＰＩＣプログラマーキット ＰＩＣマイコンチップを動作させるには、内蔵のメモリにプログラムを書き込まなくてはなりません。 そこで必要になるのがＲＯＭライターです。 また、プログラムを記述するアセンブラ言語とメモリーに書き込むまでのコードに変換するための道具も必要で、これら一式がＡＫＩ－ＰＩＣプログラマーキットです。
この基板では多くのＰＩＣマイコンにプログラムを書き込むことができ、標準キットでは、１８ピン、２８ピン、ＰＩＣ１６Ｆ８３マイコンモジュールなどに対応しています。 また、ソケットを追加することで、８ピンの超小型ＰＩＣマイコンや４０ピンの大きなＰＩＣマイコンにも対応することが可能です。 プログラムを書き込むためのプログラム（ＤＯＳ版）は、ＣＤ－ＲＯＭで提供され、ＤＯＳＶおよびＰＣ９８で動作させることができます。 パソコンとのインターフェースはＲＳ２３２Ｃで、キットに付属する２５ピンのコネクターとパソコンをストレートケーブル（ＭＯＤＥＭなどに接続するタイプ）で接続します。 プログラマーキットのＲＯＭライターの作成は、専用基板が付属しているので容易に行うことができます。注意する点は極性のある部品（説明書に記載されている）の基板への挿入する向きと、ソケットの向き、ジャンパー線の配線忘れです。 特に難しい点は無いと思います。 すべての配線が終了したら、もう一度配線の確認してＩＣとＲＯＭを所定のソケットに挿入します。 作成に要した時間は３～４時間程度でした。
書き込みプログラムは、圧縮ファイルになっているので適当なディレクトリーに解凍します。 Picw.exe(DOSV)とPicw98exe(PC98)の実行ファイル、説明ファイル、書き込み可能なサンプルファイル等が含まれています。 実行はＷｉｎｄｏｗｓからではなく、 ＤＯＳモード（DOS窓ではなく）で行います。 このため、一度スタートボタンから「Windowsの終了」を選択し、「MS-DOSモードで再起動する」が必要です。 再起動後、ＤＯＳのプロンプトからPicw(98).exeを起動するとＲＯＭライターソフトが起動します。 カーソルキーを使ってＲＯＭライターとの接続状態をテストしてみましょう。 ＲＯＭライター基板とＲＳ２３２Ｃの接続・設定が正しければ、正しく接続されている旨の表示があります。 実際に書き込みを行うには、２８ピンのゼロプレッシャーソケットにＰＩＣチップをセットします。 この写真は、ＰＩＣ１６Ｆ８４マイコンモジュールをセットした状態です。
このバージョンアップでは、両面スルーホール基板になり、基板上のジャンパー線は１本もありません。 基板のサイズはやや大きくなりましたが、ＲＳ２３２Ｃも基板上に載り、４０ピンのソケットも標準で付いています。 ＩＣも８，１８，２８，４０ピンがこの基板のみで書き込むことができます。 付属のソフトウェアは、秋月オリジナルの日本語アセンブラ、１６Ｆ８４シミュレータ、ＤＯＳ版およびＷＩＮ版ライターソフトです。 変更になったのはＷＩＮ版ライターソフトで、ほとんどのＰＩＣマイコンの書き込みがＷＩＮＤＯＷＳの環境から行うことができます。 また、電源もＡＣアダプターをつなぐことができるコネクタが付いており、電源の電圧設定ミスによる故障を防ぐためにも、専用ＡＣアダプターの購入をおすすめします。
ＰＩＣマイコン開発キット マザーボード ＰＩＣマイコンチップだけでは、動作確認や実験はできないので、ＰＩＣマイコン開発キットを作ります。 このキットは、専用のマザーボード、１６文字２行ＬＣＤ（液晶表示器）、ＰＩＣ１６Ｆ８４マイコンモジュールのセットです。
いくらかのユーザーが使える基板スペースがあるので、小さな回路をマザーボード上に組むことも可能です。 組立で注意することは、ジャンパー線の配線忘れです。私はＲＳ２３２Ｃコネクタ近くのジャンパー線を１本を忘れたため、この後マイコンモジュールを載せて試験したときにパソコンとの通信ができずにしばらく悩みました。 ＬＥＤの向きとソケットの向きにも注意しましょう。 組立に要した時間は、１．５時間程度でした。
ＰＩＣ１６Ｆ８４マイコンモジュール
専用基板はガラスエポキシのスルーホール基板で、しっかりとしたものです。 組立は、背の低い部品から順番に基板の裏側から半田付けします。 最後に２８ピンコネクタを基板裏面から挿入して、基板上部から半田付けします。 ２８ピンコネクタを半田付けすると部品の取り付けができなくなるので注意してください。 組立に要した時間は、４０～５０分でした。
マイコンモジュールに付属のＰＩＣ１６Ｆ８４は、ＥＥＰＲＯＭ内蔵型なので、何度でもプログラムを書き込むことができます。 購入時には、ＲＳ２３２Ｃインターフェースを使ってパソコンから文字を送り、文字コードをＩ／Ｏインターフェイスに出力するとともに、パソコンに送り返して来るプログラムが書き込み済みです。 書き込み済みのプログラムを使って動作試験を行うには、パソコンとマザーボードをストレートケーブルで接続します。 通信にはＷｉｎｄｏｗｓに付属のハイパーターミナルを使うことができます。 ハイパーターミナルの設定は、９６００ＢＰＳ、パリティーなし、１ストップビット、ＣＯＭ１へダイレクト（ＣＯＭ１が使用中であれば他へ）、の設定でＯＫです。 マザーボードに、１００ｍＡ以上の容量の５．５～１２Ｖの電源を接続します。 このプログラムではＬＣＤに文字は表示されませんが、ＶＲを右にいっぱいに回して表示が青くなることを確認してください。 また、マイコンモジュールのピンは２つともジャンパーピンで接続するのを忘れないでください。 準備ができたらハイパーターミナルから文字（アルファベット）を送るとハイパーターミナルの画面に送った文字が送り返されて表示されます。 念のため、マザーボードの電源を切って、文字が表示されないこと確認します。 また、送った文字に対応した８ビットの情報がマザーボード上の出力端子０～７にも出力されているので、テスターなどで電圧を測ると確認することができます。 マザーボードとマイコンモジュールを組み合わせた消費電力は、数ｍＡ～数十ｍＡ（出力に接続する機器に依存）なので、００６Ｐなどの９Ｖ電池でも動作させることが可能です。
ＰＩＣ７１１マイコンモジュール
写真では、紫外線消去タイプのＰＩＣ１６Ｃ７１１／ＪＷを装着しています。 紫外線消去タイプは価格が高いのですが、何度でも書き込み・消去ができます。 消去にはＲＯＭイレーサと呼ばれる装置で２０分程度紫外線を当てる必要があります。 ＰＩＣ１６Ｃ７１１は、ＰＩＣ１６Ｆ８４と同様に５＋８ビットＩ／Ｏに構成して使う以外に、Ａ／Ｄコンバータ（４ＣＨ）＋８ビットＩ／Ｏとして使うことができます。 動作試験には、ＰＩＣ１６Ｆ８４に使ったものをＰＩＣ１６Ｃ７１１用に簡単な修正を加えて行いました。
まとめ ＰＩＣマイコンは、チップ自身は数百円程度で安価なのですが、プログラムを開発したり、ＲＯＭに書き込んだりするための道具立てが必要です。 しかし、複雑な電子回路を構成することなく、プログラミングで複雑な電子回路と同様な機能を実現したり、半田鏝を使わずに機能を改良することができるなど大きなメリットがあります。 また、ＰＩＣマイコンを動作させるために最低限必要な部品は、ＰＩＣチップ、クロック用セラミック発振子、そして５Ｖの電源（安定化電源を付加しても１ＩＣ＋３コンデンサー）なので、ユニバーサル基板に組んだとしても１０００円程度で作ることができます。 このことは、配線が少なく、再現性を高めることができることを意味します。 さらに、プログラムの工夫と若干の外付け部品の追加で、いろいろな応用が可能になります。 とにかく、各キットとも無事に作製できて、 よかったです！
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ＰＩＣ１６Ｆ８４－１０／Ｐは秋月のＰＩＣマイコンの中心的なチップで、１８ピン、クロック周波数１０ＭＨｚ、１３ビットＩ／Ｏ、ＥＥＰＲＯＭ内蔵で、何度でもプログラムを書き換えることができます。
ＰＩＣ１６Ｃ７１１－２０／Ｐは、１８ピン、クロック周波数２０ＭＨｚ、１３ビットＩ／ＯまたはＡ／Ｄコンバータ（４ＣＨ）＋８ビットＩ／Ｏで、ワンタイム版（一度の書き込みのみ）となります。
ＰＩＣ１６Ｃ７１１／ＪＷは、ＰＩＣ１６Ｃ７１１－２０／Ｐと機能は同じですが、中央に透明な窓があり、紫外線によって書き込まれたプログラムを消去することができるので、何回も書き替えが可能です。 このタイプでプログラムの開発や試験を行い、最終的にワンタイム版にプログラムを書き込みます。
こちらは超小型ＰＩＣマイコンの１２Ｃ５０９／Ｐです。 ８ピン、クロック周波数４ＭＨｚ、５＋１ビットＩ／Ｏで、ワンタイム版（一度の書き込みのみ）となります。 同じ機能で、紫外線消去タイプのものもあります。
このキットは、プログラム書き込みプログラムが入ったＲＯＭ、書き込み制御回路、パソコンとの通信を行うためのＲＳ２３２Ｃインターフェイス、２８ピンのゼロプレッシャーソケット等から構成され、専用の基板と安定化電源回路が含まれています。
組あがったＲＯＭライターとパソコンをＲＳ２３２Ｃケーブルで接続し、３００ｍＡ以上の容量がある１５Ｖの電源を接続します。
ＲＯＭライターのニューバージョンが出ました。 私が購入したものは、前のバージョンを持っている方を対象としたお引っ越しキットといわれるもので、台数限定版です。 このキットでは必要なＩＣを前のバージョンのものから外して引っ越しする形になっています。 もちろんフルキットもあります。
専用のマザーボードには、マイコンモジュールを載せるための２８ピンコネクタ、１６文字２行ＬＣＤ、パソコン接続用ＲＳ２３２Ｃの９ピンコネクタ、ＬＣＤ輝度調整用ＶＲ、Ｉ／Ｏ動作テスト用ＳＷとＬＥＤ（発光ダイオード）が載っています。
マイコンモジュールは、専用基板にＰＩＣ１６Ｆ８４チップ（ＡＫＩＰＩＣ１８のピンクのシールがはってあるもの）、シリアルインターフェース（ＭＡＸ２３２ＣＰＥ）、５Ｖの３端子安定化電源ＩＣ、クロック用セラミック発振素子（一番大きな水色の部品）、ダイオード２、抵抗１、コンデンサ７、マザーボードに載せるための２８ピンコネクタ（基板の下側）からなっています。
組あがったマイコンモジュールをマザーボードにセットしたところです。 マザーボードには、マイコンモジュールとＬＣＤおよびＲＳ２３２Ｃへの配線がおこなわれているので、実験に必要な配線は付属のプッシュＳＷや表示用ＬＥＤとマイコンモジュール出力とのジャンパーのみです。 写真では配線していませんが、接続点はマザーボードにある白い丸のある部分になります。
秋月からはＰＩＣ１６Ｆ８４チップを使ったマイコンモジュールのほかに、ＰＩＣ１６Ｃ７１１を載せたモジュールも販売されています。 違いはＰＩＣチップ、クロック用のセラミック発振子が２０ＭＨｚ、１８ピンのＩＣソケットが付属していることです。 ＩＣソケットが付属しているのは、先にもふれたようにＰＩＣ１６Ｃ７１１は一度しか書き込みができないこと、ＲＯＭ書き込み時にはＰＩＣチップを直接ＲＯＭライターのソケットに装着する必要があるからです。