マイコン(PIC)
PICモールス練習機

 

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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_16f84.jpg 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。

Aki_pic_16c711.jpg 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。

Aki_pic_16c711jw.jpg 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。

Aki_pic_12c509.jpg 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。

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。

Aki_pic_rom_writer.jpg 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。

 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。

Aki_pic_rom_writer_set.jpg 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。

 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。

Aki_pic_rom_writer2.jpg (31451 バイト) 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。

 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。

Aki_pic_mother_board.jpg 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。

 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

Aki_pic_16f84_module.jpg 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。

 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。


マザーボード + マイコンモジュール

Aki_pic_mother_board_set.jpg 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。

 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

Aki_pic_16c711_module.jpg 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。

 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!