第1回応用編概要

PICマイコン電子工作入門の応用編です。最初にコースの概要と製作するもの説明します。

応用編の進め方

PICマイコン電子工作入門の基礎編では、PIC12F1822を使用してタイマーを製作しました。

タイマーを製作することにより、基礎編ではPICマイコンの基本的な使い方、開発の流れを確認しました。

応用編では、基礎編の回路とプログラムをベースとして、部品を追加、プログラムを変更しながら機能を増やしていきます。

応用編では、PICマイコンが持つさまざまな機能を一通り習得することを目的としています。

そのため、タイマーにふさわしい機能を追加するというより、タイマーに無理やり機能追加して、機能の使い方を確認するという進め方になります。

ちょっと無理やり感がありますが、最後までお付き合いいただければと思います。

本来でしたら、こういうものが欲しい、という最終的な製品仕様があって、それを実現するためにどの機能使って実装していくか、という設計をすべきですよね。

応用編の進め方は、本来の設計方法とはちょっと逆なような気もしますが、あくまで機能の一通りの説明、ということでご理解ください。

また、応用編で修得する機能は、ArduinやRaspberry Pi Picoでも応用できますので、ぜひ機能の本質的な部分をご理解いただければと思います。

実装する機能

この応用編では、以下のような機能を実装していきます。

PWM
基礎編では、LEDの制御は「OFF」と「ON」だけでしたが、応用編では「PWM」という機能を使用してLEDの明るさを調整します。
基礎編で製作したタイマーは、時間になったらLEDを点灯させた状態にしました。応用編の実装としては、時間になったらLEDをスムーズに点滅させるようにしてみます。
ADコンバータ
基礎編で製作したタイマーは、スタートスイッチしかありませんでしたが、設定時間を増減できるスイッチがあると便利ですよね。ただ、PIC12F1822はピン数が少ないため、簡単にスイッチの数を増やすことはできません。
そこで、1つのピンに2個のスイッチを接続して、押されたスイッチに応じて電圧が異なるようにしてみます。PIC12F1822の「ADコンバータ」という機能を使用して、スイッチの状態応じた電圧を読み取ることによりどのスイッチが押されたかを判定し、設定時間の増減をしてみます。
EEPROM
設定時間を変更できるようになると、その時間を保存しておきたいですよね。せっかく設定時間を変更しても電源をOFFにしたらデフォルトの設定時間に戻る、となると、おそらくクレームがくると思います。
そこで「EEPROM」という、電源をOFFにしても消去されないメモリに設定時間を保存する機能を追加します。
外部割込み処理
タイマーをスタートさせた後、何かの理由でタイマーを最初からカウントさせたい場合があるかもしれませんよね。
基礎編で製作したタイマープログラムの場合、タイマー時間計測中はLEDを50ms点灯させて、950ms消灯していました。この時間調整は__delay_msという関数を使用して、例えば950msであれば__delay_ms(950)というプログラムで時間待ちをしていました。
ところで、この__delay_ms(950)実行中の待ち時間は何もできません。つまりこの間のスイッチ状態は検知できないため、例えば__delay_ms(950)の0.95秒に間にスイッチが押された場合は検知できないことになります。
そこで「外部割り込み処理」という機能を使用して、「スイッチが押された」などの外部状態変化があった時に、今実行しているプログラムによらずに強制的に指定した処理を実行するように変更します。
タッチセンサー(mTouch)
応用編の仕上げとして、タッチセンサーの実装をしてみます。
最近はスマホでタッチ操作ばかりするようになったためか、スマホに限らずどの製品もとりあえずタッチすれば反応するのではないか、と思うようになってしまいました。本や雑誌を読んでいても、図などか見えづらい場合は思わずピンチアウトして拡大できるのではないかと思うようになりましたので、かなり重症ではないかと思っています。
このように、世の中タッチ操作が当たり前、というような風潮になっているせいか、最近のPICマイコンもタッチセンサー機能を実装するものが増えてきました。PIC12F1822もタッチセンサー機能がありますので、応用編の仕上げとして、タイマーの開始ボタンをタッチセンサーにしてみます。
なお、PICマイコンのタッチセンサー機能は「mTouch」と呼ばれています。