浜松マイコン工房 ニュース

今回は、Microchip社の8ピンマイコン・PIC12F629でエレキー（アマチュア無線用）を作ってみました。
エレキープロジェクト第9ステージとなりました。

PIC12F629は、秋月電子さんでは80円で販売されている8ピンマイコンです。
前回紹介したPIC12F675に対してA/Dコンバータを内蔵していない分、50円ほど安く入手できます。

Webサイト上では、A/Dコンバータなしでの速度調整の解決策として

　・CRの充放電回路を外付けして閾値までの時間計測
　・ロータリーエンコード（約150円）を使用

などの方法が紹介されていますが、それぞれ

　・ソフトウエアが若干ですが複雑になる
　・可変抵抗に比べて値段が高い（今回の場合、マイコンより高くなる）

などのデメリットがあります。

今回は、内臓コンパレータを使用して速度調整することにしました。
内臓コンパレータのリファレンス電圧を可変して、擬似的なA/Dコンバータとします。
分解能は16段階（４bit）ですが、おそらく実用的レベルと思われます。

ソースコードでは、下記処理にあたります。

void volume() {
    if ((CMCON & 0x40) == 0x00) {
        ADCData = CntComp;
        ADCData += MAX_SPEED;
        CntComp = 0x0F;
    }
    else {
        CntComp --;
        if (CntComp == 0xFF)    CntComp = 0x0F;        // 0V～3.3V
    }
    VRCON &= ~0x0F;
    VRCON |= CntComp;
}

タイマイベントごとに、コンパレータのリファレンス電圧を1ビット-1して
次のイベント時に比較します。
理由は、リファレンス電圧可変時に最大10usec待ち時間が必要なため
次の周期まで比較処理を引き伸ばします。

その他、基本的な仕様、開発環境等は以前の記事「PIC12F675でエレキー」をご参照ください。

ポート配置と配線はこちらです。

LED出力　　　　　→ GP5（負論理）
Buzzer出力　　　→ GP4（Trバッファ付き）
Dot入力　　　　　→ GP0（内部プルアップ抵抗）
Dash入力　　　　→ GP2（内部プルアップ抵抗）
速度調整　　　　　→ GP1（VRコンパレータ入力）

回路図は下記の通りシンプルです。

VRと直列についている抵抗10ｋΩは、コンパレータの内部抵抗比に合わせています。
VRの値の半分の値の抵抗値を接続してください。

ソフトウエア機能としては下記を使用しています。

コンパレータ（-入力 + 内部リファレンス）
タイマ(0)割り込み
ポートの入出力/内臓プルアップ機能

PIC12F629のデータシート（英文）はこちら
　http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/41190c.pdf

動作の様子はこちら
（16段階でも違和感はなさそうです。）



PIC12F675同様、SDCC環境でコンパイルしました。
コンパイル時のパラメータは下記です。
(pic12f629_elekey.c はソースファイル名)

> sdcc -V -c -mpic14 -p12f629 pic12f629_elekey.c
> gplink -I"c:\program files\SDCC\lib\pic" -w -r -o pic12f629_elekey pic12f629_elekey.o libsdcc.lib pic12f629.lib

ソースコードはこちらです。

#include <sdcc-lib.h>
#include <pic12f629.h>

//----------------------------------------------------------------------------
//    Define Code Parameter
//----------------------------------------------------------------------------
#define    PARA_ALL_OFF    0x00
#define    PARA_DOT_ON        0x01
#define    PARA_DOT_OFF    0x02
#define    PARA_DASH_ON    0x03
#define    PARA_DASH_OFF    0x04

#define    LIMIT_VALUE        0x03            // チャタリングフィルタ用

#define    MAX_SPEED        5
#define    MIN_SPEED        15


//----------------------------------------------------------------------------
//    Define User Memory
//----------------------------------------------------------------------------
unsigned int    ParaTime;
unsigned int    ADCData;

unsigned char    ParaCode;
unsigned char    CntDotOn;
unsigned char    CntDashOn;

unsigned char    CntComp;


//--------------------------------------------------------------------
//         Configuration Bits (pic12f629.h 内で定義)
//--------------------------------------------------------------------
//    _CPD_ON / _CPD_OFF                        : Data Code Protection
//    _CP_ON / _CP_OFF                        : Code Protection
//    _BODEN_ON / _BODEN_OFF                    : Brown-out(低電圧) Detect Enable
//    _MCLRE_ON / _MCLRE_OFF                    : GP3/MCLR pin function select
//    _PWRTE_OFF / _PWRTE_ON                    : Power-up Timer Enable
//    _WDT_ON / _WDT_OFF                        : WatchDogタイマ設定
//    _LP_OSC / _XT_OSC / _HS_OSC / _EC_OSC    : 200kHz以下外部/4MHz以下外部/4MHz以上外部/内部RC
//    _INTRC_OSC_NOCLKOUT / _INTRC_OSC_CLKOUT    : INTOSC oscillator: CLKOUT function
//    _EXTRC_OSC_NOCLKOUT / _EXTRC_OSC_CLKOUT    : EC: I/O function
//--------------------------------------------------------------------

int at 0x2007 __config = _CP_OFF & _CPD_OFF & _BODEN_OFF & _MCLRE_OFF & _WDT_OFF & _PWRTE_ON & _INTRC_OSC_NOCLKOUT;


//----------------------------------------------------------------------------
// 初期化
//----------------------------------------------------------------------------
void Init() {
    CMCON = 0x04;            // コンパレータ使用
    VRCON = 0xA0;            // powered on / Low range

    TRISIO = 0x0F;            // GP0～3:Input ,GP4～5:Output
    WPU = 0x0D;                // GP0/2/3 キー入力端子はプルアップ抵抗
    GPIO = 0x00;

    //OPTION_REG = 0x81;    // プリスケーラ: TMR0/4     0.256*4msec
    OPTION_REG = 0x03;        // プルアップ許可、プリスケーラ:TMR0/16(0.256*16msec)
    TMR0 = 0x00;
    T0IE = 1;                // TMR0割り込み許可
}

//----------------------------------------------------------------------------
// ボリューム電圧値(コンパレータ使用)
//----------------------------------------------------------------------------
//    bit 7 VREN: CVREF Enable bit
//        1 = CVREF circuit powered on
//        0 = CVREF circuit powered down, no IDD drain
//    bit 6 Unimplemented: Read as '0'
//    bit 5 VRR: CVREF Range Selection bit
//        1 = Low range
//        0 = High range
//    bit 4 Unimplemented: Read as '0'
//    bit 3-0 VR3:VR0: CVREF value selection 0 d" VR [3:0] d" 15
//        When VRR = 1: CVREF = (VR3:VR0 / 24) * VDD
//        When VRR = 0: CVREF = VDD/4 + (VR3:VR0 / 32) * VDD
//        Settling Time 10μs(MAX)
//----------------------------------------------------------------------------
void volume() {
    if ((CMCON & 0x40) == 0x00) {
        ADCData = CntComp;
        ADCData += MAX_SPEED;
        CntComp = 0x0F;
    }
    else {
        CntComp --;
        if (CntComp == 0xFF)    CntComp = 0x0F;        // 0V～3.3V
    }
    VRCON &= ~0x0F;
    VRCON |= CntComp;
}

//----------------------------------------------------------------------------
//    LEDを点灯する処理
//----------------------------------------------------------------------------
void LED_ON() {
    GPIO &= ~0x20;
}

//----------------------------------------------------------------------------
//    LEDを消灯する処理
//----------------------------------------------------------------------------
void LED_OFF() {
    GPIO |= 0x20;
}

//----------------------------------------------------------------------------
//    Buzzer On する処理
//----------------------------------------------------------------------------
void BUZZER_ON() {
    GPIO |= 0x10;
}

//----------------------------------------------------------------------------
//    Buzzer Off する処理
//----------------------------------------------------------------------------
void BUZZER_OFF() {
    GPIO &= ~0x10;
}

//----------------------------------------------------------------------------
//    Dotポートチェック
//----------------------------------------------------------------------------
char ChkDotPort() {
    if ((GPIO & 0x01) == 0)    return 1;
    return 0;
}

//----------------------------------------------------------------------------
//    Dashポートチェック
//----------------------------------------------------------------------------
char ChkDashPort() {
    if ((GPIO & 0x04) == 0)    return 1;
    return 0;
}

//----------------------------------------------------------------------------
//    Set Output port
//----------------------------------------------------------------------------
void SetOutput()
{
    if ((ParaCode == PARA_DASH_ON) || (ParaCode == PARA_DOT_ON)) {
        LED_ON();
        BUZZER_ON();
    }
    else {
        LED_OFF();
        BUZZER_OFF();
    }
}

//----------------------------------------------------------------------------
//    Check Input port
//----------------------------------------------------------------------------
void ChkInputPort()
{
    // for Dot
    if (ParaCode != PARA_DOT_ON) {
        if (CntDotOn < LIMIT_VALUE) {
            if (ChkDotPort())            //    Dotポートチェック
                CntDotOn ++;
            else
                CntDotOn = 0;
        }
    }
   
    // for Dash
    if (ParaCode != PARA_DASH_ON) {
        if (CntDashOn < LIMIT_VALUE) {
            if (ChkDashPort())            //    Dashポートチェック
                CntDashOn ++;
            else
                CntDashOn = 0;
        }
    }
}

//----------------------------------------------------------------------------
//    Set Parameter Dash
//----------------------------------------------------------------------------
char SetParaDash()
{
    if (CntDashOn >= LIMIT_VALUE) {
        CntDashOn = 0;
        ParaCode = PARA_DASH_ON;
        ParaTime = (ADCData * 3);
        return 1;
    }
    return 0;
}

//----------------------------------------------------------------------------
//    Set Parameter Dot
//----------------------------------------------------------------------------
char SetParaDot()
{
    if (CntDotOn >= LIMIT_VALUE) {
        CntDotOn = 0;
        ParaCode = PARA_DOT_ON;
        ParaTime = ADCData;
        return 1;
    }
    return 0;
}


//----------------------------------------------------------------------------
//    キー処理メイン関数
//----------------------------------------------------------------------------
void key_sequence(void)
{
    volume();

    if (ParaTime != 0) {
        ParaTime --;
        if (ParaTime == 0) {
            if (ParaCode == PARA_DOT_ON) {
                ParaCode = PARA_DOT_OFF;
                ParaTime = ADCData;
            }
            else if (ParaCode == PARA_DASH_ON) {
                ParaCode = PARA_DASH_OFF;
                ParaTime = ADCData;
            }
            else if (ParaCode == PARA_DOT_OFF) {
                if (!SetParaDash())
                    ParaCode = PARA_ALL_OFF;
            }
            else if (ParaCode == PARA_DASH_OFF) {
                if (!SetParaDot())
                    ParaCode = PARA_ALL_OFF;
            }
            else {
                ParaCode = PARA_ALL_OFF;
            }
            SetOutput();
        }
    }

    ChkInputPort();
    if (ParaCode == PARA_ALL_OFF) {
        if (!SetParaDot())
            SetParaDash();
    }
    SetOutput();
}


//----------------------------------------------------------------------------
// 割り込み（タイマ割り込みのみ使用）
//----------------------------------------------------------------------------
static void Inntrpt(void) interrupt 0
{
    if (T0IF) {                    // TMR0割り込み?
        T0IF = 0;                // 割り込みフラグクリア
       
        key_sequence();            // キー処理メイン関数
    }
}


//----------------------------------------------------------------------------
//    Main関数
//----------------------------------------------------------------------------
main()
{
    Init();                        // システムレジスタ初期化

    // ユーザメモリの初期化
    CntDashOn = 0;
    CntDotOn = 0;
    ADCData = MIN_SPEED;
    ParaTime = 0;
    ParaCode = PARA_ALL_OFF;
    LED_OFF();
    BUZZER_OFF();

    GIE = 1;                    // 全割り込み許可
   
    while (1) {
        ;
    }
}