アナログデータロガーV4(SDカード対応)(PIC18F2550)

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====== アナログデータロガーV4(SDカード対応)(PIC18F2550) ======

===== 概要 =====
前回製作した、アナログデータロガーV3(SDカード対応)は、SDカード制御の実験の意味もあって、かなりハードウエアを簡略化しました。

今回は、次の点を考慮し製作しました。
  * データロガーだけの機能なので、28ピンのPIC18F2550を使用する。
  * A/D変換(4チャンネル分)で取り込んだデータを、LCDに表示させる。
  * PICとLCDの電圧は5V、SDカードの電圧は3.3Vとする。

===== 動作原理 =====
SDカード用の電圧を得るために、手持ちのTL431(可変シャントレギュレータ)を使いました。
出力電圧は、次の式で求めることが出来ます。
  3.3V≒(1+(1kΩ÷3kΩ))×2.495V
{{:imgpaste:202004:admin-20200430-184325.png}}
※3.3Vの3端子レギュレータがあればそれを使ってください。

PIC18F2550は、最高クロック48MHzで動作させることが出来るので、外付けに20MHzのセラミック発振子(セラロック)を使用した場合には、次の項目を設定します。
  * PLL-DIV￫÷5
  * クロックモード￫HS-PLL
  * CPU-DIV￫÷2

{{:imgpaste:202004:admin-20200430-184417.png?500}}
{{:imgpaste:202004:admin-20200430-184430.png?500}}

<処理の流れ>
  - LCDを制御するための初期処理を行う。
  - 記録開始スイッチが押されるのを待つ。
  - 押されると、SDカードを制御するための初期処理を行う。
  - A/D変換で4CH分全てを取り込む。
  - 取り込んだデータを、LCDに表示する。
  - 取り込んだデータを、文字列に変換する。(CSV形式)
  - 文字列を、SDカードに書き込む。(ファイル名は、LOG.CSVとする)
  - 記録停止スイッチが押されるまで4.~7.を繰り返す。
  - 記録停止スイッチが押されると、SDカードに書き込んだ件数をLCDに表示する。
  - 2.に戻る。

===== 回路図 =====
{{:imgpaste:202004:admin-20200430-184625.png}}

===== ソースコード =====
<code c AnalogDataLoggerSDC.c>
//********************************************************************** 
/*
　　　『アナログデータロガーＶ４（ＳＤカード対応）』 
　■Ａ／Ｄ変換の精度
　　・10ビット 
　■チャネル数
　　・４チャネル 
　■記録媒体
　　・ＳＤカード 
　■記録形式
　　・ＣＳＶ形式
　■記録周期
　　・約0.1秒 
*/
//********************************************************************** 

#define		LED			PORTB.F7

#define		SW_START	PORTA.F4
#define		SW_STOP		PORTA.F5

#define		ON		1
#define		OFF		0

#define		CR		0x0d
#define		LF		0x0a

//********************************************************************** 

void	main()
{
	//変数の定義 
	static	char	buf[50];
	short			cnt, channel, pnt;
	unsigned		ad;
	long			dataCnt;
	//Ａ／Ｄ変換の設定 
	ADCON1.PCFG3 = 1;
	ADCON1.PCFG2 = 0;
	ADCON1.PCFG1 = 1;
	ADCON1.PCFG0 = 1;
	//ポートの設定 
	TRISA = 0b11111111;
	TRISB = 0b00000000;
	TRISC = 0b00000000;
	//ＬＣＤの初期化 
	Lcd_Custom_Config(&PORTB,5,4,3,2,&PORTC,0,1,6);
	Lcd_Custom_Cmd(LCD_CURSOR_OFF);
	Lcd_Custom_Cmd(LCD_CLEAR);
	for (cnt = 1; cnt <= 16; cnt++) {
		Lcd_Custom_Chr(1, cnt, 0xFF);
		LED = ON;
		Delay_ms(50);
		LED = OFF;
		Delay_ms(50);
	}
	for (cnt = 1; cnt <= 16; cnt++) {
		Lcd_Custom_Chr(2, cnt, 0xFF);
		LED = ON;
		Delay_ms(50);
		LED = OFF;
		Delay_ms(50);
	}
	Lcd_Custom_Cmd(LCD_CLEAR);
	//
	while (1) {
		//開始スイッチが押されるのをチェックする。 
		while (SW_START == 1) {
			Delay_ms(10);
		}
		dataCnt = 0;
		//ＭＭＣの初期化 
		Spi_Init_Advanced(MASTER_OSC_DIV64, DATA_SAMPLE_MIDDLE, CLK_IDLE_LOW, LOW_2_HIGH);
		if (!Mmc_Fat_Init(&PORTC, 2)) {
			Spi_Init_Advanced(MASTER_OSC_DIV16, DATA_SAMPLE_MIDDLE, CLK_IDLE_LOW, LOW_2_HIGH);
			Mmc_Fat_Assign("log.csv", 0xA0);
			Mmc_Fat_Rewrite();
			Mmc_Fat_Write("$START\r\n", 8);
			//停止スイッチが押されるまで処理を繰り返す。 
			while (SW_STOP == 1) {
				pnt = 0;
				//４チャンネル分のＡ／Ｄ変換を行い、ＬＣＤに表示する。 
				for (channel = 0; channel < 4; channel++) {
					ad = Adc_Read(channel);
					ad = (double)ad * 4.8828125;
					WordToStr(ad, &buf[pnt]);
					switch (channel) {
					case 0:
						Lcd_Custom_Out(1, 1, "1:");
						Lcd_Custom_Out(1, 3, &buf[pnt + 1]);
						break;
					case 1:
						Lcd_Custom_Out(1, 9, "2:");
						Lcd_Custom_Out(1, 11, &buf[pnt + 1]);
						break;
					case 2:
						Lcd_Custom_Out(2, 1, "3:");
						Lcd_Custom_Out(2, 3, &buf[pnt + 1]);
						break;
					case 3:
						Lcd_Custom_Out(2, 9, "4:");
						Lcd_Custom_Out(2, 11, &buf[pnt + 1]);
						break;
					}
					pnt += 6;
				}
				buf[5]  = ',';
				buf[11] = ',';
				buf[17] = ',';
				buf[23] = CR;
				buf[24] = LF;
				//４チャンネル分まとめてＭＭＣに書き込む。 
				Mmc_Fat_Write(buf, 25);
				//
				LED = ON;
				Delay_ms(100);
				LED = OFF;
				//
				dataCnt++;
			}
			Mmc_Fat_Write("$STOP\r\n", 7);
			//書き込んだ件数をＬＣＤに表示する。 
			LongToStr(dataCnt, buf);
			Lcd_Custom_Cmd(LCD_CLEAR);
			Lcd_Custom_Out(1, 1, buf);
			//
			for (cnt = 0; cnt < 10; cnt++) {
				LED = ON;
				Delay_ms(50);
				LED = OFF;
				Delay_ms(50);
			}
		}
	}
}//~!

//**********************************************************************
</code>

===== 動作確認 =====
{{:imgpaste:202004:admin-20200430-184726.png?500}}

左側:開始(黄色)スイッチ、停止(緑色)スイッチ、LED、PIC18F2550、TL431
右側:PIC18F2550、SDカード、LCD
{{:imgpaste:202004:admin-20200430-184750.png}}{{:imgpaste:202004:admin-20200430-184758.png}}

SDカードスロットと512MBのSDカードです。
{{:imgpaste:202004:admin-20200430-184816.png}}{{:imgpaste:202004:admin-20200430-184820.png}}

左側:開始スイッチを押すと、4チャンネル分のアナログデータを周期的に記録します。
右側:停止スイッチを押すと、記録を停止し、SDカードに記録した件数を表示します。
{{:imgpaste:202004:admin-20200430-184826.png}}{{:imgpaste:202004:admin-20200430-184829.png}}

SDカードに保存したデータ(LOG.CSV)を、メモ帳(notepad)で開いてみました。
左側から、CH1、CH2、CH3、CH4です。単位はmVです。
{{:imgpaste:202004:admin-20200430-184836.png}}

Excelでデータをグラフ表示させてみました。
{{:imgpaste:202004:admin-20200430-184844.png?500}}

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