====== 簡易可変型安定化電源(キーパッド入力)(PIC18F2620) ======
===== 概要 =====
前回製作した、簡易可変型安定化電源の操作性を向上させるために、キーパッド(keypad)を接続し、設定電圧の値を直接入力可能としました。
<仕様>
* 出力電圧範囲￫0V~15Vを、0.1V単位で設定可能。
* 出力電流￫約500mA
* 電圧設定方法(1)￫キーパッドによる直接指定。(例:12.3Vの場合、“123*"と入力します)
* 電圧設定方法(2)￫0.1V単位でアップ(キー“B"押下)、0.1V単位でダウン(キー“C"押下)、
* リセット機能￫出力電圧を“0V"に強制設定。(キー“A"押下)
* 制御&ホールド機能(キー“D"押下で機能がフリップフロップします)
* ￫設定電圧=出力電圧になるように制御します。
* ￫制御機能をオフにし、現在値を維持します。
* 設定電圧保持機能￫設定値をEEPROMに記録し、再起動での再設定の手間を省く。
* 表示内容￫設定電圧値、出力電圧値、キー入力値、出力電圧バー
===== 動作原理 =====
キーパッドによるキー入力以外は、簡易可変型安定化電源と同等なので、其方を参照してください。
===== 動作原理(ハードウェア) =====
PIC16F88をPIC18F2620に変更し、キーパッドを接続した以外は、簡易可変型安定化電源と同等なので、其方を参照してください。
===== 動作原理(ソフトウェア) =====
キーパッドによるキー入力以外は、簡易可変型安定化電源と同等なので、其方を参照してください。
◎キーパッドの初期化とデータ取得
* mikroCが提供する、キーパッド制御ライブラリを使用します。
* ポートBの8ビットを、16キー(4×4)のキーパッドの制御用にアサイン(割り当て)します。(Keypad_Init関数)
* キーをサーチし、クリックされたキー値を取得します。(Keypad_Key_Click関数+チャタリング除去処理)
===== 操作方法 =====
◎キー入力値のセット
* “0"~“9"のキーを使用してセットします。
* セット範囲は、0.0V~15.0Vです。
* “#"キー押下により、キー入力値を“0"クリアします。
◎設定電圧値のセット
* “*"キー押下により、キー入力値を設定電圧値にセットします。
* “B"キー押下により、設定電圧値を+100mVします。
* “C"キー押下により、設定電圧値を-100mVします。
◎出力電圧の制御とホールド(キー“D"押下で機能がフリップフロップします)
* “D"キー押下により、設定電圧=出力電圧になるように制御します。
* “D"キー押下により、制御機能をオフにし、現在値を維持します。
◎設定電圧、出力電圧のクリア
* “A"キー押下により、設定電圧、出力電圧共に“0"クリアします。
===== 回路図 =====
{{:imgpaste:202004:admin-20200430-221411.png}}
===== ソースコード =====
//**********************************************************************
/*
＜簡易可変型安定化電源(キーパッド入力)＞
*/
//**********************************************************************
#define BYTE unsigned short
#define WORD unsigned int
#define MODE_HOLD 0
#define MODE_CNTL 1
//**********************************************************************
extern void main();
extern void init_adc();
extern void init_lcd();
extern void init_keypad();
extern void init_dac();
extern void dac_set(char ch, WORD dt);
extern WORD measulement();
extern void BarDisp(char row, char column, short dat, short bar);
extern void RegistCustomChar();
extern short get_keypad();
//**********************************************************************
//■■■メイン関数■■■
void main()
{
int da, tmp, v_target, v_keyin;
double v_out;
char buf[16];
short key, mode;
//
OSCCON.IRCF2 = 1;
OSCCON.IRCF1 = 1;
OSCCON.IRCF0 = 1;
//
init_adc();
init_dac();
init_keypad();
init_lcd();
Lcd_Out(1, 5, "V");
Lcd_Out(1, 11, "V");
Lcd_Out(2, 5, "V");
//
da = 0;
v_target = EEPROM_Read(0);
v_target <<= 8;
v_target |= EEPROM_Read(1);
if ((v_target < 0) || (v_target > 15000)) {
v_target = 0;
}
//
v_keyin = 0;
mode = MODE_CNTL;
Lcd_Chr(1, 16, '!');
//
while (1) {
//出力電圧を測定します。
v_out = measulement();
v_out = v_out * 2.4365234375 * 11.0;
//出力電圧、設定値、キー入力値を表示します。
tmp = v_out;
if ((tmp % 100) >= 50) {
tmp = ((tmp / 100) + 1) * 100;
} else {
tmp = (tmp / 100) * 100;
}
WordToStr(tmp, buf);
buf[4] = 0x00;
buf[3] = (buf[2] == ' ') ? '0' : buf[2];
buf[2] = '.';
buf[1] = (buf[1] == ' ') ? '0' : buf[1];
Lcd_Out(2, 1, buf);
BarDisp(2, 7, v_out / 375, 40);
//
WordToStr(v_target, buf);
buf[4] = 0x00;
buf[3] = (buf[2] == ' ') ? '0' : buf[2];
buf[2] = '.';
buf[1] = (buf[1] == ' ') ? '0' : buf[1];
Lcd_Out(1, 1, buf);
//
WordToStr(v_keyin * 100, buf);
buf[4] = 0x00;
buf[3] = (buf[2] == ' ') ? '0' : buf[2];
buf[2] = '.';
buf[1] = (buf[1] == ' ') ? '0' : buf[1];
Lcd_Out(1, 7, buf);
//
key = get_keypad();
switch (key) {
case 'A'://設定値と出力を“0V”にします。
da = 0;
dac_set('A', da);
v_target = 0;
EEPROM_Write(0, (v_target >> 8) & 0xFF);
EEPROM_Write(1, v_target & 0xFF);
break;
case 'B'://設定値を（+100mV単位）します。
v_target += 100;
if (v_target > 15000) {
v_target = 15000;
}
EEPROM_Write(0, (v_target >> 8) & 0xFF);
EEPROM_Write(1, v_target & 0xFF);
break;
case 'C'://設定値を（-100mV単位）します。
v_target -= 100;
if (v_target < 0) {
v_target = 0;
}
EEPROM_Write(0, (v_target >> 8) & 0xFF);
EEPROM_Write(1, v_target & 0xFF);
break;
case 'D'://制御のオン・オフを行います。（フリップフロップ）
if (mode == MODE_CNTL) {
mode = MODE_HOLD;
Lcd_Chr(1, 16, '-');
} else {
mode = MODE_CNTL;
Lcd_Chr(1, 16, '!');
}
break;
case '#'://キー入力値をクリアする。
v_keyin = 0;
break;
case '*'://キー入力値を設定値に決定する。
v_target = v_keyin * 100;
v_keyin = 0;
EEPROM_Write(0, (v_target >> 8) & 0xFF);
EEPROM_Write(1, v_target & 0xFF);
break;
case '0':
case '1':
case '2':
case '3':
case '4':
case '5':
case '6':
case '7':
case '8':
case '9':
v_keyin = v_keyin % 100;
v_keyin = (v_keyin * 10) + (key - '0');
if ((v_keyin < 0) || (v_keyin > 150)) {
v_keyin = 0;
}
break;
}
//
if (mode == MODE_HOLD) {
continue;
}
//出力電圧が設定値になるように制御します。
if (v_out < v_target) {
if ((v_target - v_out) > 2000) {
da += 200;
}
if ((v_target - v_out) > 1000) {
da += 100;
}
if ((v_target - v_out) > 100) {
da += 10;
} else {
da++;
}
if (da >= 4096) {
da = 4095;
}
}
if (v_out > v_target) {
if ((v_out - v_target) > 2000) {
da -= 200;
}
if ((v_out - v_target) > 1000) {
da -= 100;
}
if ((v_out - v_target) > 100) {
da -= 10;
} else {
da--;
}
if (da < 0) {
da = 0;
}
}
dac_set('A', da);
Delay_ms(10);
}
}
//**********************************************************************
//■■■ＡＤＣ初期化関数■■■
void init_adc()
{
ADCON1.PCFG3 = 1;
ADCON1.PCFG2 = 0;
ADCON1.PCFG1 = 1;
ADCON1.PCFG0 = 1;
ADCON1.VCFG1 = 0;
ADCON1.VCFG0 = 1;
ADC_Init();
}
//**********************************************************************
//■■■キーパッド初期化関数■■■
char keypadPort at PORTB;
//
void init_keypad()
{
Keypad_Init();
}
//**********************************************************************
//■■■キー取得関数■■■
short kp_tbl[16] =
{'1','2','3','A','4','5','6','B','7','8','9','C','*','0','#','D',};
short get_keypad()
{
char kp;
//
while (1) {
//kp = Keypad_Key_Press();
kp = Keypad_Key_Click();
if (kp == 0) {
return (-1);
}
Delay_ms(100);
while (Keypad_Key_Click() != 0) {
Delay_ms(10);
}
kp = kp_tbl[kp - 1];
return (kp);
}
}
//**********************************************************************
//■■■出力電圧測定関数■■■
WORD measulement()
{
WORD ad;
short cnt;
//
ad = 0;
for (cnt = 0; cnt < 50; cnt++) {
ad += ADC_Get_Sample(0);
}
return (ad / 50);
}
//**********************************************************************
//■■■ＤＡＣ初期化関数■■■
sbit CS at RA7_bit;
sbit CS_Direction at TRISA7_bit;
sbit LDAC at RA6_bit;
sbit LDAC_Direction at TRISA6_bit;
sbit SoftSpi_SDI at RC0_bit;
sbit SoftSpi_SDO at RA5_bit;
sbit SoftSpi_CLK at RA4_bit;
sbit SoftSpi_SDI_Direction at TRISC0_bit;
sbit SoftSpi_SDO_Direction at TRISA5_bit;
sbit SoftSpi_CLK_Direction at TRISA4_bit;
//
void init_dac()
{
CS_Direction = 0;
CS = 1;
LDAC_Direction = 0;
LDAC = 1;
//
Soft_SPI_Init();
//
dac_set('A', 0);
dac_set('B', 0);
}
//**********************************************************************
//■■■ＤＡＣ電圧設定関数■■■
void dac_set(char ch, WORD dt)
{
BYTE tmp;
//
if (ch == 'A') {
dt = 0b0111000000000000 | dt;
} else {
dt = 0b1111000000000000 | dt;
}
//
CS = 0;
tmp = (dt >> 8) & 0x00FF;
Soft_SPI_Write(tmp);
tmp = dt & 0x00FF;
Soft_SPI_Write(tmp);
CS = 1;
//
LDAC = 0;
LDAC = 1;
}
//**********************************************************************
//■■■ＬＣＤ初期化関数■■■
sbit LCD_RS at RC3_bit;
sbit LCD_EN at RC2_bit;
sbit LCD_D7 at RC7_bit;
sbit LCD_D6 at RC6_bit;
sbit LCD_D5 at RC5_bit;
sbit LCD_D4 at RC4_bit;
sbit LCD_RS_Direction at TRISC3_bit;
sbit LCD_EN_Direction at TRISC2_bit;
sbit LCD_D7_Direction at TRISC7_bit;
sbit LCD_D6_Direction at TRISC6_bit;
sbit LCD_D5_Direction at TRISC5_bit;
sbit LCD_D4_Direction at TRISC4_bit;
//
void init_lcd()
{
short cnt;
//
Lcd_Init();
RegistCustomChar();
Lcd_Cmd(_LCD_CURSOR_OFF);
Lcd_Cmd(_LCD_CLEAR);
Lcd_Out(1, 1, "Power Supply v2");
for (cnt = 0; cnt <= 80; cnt++) {
BarDisp(2, 1, cnt, 80);
Delay_ms(10);
}
Lcd_Cmd(_LCD_CLEAR);
}
//**********************************************************************
//■■■キャラクタ登録関数■■■
const char character0[] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
const char character1[] = { 0,16,16,16,16,16, 0, 0};
const char character2[] = { 0,24,24,24,24,24, 0, 0};
const char character3[] = { 0,28,28,28,28,28, 0, 0};
const char character4[] = { 0,30,30,30,30,30, 0, 0};
const char character5[] = { 0,31,31,31,31,31, 0, 0};
//
void RegistCustomChar()
{
char i;
//
LCD_Cmd(64);
for (i = 0; i<=7; i++) {
LCD_Chr_Cp(character0[i]);
}
for (i = 0; i<=7; i++) {
LCD_Chr_Cp(character1[i]);
}
for (i = 0; i<=7; i++) {
LCD_Chr_Cp(character2[i]);
}
for (i = 0; i<=7; i++) {
LCD_Chr_Cp(character3[i]);
}
for (i = 0; i<=7; i++) {
LCD_Chr_Cp(character4[i]);
}
for (i = 0; i<=7; i++) {
LCD_Chr_Cp(character5[i]);
}
LCD_Cmd(_LCD_RETURN_HOME);
}
//**********************************************************************
//■■■バー表示関数■■■
void BarDisp(char row, char column, short dat, short bar)
{
short j, k, cnt;
//
j = dat / 5;
k = dat - (j * 5);
//
if (row == 1)
Lcd_Cmd(_LCD_FIRST_ROW);
else
Lcd_Cmd(_LCD_SECOND_ROW);
//
for (cnt = 1; cnt < column; cnt++) {
Lcd_Cmd(_LCD_MOVE_CURSOR_RIGHT);
}
//
for (cnt = 0; cnt < j; cnt++) {
Lcd_Chr_Cp(5);
}
Lcd_Chr_Cp(k);
for (cnt++; cnt < (bar / 5); cnt++) {
Lcd_Chr_Cp(' ');
}
}
//**********************************************************************
===== 動作確認 =====
{{:imgpaste:202004:admin-20200430-221534.png}}{{:imgpaste:202004:admin-20200430-221539.png}}
左側:キーパッドで12.3Vをキー入力します。
右側:“*"入力で、キー入力値を設定値にセットし、設定電圧=出力電圧になるように制御します。
{{:imgpaste:202004:admin-20200430-221608.png}}{{:imgpaste:202004:admin-20200430-221612.png}}
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