拡張ポート制御ライブラリ(8ビット出力)

ピン数の少ないPIC(PIC12F683、PIC16F88など)では、製作するものによっては、もう少しピン数を増やしたい場合が多々あります。

そこで、今回は、シリアル￫パラレル変換ICを利用して、ピン数を増やすことが可能な、“拡張ポート“を製作してみました。

<仕様>

• 出力専用のポートを、8ポート提供します。
• 制御信号は、3線式とします。
• 拡張ポートを制御するための制御ライブラリを提供します。

<PIC12F683に拡張ポートを接続した場合のポート数>

<PIC16F88に拡張ポートを接続した場合のポート数>

シリアル￫パラレル変換ICには、新日本無線(JRC)の“NJU3711”を使用します。
NJU3711を制御するためには、次の4本の信号が必要ですが、CLR端子を“H(Vdd)“に固定接続すること
により、3本の制御信号で制御可能とします。

• シリアルデータ入力端子(DATA)
• クロック信号入力端子(CLK)
• ストローブ信号入力端子(STB)
• クリアー信号入力端子(CLR)

<拡張ポート制御ライブラリで提供する関数>

• ex_port_init();
  NJU3711を初期化します。
  PICの使用ポート(STB、CLK、DAT)を指定します。
• ex_port_out(char output_data);
  8ビットのデータ(output_data)を出力します。
  • ビット“0”￫P1
  • ビット“1“￫P2
  • ビット“2”￫P3
  • ビット“3“￫P4
  • ビット“4”￫P5
  • ビット“5“￫P6
  • ビット“6”￫P7
  • ビット“7“￫P8
• ex_port_out_bit(char pin, char sts);
  指定したビット(pin(0~7))を、“0”または“1“の状態(sts)に設定します。

<動作確認用のプログラムの処理>

• 拡張ポートを初期化します。
• オープニングデモを行います。
  • 拡張ポートに接続したLEDを、点滅(全部点灯、全部消灯)させます。
  • 拡張ポートに接続したLEDを、順次点灯させます。
  • 拡張ポートに接続したLEDを、順次消灯させます。
• アナログデータ(CH1)を取り込み、値に応じて、拡張ポートに接続したLEDを点灯させます。

<NJU3711の概観>

<NJU3711の特長>

• 8ビットシリアル入力パラレル出力
• ヒステリシス入力(typ.0.5V)
• 動作電源電圧(5V±10%)
• 動作周波数(5MHz 以上)
• 出力電流(25mA)
• C-MOS構造
• 外形(DIP14/DMP14/SSOP14)

<NJU3711のピン配置>

<NJU3711のブロックダイアグラム>

<NJU3711の端子説明>

<NJU3711の制御信号>

<NJU3711のタイムチャート>

動作確認用のプログラム

ex_port.c

//********************************************************************** 
/*
　　＜拡張ポート（出力専用）制御ライブラリ＞ 
 
　※拡張ポート用のＩＣには、ＮＪＵ３７１１を使用します。 
*/
//**********************************************************************
//■■■関数宣言■■■
extern  void    main();
extern  void    opening_demonstration();
//**********************************************************************
//■■■インクルード■■■
#include "ex_port_lib_nju3711.h"
//**********************************************************************
//■■■マクロ定義■■■
//NJU3711
sbit    STB    at    GP5_bit;
sbit    CLK    at    GP4_bit;
sbit    DAT    at    GP2_bit;
sbit    STB_Direction    at    TRISIO5_bit;
sbit    CLK_Direction    at    TRISIO4_bit;
sbit    DAT_Direction    at    TRISIO2_bit;
//**********************************************************************
//■■■メイン関数■■■ 
void    main()
{
        OSCCON = 0b01110000;
        CMCON0 = 0b00000111;
        ANSEL  = 0b00000001;
        TRISIO = 0b00001011;
        //
        ex_port_Init();
        //
        opening_demonstration();
        //
        while (1) {
                switch (Adc_Read(0) / 114) {
                case 0:
                        ex_port_out(0b11111111);
                        break;
                case 1:
                        ex_port_out(0b11111110);
                        break;
                case 2:
                        ex_port_out(0b11111100);
                        break;
                case 3:
                        ex_port_out(0b11111000);
                        break;
                case 4:
                        ex_port_out(0b11110000);
                        break;
                case 5:
                        ex_port_out(0b11100000);
                        break;
                case 6:
                        ex_port_out(0b11000000);
                        break;
                case 7:
                        ex_port_out(0b10000000);
                        break;
                case 8:
                        ex_port_out(0b00000000);
                        break;
                       }
                       Delay_ms(100);
        }
}
//**********************************************************************
//■■■オープニングデモ関数■■■ 
void    opening_demonstration()
{
        short   cnt;
        //
        for (cnt = 0; cnt < 10; cnt++) {
                ex_port_out(0x00);
                Delay_ms(100);
                ex_port_out(0xFF);
                Delay_ms(100);
        }
        //
        for (cnt = 0; cnt < 8; cnt++) {
                ex_port_out_bit(cnt, 0);
                Delay_ms(100);
        }
        for (cnt = 0; cnt < 8; cnt++) {
                ex_port_out_bit(cnt, 1);
                Delay_ms(100);
        }
}
//**********************************************************************

拡張ポート制御ライブラリ

ex_port_lib_nju3711.c

//********************************************************************** 
/*
　　＜拡張ポート（出力専用）制御ライブラリ＞ 
 
　※拡張ポート用のＩＣには、ＮＪＵ３７１１を使用します。 
*/
//********************************************************************** 
//■■■インクルード■■■
#include "ex_port_lib_nju3711.h"
//********************************************************************** 
//■■■拡張ポート初期化関数■■■
char    output_data_register;
void    ex_port_init()
{
        short   cnt;
        //
        STB_Direction = 0;
        CLK_Direction = 0;
        DAT_Direction = 0;
        //
        STB = 1;
        DAT = 0;
        CLK = 0;
        for (cnt = 0; cnt < 8; cnt++) {
                CLK = 1;
                CLK = 0;
        }
        STB = 0;
        STB = 1;
        output_data_register = 0;
}
//********************************************************************** 
//■■■拡張ポート出力関数■■■
void    ex_port_out(char output_data)
{
        short   cnt;
        //
        output_data_register = output_data;
        for (cnt = 0; cnt < 8; cnt++) {
                if ((output_data & 0b10000000) != 0) {
                        DAT = 1;
                } else {
                        DAT = 0;
                }
                CLK = 1;
                CLK = 0;
                output_data = output_data << 1;
        }
        STB = 0;
        STB = 1;
}
//********************************************************************** 
//■■■拡張ポートビット出力関数■■■
void    ex_port_out_bit(char pin, char sts)
{
        switch (pin) {
        case 0:
                output_data_register.B0 = sts;
                break;
        case 1:
                output_data_register.B1 = sts;
                break;
        case 2:
                output_data_register.B2 = sts;
                break;
        case 3:
                output_data_register.B3 = sts;
                break;
        case 4:
                output_data_register.B4 = sts;
                break;
        case 5:
                output_data_register.B5 = sts;
                break;
        case 6:
                output_data_register.B6 = sts;
                break;
        case 7:
                output_data_register.B7 = sts;
                break;
        }
        ex_port_out(output_data_register);
}
//**********************************************************************

オープニングデモの様子です。

オープニングデモが終了すると、アナログ信号のレベルメータになります。

※拡張ポート制御ライブラリの動作確認には、PIC12F683を使用しましたが、他のPICでも同様に動作します。