簡易ADロガー(高速シリアル出力)(PIC12F1822)
概要
拡張ミッドレンジのコアを持つPICマイコンが格安で手に入るようになりました。
今まで、8ピンPICには、ミッドレンジタイプの「PIC12F683」を使用していましたが、機能強化され、且つ、価格が安くなった、拡張ミッドレンジタイプの「PIC12F1822」を使用した、シリアル出力タイプのADロガーを製作しました。
<仕様>
- サンプリング速度￫1msec
- 通信速度￫115200bps
- 入力チャネル数￫1チャネル
- 入力電圧範囲￫0V~5V
- 送信データのフォーマット￫6バイト<数字4桁+CRLFコード>
※数字4桁は、A/D変換したデータ(A/D変換値)なので、受信側で電圧値に換算します。
※電圧値は、A/D変換値×4.8828125mVで求めることができます。
<PIC12F1822の概観>
<PIC12F683とPIC12F1822の機能比較>
| 機能 | PIC12F683(ミッドレンジタイプ) | PIC12F1822(拡張ミッドレンジタイプ) |
|---|---|---|
| クロック | 最大20MHz | 最大32MHz |
| 内蔵クロック | 最大8MHz | 最大32MHz |
| 動作電圧 | 2.0V~5.5V | 1.8V~5.5V |
| プログラムメモリ | 2Kワード | 2Kワード |
| データメモリ | 128バイト | 128バイト |
| EEPROM | 256バイト | 256バイト |
| I/O | 6 | 6 |
| ADC | 10ビット×4チャネル | 10ビット×4チャネル |
| タッチセンサー | 無し | 4チャネル |
| コンパレータ | 1チャネル | 1チャネル |
| TIMER | 8ビット×2個、16ビット×1個 | 8ビット×2個、16ビット×1個 |
| USART | 無し | 1チャネル |
| MSSP | 無し | 1チャネル |
| CCP | 1チャネル | 1チャネル |
| 価格 | 150円 | 80円 |
※価格は、2011年4月時点の秋月電子での販売価格です。(参考)
動作原理
1msec周期でA/D変換を行い、その結果を115200bpsの通信速度でシリアル出力します。
動作原理(ハードウェア)
◎クロック
外部クロックを使用せずに、内蔵クロックのみで32MHzの高速クロックを得ることが出来ます。
◎CCP+TIMER1
CCPモジュールをコンペアモードで使用し、1msecの周期割り込みを発生させます。
◎ADC
入力されたアナログ信号(0V~5V)を、10ビットのデジタルデータに変換します。
動作原理(ソフトウェア)
◎メイン関数※main()
- クロックを32MHzに設定します。
- USART(ソフト)初期化関数を呼び出します。※通信速度=115200bps
- ADC初期化関数を呼び出します。
- LEDを10回点滅させます。
- CCP初期化関数を呼び出します。
- 割り込みを許可します。
- スイッチ(SW)が押下されていれば、LEDを点灯させます。
◎割り込み関数※interrupt()
- A/D変換を行い、A/D変換値を得ます。
- A/D変換値を4バイトの文字列に変換します。(0~1023)
- スイッチ(SW)が押下(オン)されていれば、文字列に変換したデータをシリアル出力します。
◎CCP初期化関数※init_ccp_compare()
- CCPモジュールをコンペアモードで初期化し、1msecの周期割り込みを発生させます。
◎ADC初期化関数※adc_init_ex()
- ADCモジュールを初期化します。
◎ADC読み込み関数※adc_read_ex()
- ADCを開始し、変換結果を読み込みます。
回路図
ソースコード
- ad_serial_logger_v1_00.c
//********************************************************************** /* ＜簡易ＡＤロガー（シリアル出力）＞ */ //********************************************************************** //■マクロ定義 sbit LED at RA5_bit; #define LED_ON 1 #define LED_OFF 0 // sbit SW at RA3_bit; #define SW_ON 0 #define SW_OFF 1 // #define BYTE unsigned short #define WORD unsigned int #define DWORD unsigned long //********************************************************************** //■関数宣言 extern void main(); extern void interrupt(); extern void init_ccp_compare(); extern WORD adc_read_ex(BYTE channel); extern void adc_init_ex(); //********************************************************************** //■メイン関数です。 void main() { static short cnt; // OSCCON = 0b01110000; //clock=32MHz TRISA = 0b00011001; APFCON = 0b00100000; // Soft_UART_Init(&PORTA, 4, 1, 115200, 0); adc_init_ex(); // for (cnt = 0; cnt < 10; cnt++) { LED = LED_ON; Delay_ms(100); LED = LED_OFF; Delay_ms(100); } // init_ccp_compare(); //割り込みを許可します。 INTCON.PEIE = 1; INTCON.GIE = 1; // while (1) { if (SW == SW_ON) { LED = LED_ON; } else { LED = LED_OFF; } } } //********************************************************************** //■割り込み関数です。 double ad; char *buf = "00000\r\n"; // void interrupt() { PIR1.CCP1IF = 0; // // ad = adc_read_ex(0); ad = ADC_Get_Sample(0); //ad *= 4.8828125; //性能改善のため電圧値への換算はパソコン側で行います。 WordToStr(ad, buf); if (SW == SW_ON) { Soft_UART_Write(buf[1]); Soft_UART_Write(buf[2]); Soft_UART_Write(buf[3]); Soft_UART_Write(buf[4]); Soft_UART_Write('\r'); Soft_UART_Write('\n'); } } //********************************************************************** //■ＣＣＰ初期化関数です。（1msecのインターバルタイマ発生用） void init_ccp_compare() { // CCPの設定 PIE1.CCP1IE = 1; PIR1.CCP1IF = 0; CCP1CON.CCP1M3 = 1; CCP1CON.CCP1M2 = 0; CCP1CON.CCP1M1 = 1; CCP1CON.CCP1M0 = 1; CCPR1L = 0x40; // 1msec...(1÷32000000)*4*0x1F40 CCPR1H = 0x1F; // 2msec...(1÷32000000)*4*0x3E80 // TIMER1の設定 PIE1.TMR1IE = 0; PIR1.TMR1IF = 0; TMR1L = 0; TMR1H = 0; T1CON.T1CKPS0 = 0; T1CON.T1CKPS1 = 0; T1CON.TMR1ON = 1; } //********************************************************************** //■ＡＤＣを初期化する関数です。 void adc_init_ex() { ADC_Init(); // ANSELA.ANSA4 = 0; ANSELA.ANSA2 = 0; ANSELA.ANSA1 = 0; ANSELA.ANSA0 = 1; ADCON1.ADFM = 1; ADCON1.ADCS2 = 1; ADCON1.ADCS1 = 1; ADCON1.ADCS0 = 0; ADCON1.ADPREF1 = 0; ADCON1.ADPREF0 = 0; } //********************************************************************** //■ＡＤＣから読み込む関数です。 WORD adc_read_ex(BYTE channel) { static int ad; // ADCON0.GO = 0; ADCON0.ADON = 1; ADCON0.CHS4 = channel.B4; ADCON0.CHS3 = channel.B3; ADCON0.CHS2 = channel.B2; ADCON0.CHS1 = channel.B1; ADCON0.CHS0 = channel.B0; ADCON0.GO = 1; while (ADCON0.GO == 1) { } ad = ADRESH & 0b00000011; ad <<= 8; ad = ad | ADRESL; return (ad); } //********************************************************************** void switch_on_check() { while (Button(&PORTA, 3, 1, 0) == 0) ; while (Button(&PORTA, 3, 1, 1) == 0) ; } //**********************************************************************
動作確認
パソコン側の通信ソフト(ハイパーターミナルなど)で、データを受信します。
その結果をキャプチャしてファイルに保存します。(転送メニューのテキストのキャプチャ機能を使用します)
キャプチャしたデータをExcelに取り込み、電圧値に換算した結果をグラフ表示させて見ました。
入力信号は、1Hz、10Hz、50Hz、100Hzの正弦波です。
