簡易時計(PIC単体)
概要
オークションで、8.000000MHzという、高精度のクリスタルオシレータが、安価で手に入りましたので、早速、簡易な時計を製作してみました。
通常ですと、RTC(リアルタイムクロック)モジュールを利用するところなのですが、折角、高精度のクリスタルオシレータが手に入りましたので、今回は、PIC単体で実現してみました。
その分、ソフトに重きが置かれています。
動作原理
0.1秒の正確な、時間(割り込みタイミング)を得るために、CCPモジュールをコンペアモードで使用します。
割り込み処理では、時刻データ(クロック変数)を生成します。とても単純です。
時刻表示では、クロック変数から、時、分、秒を求め、表示します。
その時に、クロック変数へのアクセスを、メイン処理と割り込み処理の間で、排他制御を考慮しなければなりません。
つまり、
- メイン処理で、クロック変数を参照しようとしているときに、
- 割り込み処理が、クロック変数を+1しようとすると、
タイミングによっては、不具合が生じます。
従って、
- メイン処理では、参照前に、クロック変数をロックし、参照後に、ロックを解除します。
- 割り込み処理では、ロックされているときには、クロック変数にアクセスしないようにします。
こうすることによって、不具合を防ぐことができます。
回路図
ソースコード
- clock_v2.c
//********************************************************************** #define ON 0 #define OFF 1 #define SW_MODE &PORTA, 2 #define SW_UP &PORTA, 3 #define SW_DOWN &PORTA, 4 #define SW_SET &PORTA, 5 #define LED PORTB.F4 #define TRUE 255 #define FALSE 0 #define LOCK 1 #define UNLOCK 0 //********************************************************************** static long clock; static short lock; void interrupt() { if (PIR1.CCP1IF == 1) { PIR1.CCP1IF = 0; // LED = ~LED; // if (lock == UNLOCK) { clock++; if (clock == 864000) clock = 0; } } } //********************************************************************** void main() { static char buf[16]; static short hh, mn, ss, hh_tmp, mn_tmp, ss_tmp, mode; static long tmp; // // OSCCON = 0b01110000; // クロックは8MHz CMCON = 0b00000111; // コンパレータは使用しない。 ANSEL = 0b00000000; // A/D変換は使用しない。 TRISA = 0b11111111; TRISB = 0b00000000; OPTION_REG.F7 = 0; // PORTBをプルアップする。 // TIMER1の設定 PIE1.TMR1IE = 0; PIR1.TMR1IF = 0; T1CON.T1CKPS0 = 1; T1CON.T1CKPS1 = 1; T1CON.TMR1ON = 0; TMR1L = 0; TMR1H = 0; // CCPの設定 PIE1.CCP1IE = 1; PIR1.CCP1IF = 0; CCP1CON.CCP1M3 = 1; CCP1CON.CCP1M2 = 0; CCP1CON.CCP1M1 = 1; CCP1CON.CCP1M0 = 1; CCPR1L = 0xA8; // 0.1sec...10hz...クロックが8Mhzの時 CCPR1H = 0x61; // 0.1sec...(1÷8000000)*4*8*25000 // Lcd_Custom_Config(&PORTB, 0, 1, 2, 3, &PORTB, 5, 6, 7); Lcd_Custom_Cmd(LCD_CURSOR_OFF); Lcd_Custom_Cmd(LCD_CLEAR); // clock = 0; lock = 0; mode = 0; hh_tmp = 0; mn_tmp = 0; ss_tmp = 0; // 割り込みを許可する。 INTCON.PEIE = 1; INTCON.GIE = 1; // T1CON.TMR1ON = 1; // while (1) { hh = clock / 36000; mn = (clock - (36000 * (long)hh)) / 600; ss = (clock - (36000 * (long)hh) - (600 * (long)mn)) / 10; // LongToStr(clock, buf); Lcd_Custom_Out(2, 10, &buf[4]); ByteToStr(hh, buf); buf[1] = buf[1] == ' ' ? '0' : buf[1]; Lcd_Custom_Out(1, 1, &buf[1]); Lcd_Custom_Out(1, 3, ":"); // ByteToStr(mn, buf); buf[1] = buf[1] == ' ' ? '0' : buf[1]; Lcd_Custom_Out(1, 4, &buf[1]); Lcd_Custom_Out(1, 6, ":"); // ByteToStr(ss, buf); buf[1] = buf[1] == ' ' ? '0' : buf[1]; Lcd_Custom_Out(1, 7, &buf[1]); // if (Button(SW_MODE, 10, ON) == TRUE) { while (Button(SW_MODE, 10, OFF) == FALSE) ; mode = (mode == 0) ? 1 : 0; } // if (Button(SW_UP, 10, ON) == TRUE) { while (Button(SW_UP, 10, OFF) == FALSE) ; if (mode == 0) { hh_tmp++; if (hh_tmp == 24) hh_tmp = 0; } else { mn_tmp++; if (mn_tmp == 60) mn_tmp = 0; } } // if (Button(SW_DOWN, 10, ON) == TRUE) { while (Button(SW_DOWN, 10, OFF) == FALSE) ; if (mode == 0) { hh_tmp--; if (hh_tmp < 0) hh_tmp = 23; } else { mn_tmp--; if (mn_tmp < 0) mn_tmp = 59; } } // if (Button(SW_SET, 10, ON) == TRUE) { while (Button(SW_SET, 10, OFF) == FALSE) ; lock = LOCK; clock = ((long)hh_tmp * 36000) + ((long)mn_tmp * 600); lock = UNLOCK; } // ByteToStr(hh_tmp, buf); buf[1] = buf[1] == ' ' ? '0' : buf[1]; Lcd_Custom_Out(2, 1, &buf[1]); if (mode == 0) Lcd_Custom_Out(2, 3, "?"); else Lcd_Custom_Out(2, 3, ":"); // ByteToStr(mn_tmp, buf); buf[1] = buf[1] == ' ' ? '0' : buf[1]; Lcd_Custom_Out(2, 4, &buf[1]); if (mode == 1) Lcd_Custom_Out(2, 6, "?"); else Lcd_Custom_Out(2, 6, ":"); // ByteToStr(ss_tmp, buf); buf[1] = buf[1] == ' ' ? '0' : buf[1]; Lcd_Custom_Out(2, 7, &buf[1]); } } //**********************************************************************
動作確認
電源投入直後です。
左上:現在時刻です。
左下:時刻合わせ用の時刻です。秒は00固定です。
右下:クロック変数(clock)の値です。0.1秒単位で+1されます。
13時54分00秒に時刻合わせをしているところです。
左側:HH/MMスイッチで、“時“の“:“が“?”になるようにして、UP/DOWNスイッチで“13”に設定します。
右側:HH/MMスイッチで、“分“の“:“が“?”になるようにして、UP/DOWNスイッチで“54”に設定します。
SETスイッチを押すと、現在時刻が、セットされます。
そのときの、クロック変数はかなり大きな値になりますね。
如何ですか?
高精度のクリスタルオシレータを使用したので、RTCを使用するよりも、精度は高くなっていると思います。
また、PIC単体で実現したので、PICのモジュールの仕組みや、ソフト(割り込み処理、排他制御、時刻の相互換算など)の理解にも役立つのではないでしょうか?
お手持ちのクリスタルオシレータ(1MHz~20MHz位の範囲で)があれば、是非、活用してみてください。
発振周波数が8MHzでなくても、少しのソフト修正で対応できますので。。。