ＰＩＣ−ＵＳＢＩＯ ｕｓｉｎｇ ＢＡＳＩＣ
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ＵＳＢインターフェースを内蔵したＰＩＣを使ってＷｉｎｄｏｗｓパソコンで外部回路を制御するための各種Ｉ／Ｏ基板の製作記事です。
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［第６５回］
●ＰＩＣＵＳＢＩＯ−０３（１４）Ｔｉｍｅｒ０（２）ＴＭＲ０ＨをＰＯＲＴＣから出力
Ｔｉｍｅｒ０はシンプルなタイマ／カウンタです。
Ｔｉｍｅｒ０レジスタの値をＲＥＡＤすることで現在のカウント値を読むかオーバフロー割り込みによってオーバーフローを知る以外の機能はありません。
それだけではＴｉｍｅｒ０の動作テストにはなりませんからここは工夫が必要です。
そこでＴｉｍｅｒ０の値（上位バイトの値）を読んでそれをＰＯＲＴＣから出力するように考えてみました。
そのＰＯＲＴＣの値をオシロで観測してみます。
下がプログラムリストです。
たったこれだけです。
めっちゃ簡単です。
１０行でＰＯＲＴＣの向きを出力に設定しています。
２０行でＴｉｍｅｒ０を設定しています。
設定については前回を参照してください。
ｂｉｔ７＝１でカウントスタートです。
ｂｉｔ６＝０で１６ｂｉｔカウンタに指定しています。
ｂｉｔ５＝０で入力クロックをシステムクロック／４（１２ＭＨｚ）に指定しています。
ｂｉｔ３＝０でプリスケーラを使います。
ｂｉｔ２〜０＝１１１でプリスケーラの分周比を１：２５６に指定しています。
このときクロック入力は１２ＭＨｚ／２５６＝４６．８７５ＫＨｚです。
今回はＴｉｍｅｒ０の上位バイトの値を読み込んでＰＯＲＴＣから出力します。
上位バイト（ＴＭＲ０Ｈ）を読むためには先に下位バイト（ＴＭＲ０Ｌ）を読む必要があります（前回参照）。
それが３０行〜５０行です。
６０行で３０行に戻って繰り返します。
前回も少し書きましたが通常ＰＩＣのプログラムで避けて通れないのがＣｏｎｆｉｇの設定です。
ＰＩＣＵＳＢＩＯ用ＢＡＳＩＣインタプリタはシステムが設定しますからユーザーが考える必要はありません。
Ｃでのプログラムは色々な前準備的な設定が必要です。
さらにいえばＰＩＣ用のＣコンパイラはＰＩＣ専用ですから汎用のＣにはない専用の設定が必要（なはず）です。
ＢＡＳＩＣインタプリタにはそんなものは全く不要です。
いきなりプログラムを書いていきなり実行できてしまいます。
さらに、そもそもですが。
Ｃコンパイラなどを駆使してＰＩＣのためのソースプログラムを書いてそしてそれをコンパイルして無事にオブジェクトプログラムができたとしまして。
ＰＩＣにそのプログラムを焼くためにはＰＩＣ ＷＲＩＴＥＲが必要でありましょう。
ＰＩＣＵＳＢＩＯ用ＢＡＳＩＣインタプリタにはそれも不要なのです。
プログラムを書いたら、あるいはプログラムをＬＯＡＤしたら、いきなりＲＵＮできてしまいます。
もう、あきれるほど簡単です。
下はＰＯＲＴＣのビット７（ＲＣ７）とビット６（ＲＣ６）の出力パルスをオシロで観測した画像です。
上側（ＣＨ１）がＲＣ７で下側（ＣＨ２）がＲＣ６です。
１６ビットカウンタの最上位ビットがＲＣ７から出力されています。
プリスケーラを経由したカウンタの入力周波数は上で計算しました。
４６．８７５ＫＨｚです。
カウンタの最上位ビットの値が出力されているＲＣ７の周波数は４６８７５／６５５３６≒７１５Ｈｚ（周期は約１４００ｍｓｅｃ）です。
その下位のＲＣ６の出力周波数は約１４３０Ｈｚ（周期は約７００ｍｓｅｃです）。
計算通りの出力が得られています。
プリスケーラの値を１：１２８にして再実行しました。
２０行のｐｉｃｏｕｔ Ｔ０ＣＯＮ，＄８７をｐｉｃｏｕｔ Ｔ０ＣＯＮ，＄８６に書き換えるだけです。
ＬＩＳＴ ２０で２０行を表示させてスクリーンエディタで＄８７を＄８６に書き換えました。
そしてただちにＲＵＮで実行できます。
もう一度書きますが。
こんなに簡単なＰＩＣプログラムなんてほかにありますでしょうか？
上のプログラムの実行結果です。
プリスケーラを１：１２８にしましたからカウンタの入力周波数は１２ＭＨｚ／１２８＝９３．７５ＫＨｚになります。
カウンタの最上位ビットの値が出力されているＲＣ７の周波数は９３７５０／６５５３６≒１４３０Ｈｚ（周期は約７００ｍｓｅｃ）です。
その下位のＲＣ６の周波数は約２８６０Ｈｚ（周期は約３５０ｍｓｅｃです）。
さきほどのオシロ画像と同じように見えますがさきほどの画像は水平時間軸が２００ｍｓで今回は１００ｍｓになっています。
プリスケーラの値を１：６４にして再実行しました。
２０行の＄８６を＄８５に書き換えてＲＵＮしました。
上のプログラムの実行結果です。
プリスケーラを１：６４にしましたからカウンタの入力周波数は１２ＭＨｚ／６４＝１８７．５ＫＨｚになります。
カウンタの最上位ビットの値が出力されているＲＣ７の周波数は１８７５００／６５５３６≒２８６０Ｈｚ（周期は約３５０ｍｓｅｃ）です。
その下位のＲＣ６の周波数は約５７２０Ｈｚ（周期は約１７５ｍｓｅｃです）。
さきほどのオシロ画像と同じように見えますがさきほどの画像は水平時間軸が１００ｍｓで今回は５０ｍｓになっています。
プリスケーラの値を１：３２にして再実行しました。
２０行の＄８５を＄８４に書き換えてＲＵＮしました。
上のプログラムの実行結果です。
プリスケーラを１：３２にしましたからカウンタの入力周波数は１２ＭＨｚ／３２＝３７５ＫＨｚになります。
カウンタの最上位ビットの値が出力されているＲＣ７の周波数は３７５０００／６５５３６≒５７２２Ｈｚ（周期は約１７５ｍｓｅｃ）です。
その下位のＲＣ６の周波数は約１１４４４Ｈｚ（周期は約８７ｍｓｅｃです）。
オシロの水平時間軸は２０ｍｓです。
プリスケーラの値を１：１６にして再実行しました。
２０行の＄８４を＄８３に書き換えてＲＵＮしました。
上のプログラムの実行結果です。
プリスケーラを１：１６にしましたからカウンタの入力周波数は１２ＭＨｚ／１６＝７５０ＫＨｚになります。
カウンタの最上位ビットの値が出力されているＲＣ７の周波数は７５００００／６５５３６≒１１４４４Ｈｚ（周期は約８７ｍｓｅｃ）です。
その下位のＲＣ６の周波数は約２２８８８Ｈｚ（周期は約４４ｍｓｅｃです）。
オシロの水平時間軸は２０ｍｓです。
波形を見るとＣＨ１は左側の１波は９２〜９６ｍｓぐらいで次の１波は８０ｍｓちょうどぐらいに見えます。
２波を合わせると１７６ｍｓぐらいなので大体計算が合います。
ＣＨ２はＣＨ１には同期していますがデューティ比が５０％からかなりずれています。
これはＴｉｍｅｒ０の誤差ではありません。
理由があります。
その原因はＵＳＢ通信です。
ＰＩＣＵＳＢＩＯ用のＢＡＳＩＣインタプリタのＵＳＢ通信はＨＩＤ方式です。
ＨＩＤ方式は特別のドライバをインストールする必要がなく簡便なのですが欠点は通信速度が遅いことです。
それを確認するために下のプログラムを実行してみました。
ＰＯＲＴＣから００とＦＦを交互に出力するだけのプログラムです。
上のプログラムの実行結果です。
ＰＯＲＴＣに１回アクセスするのに２ｍｓかかっています。
これがＰＩＣＵＳＢＩＯ用ＢＡＳＩＣインタプリタのちょっと弱いところです。
Ｔｉｍｅｒ０のプログラムではＴＭＲ０Ｌにアクセスして次にＴＭＲ０Ｈにアクセスして次にＰＯＲＴＣにアクセスしてそれを繰り返します。
つまりＰＯＲＴＣからデータを１回出力するのに６ｍｓかかる計算です。
その周期が長いときは目立ちませんがさすがに周期が８８ｍｓ、４４ｍｓということになるとその影響は無視できなくなります。
今回のＴｉｍｅｒ０のテストプログラムではプリスケーラを使ってさらに１６ビットモードでその上位バイトのデータを読んでそれをＰＯＲＴＣから出力するようにしたのはその理由からです。
遅い！遅過ぎる！
とお考えかもしれませんが。
ＰＩＣＵＳＢＩＯ用ＢＡＳＩＣをＰＩＣの入門用ツールとして考えれば遅いという欠点を埋めてもなお余りある利点が大いにあると思うのですがいかがでしょうか？
ＰＩＣＵＳＢＩＯ用ＢＡＳＩＣインタプリタのｐｉｃｏｕｔ、ｐｉｃｉｎを使ってＰＩＣのレジスタに直接アクセスするという試みはまだ始まったばかりです。
回が進むにつれて、きっと「いいぞ、いいじゃないの」と思っていただけると確信しております。
ＰＩＣ−ＵＳＢＩＯ ｕｓｉｎｇ ＢＡＳＩＣ［第６５回］
２０２２．９．２９ｕｐｌｏａｄ
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