第八章 二つのPICをサブCPUにする


二つのPICをサブCPUにする

PIC16F690を２つ利用して、２つのCPUにコマンドを送り、動作させる。
３軸加速度センサーを角度に変換する、カラーセンサーの値とその結果を報告(RGB,silver)、カラーLED表示、プッシュスイッチ(2つ)、RS232CのLCDディスプレイなどのコントロールを一気に受け持ちます。

まず1つのPICと接続してテストしてみる


 scl(11)とsda(13)は2.2kΩでプルアップしています。それ以外はチェックのため10kΩを繋げています。実際に使うときにこの値を用いるという意味ではありません。
タクトスイッチの上部から伸びている黄色の線はA/Dコンバーターのチェック用です。繋ぐとVdd/2が供給されます。繋がないと当たり前ですがプルアップしているからVddの電圧になります。


I2Ccheck.cpp
#include "common.h"
#include "primary.h"
#include "interruptClass.h"

#include "PICi2c.h"

BYTE getSW();        //スイッチ読み込み
void startInit(char* str);

extern "C"
{
  unsigned char getch();
  char getchar();
}

PICi2c comm;
Timer tm;

union {
  unsigned char read_data[14];       // read data
  struct {
    char status, status2;
    int ad[6];
  } an;
} dt;

char command0()
{
  char ch;
  comm.PIC_SWsetup(); // setup switch
  while(comm.PIC_SW() && !(ch=getch()));  // スイッチが押されるのを待つ
  LED(2);
  tm.wait(100);
  LED(0);
  if(ch==0xff) ch='0';
  return ch;
}

char command1()
{
  char ch;
  comm.PIC_getData(0x10, 0);   // A/D converter
  while(!(ch=getch()))
  { 
    comm.PIC_getData(0x11, 0, dt.read_data, 14);   // A/D converter
    for(int i=0; i<6; i++) printf("%4d ", dt.an.ad[i]);
    printf("\n"); 
  }  
  LED(2);
  tm.wait(100);
  LED(0);
  return ch;
}

char command2()
{
  printf("\nDigital inputテスト ***\n");
  int x; 
  char ch; 
 
  comm.PIC_getData(0x20, 0xff);   // 全ビット入力
  while(!(ch=getch()))
  {
     LED(2);
     x = comm.PIC_getData(0x22, 0x00);
     tm.wait(50);   // 
     LED(0);
     printf("%2x\n", x);
     tm.wait(50);   // 
  } 
  return ch;
}

void main()
{
  char cmd='0';
  startInit("\nPIC i2cテスト ***\n");
  printf("push switch and enter next command\n");
  while(true)
  {
    switch(cmd)
    {
      case '0': cmd = command0(); break;
      case '1': cmd = command1(); break;
      case '2': cmd = command2(); break;
      default:  cmd = getchar();  break;
    }
    printf("command %c\n", cmd);
  }
}

void startInit(char* str)
{
  init();
  LED(1);  // 緑
  while(!getSW() );
  LED(0);
  printf(str);
}

 1 
 2 
 3 
 4 
 5 
 6 プロトタイプ宣言
 7 
 8 
 9 
10 C言語関数のプロトタイプ宣言
11 
12 キーボード入力チェック
13 一文字入力
14 
15
16 PICと通信するオブジェクト
17 タイマーオブジェクト
18
19 A/Dコンバータのデータコピー領域
20
21
22 
23 バイトデータをintにする
24 
25 
26 
27 PICのタクトスイッチが押されたかどうかをチェックする
28 
29 
30 
31 Teratermからキーが押されても抜ける
32 
33 
34 
35 タクトスイッチが押された場合コマンド0を続ける
36 それ以外はそのコマンドに移行する
37 
38 
39 6チャンネルのA/Dコンバータの値を読む
40 PA0-2、PC0-2の6ポートを用いる
41 
42 A/Dコンバータのセットアップ
43 キーボードが押されるまで実行を続ける
44 
45 データを読み込む
46 データの表示
47 
48 
49 
50 
51 
52 次のコマンドへ
53 
54 
55 デジタル入出力コマンド
56 ここでは入力のみをテストする
57 
58 
59 
60 
61 ポートC8bit全部をデジタル入力に設定
62 
63 
64 
65 データ入力
66 
67 
68 
69 
70 
71 次のコマンドへ
72 
73 
74 
75 
76 
77 
78 始めは強制的にコマンド0が実行される。
79 従ってPIC側のタクトスイッチを押すか
80 キーボードで次のコマンドを入力する必要がある。
81 
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85 
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88 
89 
90 
91 
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93 
94 
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96 
97 
98 
99


上級
データフォーマット：22byteの配列が必要です。
Data     0      1    2    3    4    5    6    7    8    9   10   11   12   13
    status status AN0H AN0L AN1H AN1L AN2H AN2L AN4H AN4L AN5H AN5L AN6H AN6L
                       X         Y         Z      距離L     距離R      温度
     14      15      16     17     18    19     20     21
   RedH  RedL  GreenH  GreenL  BlueH  BlueL   IntH   IntL



PICi2c.h
#ifndef _PICI2C
#define _PICI2C

#include "i2c.h"
#include "Timer.h"

class PICi2c : i2c
{
protected:
  unsigned char rdata[3];
  Timer tm;

public:
  unsigned char PIC_WRITE;
  unsigned char PIC_READ;
  PICi2c(unsigned w){
    w &= 0xfe;
    PIC_WRITE= w;
    PIC_READ = w+1;
  }
  PICi2c(){
    PIC_WRITE= 0xA0;
    PIC_READ = 0xA1;
  }
  
  void PIC_sendByte(unsigned  reg, unsigned  dt);
  unsigned char PIC_readByte(unsigned  reg);
  int PIC_getData(unsigned func, unsigned param, unsigned char Data[], unsigned n);
  int PIC_getData(unsigned func, unsigned param);
  int PIC_putchar(unsigned char);
  int PIC_putString(unsigned char* ch);
  int PIC_CheckStatus();
  void PIC_SWsetup();
  int PIC_SW();
  void PIC_EEPROMwrite(unsigned char address, unsigned char data);
  unsigned char PIC_EEPROMread(unsigned char address);
};
#endif

 1 
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 7 
 8 
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10 内部バッファ
11 
12 
13 
14 PICのWriteアドレス
15 PICのReadアドレス
16 アドレス設定
17 
18 
19 
20 
21 
22 デフォールトのアドレス
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ある意味手を抜いて作っており、たまたま動いているという可能性があるので十分プロトコルを理解してから使用してください。
PICi2c.cpp
#include "PICi2c.h"
#include "iodefine.h"
#include "cpu.h"
extern cpu CPU;

/* ----------------------------------------------------------------------
    PIC_sendByte
    PIC のレジスタに1バイト送信する
---------------------------------------------------------------------- */
void PICi2c::PIC_sendByte(unsigned  reg, unsigned  dt) {

    unsigned char rdt;

    i2c_waitBusFree();                      // i2c バス空き待ち
    do {
        i2c_setTransmitMode(3);             // マスタ送信モード
        i2c_sendStartCondition();           // i2c バスを開始条件にする
        rdt = i2c_sendByte(PIC_WRITE);      // スレーブアドレスを送信
    } while(rdt == 1);                      // デバイスからACKが返るまでガンバル
    i2c_sendByte(reg);                      // レジスタ番号を送信
    i2c_sendByte(dt);                       // データを送信
    IIC2.ICSR.BIT.TEND = 0;
    i2c_sendStopCondition();                // i2c バスを停止条件にする。
    i2c_setTransmitMode(0);                 // スレーブ受信モードにする
}

/* ----------------------------------------------------------------------
    PIC_readByte
    PIC のレジスタから1バイト受信する
---------------------------------------------------------------------- */
unsigned char PICi2c::PIC_readByte(unsigned  reg) {

    unsigned char rdt;

    i2c_waitBusFree();                      // i2c バス空き待ち
    do {
        i2c_setTransmitMode(3);             // マスタ送信モード
        i2c_sendStartCondition();           // i2c バスを開始条件にする
        rdt = i2c_sendByte(PIC_WRITE);  // スレーブアドレスを送信
    } while(rdt == 1);                      // デバイスからACKが返るまでガンバル
    i2c_sendByte(reg);                      // レジスタ番号を送信
    i2c_setTransmitMode(3);                 // マスタ送信モード
    i2c_sendStartCondition();               // i2c バスを開始条件にする
    i2c_sendByte(PIC_READ);             // スレーブアドレスを送信
    i2c_setTransmitMode(2);                 // マスタ受信モード
    IIC2.ICSR.BIT.TDRE = 0;
    rdt = i2c_receiveByte(1, 1);            // ACK=1, RCVD = 1で受信する。
    i2c_sendStopCondition();                // i2c バスを停止条件にする。
    IIC2.ICCR1.BIT.RCVD = 0;
    i2c_setTransmitMode(0);                 // スレーブ受信モードにする

    return(rdt);
}

/* ----------------------------------------------------------------------
    PIC_getData
    PIC からデータをｎバイト受信する
---------------------------------------------------------------------- */
int PICi2c::PIC_getData(unsigned func, unsigned param, unsigned char Data[], unsigned n)
{
  int i, n1;
  unsigned char rdt;
  n1 = n-1;
  i2c_waitBusFree();                    // i2c バス空き待ち
  i=0;
  do {
    i2c_setTransmitMode(3);             // マスタ送信モード
    i2c_sendStartCondition();           // i2c バスを開始条件にする
    rdt = i2c_sendByte(PIC_WRITE);      // スレーブアドレスを送信
    if(i++ == 1000) {                   // 返事が無かったらあきらめる
      //break;
      i2c_sendStopCondition();          // i2c バスを停止条件にする。
      i2c_setTransmitMode(0);           // スレーブ受信モードにする
      return 2;
    }
  } while(rdt == 1);                    // デバイスからACKが返るまでガンバル
  i2c_sendByte(func);                   // レジスタ番号を送信
  i2c_sendByte(param);
  i2c_sendStartCondition();             // i2c バスを開始条件にする
  i2c_sendByte(PIC_READ);               // スレーブアドレスを送信
  i2c_setTransmitMode(2);               // マスタ受信モード
  for(i=0; i< n; i++) {
    IIC2.ICSR.BIT.TDRE = 0;
    if(i==n1) Data[i] = i2c_receiveByte(1, 1); // ACK=1, RCVD = 1で受信する。
    else Data[i]  = i2c_receiveByte(0, 0); 
    IIC2.ICCR1.BIT.RCVD = 0;
  }
  i2c_sendStopCondition();                // i2c バスを停止条件にする。
  i2c_setTransmitMode(0);                 // スレーブ受信モードにする
  return 0;
}

int PICi2c::PIC_getData(unsigned func, unsigned param)
{
  PIC_getData(func, param, rdata, 1);
  return rdata[0];
}

int PICi2c::PIC_putchar(unsigned char ch){
  int x= PIC_getData(0x30, ch, rdata, 1);
  do {
	PIC_getData(0, 0, rdata, 1);
  } while(rdata[0]);
  for(int j=0; j<200; j++) CPU.delay(60000);  
  return x;
}

int PICi2c::PIC_putString(unsigned char* ch){
  int i, x;
  for(i=0; ch[i]!=0; i++) 
    PIC_getData(0x40+i, ch[i], rdata, 1); 
  x = PIC_getData(0x31, 0, rdata, 1); 
  return x;
}
int PICi2c::PIC_CheckStatus(){
  PIC_getData(0, 0, rdata, 1);
  return rdata[0];
}

void PICi2c::PIC_SWsetup(){
  PIC_getData(0x01, 0, rdata, 1);
}
int PICi2c::PIC_SW(){
  PIC_getData(0x02, 0, rdata, 1);
  return rdata[0];
}

void PICi2c::PIC_EEPROMwrite(unsigned char adr, unsigned char data)
{
  PIC_getData(0x60, adr, rdata, 3);
  tm.waitUS(1500);
  PIC_getData(0x61, data, rdata, 3);
  do{
    PIC_getData(0, data, rdata, 3);
  } while(rdata[0]);      
}
unsigned char PICi2c::PIC_EEPROMread(unsigned char adr)
{
  PIC_getData(0x60, adr, rdata, 3);
  tm.waitUS(1500);
  PIC_getData(0x62, adr, rdata, 3);
  do{
    PIC_getData(0, adr, rdata, 3);
  } while(rdata[0]);
  return rdata[1];
}

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PIC16f690側のプログラム

ここではmikroCというPIC専用のコンパイラを用います。お金を払わなくてもちょっとした小さいプログラムならば（2Kワードサイズのプログラムまで無償利用可能）、快適に使えます。ここではV5.61を用いました。他のコンパイラでは多少ソースプログラムの変更が必要になりますが、原理が分かっていれば簡単なことでしょう。


main.c
// I2Cをハードを用い、割り込み処理を行う
// ハードでのslave動作。
// H8-36064からアクセスからリクエストされ、データを送り返す
// AD : RA0-RA2, RC0-2
// Digital: RC0-7
// SW : RA3
// I2C: RB4, RB6
// LCD: RB7

調整中


おまけ PICをサブCPUにする(C言語編)


取りあえずのHexファイル(右クリックして「対象をファイルを保存」し、ファイル名の拡張子をtxtからhexに変更する)

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