カテゴリー: DIY

　ステッピングモーターをPICでコントロールするにあたって、
　スピードをボリュームでコントロールするためにはAD変換が
　必要になります。
　例のHPと参考書を見ながら、試作の回路でトライです。
　やっと、AD変換のめどがつきました。
　スピードをコントロールするのに、周波数を可変する必要
　があります。AD変換で、PICの生成周波数を１５００ｈｚか
　ら１００ｈｚぐらいまで、可変できるめどがつきました。
　プログラムでは、AD変換で取り込んだ値を５倍して、ミリボルト
　の表示をしてあります。この変数を多少変更すると、周波数
　の変更に使えると思います。
　テストに使ったプログラムです。
　ボルトの表示に使ったLCDも思った動作をさせることができず、
　やっとバックライトの配線を含め、正常動作するようになりました。

　テストに使ってるボードは、例の教科書の付属品です。

　
　いろいろ試作をするのには便利です。ブレッドボードもありますが、
　ある程度作ってあった方がいいのかもしれません。

　現在使用しているフリーのコンパイラで、＿＿ｄｅｌａｙ＿μｓ（）
　という単なる待ち時間の関数が使える。以前から使えたのか、
　あるヴァージョンかから使えるようになったのかは、分から
　ないが、前述の教科書のように自分で関数をつくらなくて
　いいので便利だし、結構使う関数だと思う。
　ただ、実際のところ、どのぐらい時間なのか、あれこれやって
　いるプログラムで簡易的に測定してみた。
　ＰＩＣで
　for(;;){
RA1=1;
__delay_us(1);
RA1=0;
__delay_us(1);
}
　のプログラムを実行すると、矩形波が生成できるので、
　__delay_us(１)と__delay_us(２)と赤の部分を変更して、両者
　の差を見てみると、たぶん、実際の待ち時間が分かる。
　Ｃの場合は、１命令の実行時間がわからないので、命令
　の実行時間を相殺しないと、実待ち時間が分からないよう
　に思う。
　__delay_us(１)のオシロの画面で、Ｈの時間は、約４０μｓ。

　__delay_us(２)のオシロの画面で、Ｈの時間は、約５６μｓ。

　５６－４０で、__delay_us(１)の実時間は、１６μｓということになる。
　約１６倍の待ち時間である。ちなみに、__delay_us(３)にしてみると、
　Hの時間が約７２μｓなので、１６μｓずつ増えている。
　やはり、細かい制御をするには、命令のクロック数の分かって
　いるアセンブラー。でも、アセンブラーは、私には、超難解。
　Cが似合ってる。

　PICのプログラミングを再開するにあたって、困ったののが、
　コンパイラと呼ばれるソフトです。教科書についていたCDに
　入っていましたが、なくしてしまいました。
　有料のを使えばいいのでしょうが、そこまで本格的でないので、
　FREEのソフトを使いたかったのですが、時間の経過とともに、
　便利に使ってたソフトは、バージョンアップしてしまい、HPから
　すぐにはDLできませんでした。
　現在は、すぐDLできるのはMPLAB® X　IDEという最新のもの
　でした。いろいろ探すと、古いソフトをためたアーカイブという
　ところに以前のものがありました。
　Cのコンパイラも同梱されている８．８４をインストールしました。
　さらに、このバージョンを使ってる方のHPがありました。
　やりたいことのプログラムのサンプルがあり、同じ開発環境
　なので、そのまま使わせてもらいました。
　以前から使っていた教科書も引っ張り出しました。

　この本についていたCD（どっかにしまい忘れ）がほしくて
　同じものを購入しましたが、なんと、新しい本には、CDが同梱
　されてなくて発売元のHPから、DLするようになってました。
　これなら、同じも買わなくてもよかったです。
　ジェジェジェです。

　＝＝PWMモード＝＝
　理屈の理解がいまいちでしたが、サンプルプログラムの変数
　を変えて、PWMモードで、パルスを発生させてみました。
　/*****************************
STEP20_PWMMode.c
*****************************/
#define _LEGACY_HEADERS//以前のヘッダーファイルにするための宣言これがないと古いのではエラーに
// インクルードファイルの読み込み
#include // コンフィギュレーションワードの設定（下の新しい設定ではエラーになるので、以前の設定で）
__CONFIG(UNPROTECT & LVPDIS & BOREN & MCLRDIS & PWRTEN & WDTDIS & INTIO);
//#pragma config CPD=OFF , LVP=OFF , BOREN=ON , MCLRE=ON , PWRTE=ON , WDTE=OFF , FOSC=INTOSCIO
(この宣言は、新しいコンパイラ用。古いのでは、エラーになるので、コメントアウト）
// プロトタイプ宣言
void InitPWM (void);
void InitTimer2 (void);
// メイン関数
void main (void)
{
// 1,2,17,18端子を入出力端子に設定
CMCON = 0x07;
// 電圧レベルの初期設定
PORTA = 0xFF;
PORTB = 0xFF;
// 入出力設定
TRISA = 0x20;
TRISB = 0x00;
// PWMモード設定関数の呼び出し
InitPWM();
// タイマ2設定関数の呼び出し
InitTimer2();
// 永久ループ（これがないとプログラムが終わって
　　　　　　　　　　　　　パルスが持続しない。）
while(1)
{
}
}
// PWMモード設定関数
void InitPWM (void)
{
// RB3端子を出力端子に設定
TRISB3 = 0;
// CCPのモードをPWMモードに設定
CCP1M3 = 1;
CCP1M2 = 1;
CCP1M1 = 0;
CCP1M0 = 0;
// 周期を100μ秒に設定（99 + 1μ秒）
//PR2 = 0b01100011;//99μ+ 1μ秒(10khz)
//PR2 = 0b11000111;//199μ+ 1μ秒(5khz)
PR2 = 0b11111110;//254μ+ 1μ秒(985hz プリスケラー４)
// Hの時間を99μ秒に設定（396 × 0.25μ秒）
//CCPR1L = 0b01100011;99μ
//CCPR1L = 0b00110010;//50μ
//CCPR1L = 0b000011001;//25μ
//CCPR1L = 0b000000101;//10μ
CCPR1L = 0b00000101;//5μ
CCP1X = 0;
CCP1Y = 0;
}
// タイマ2設定関数
void InitTimer2 (void)
{
// プリスケーラ値を1に設定
//T2CKPS1 = 0;
//T2CKPS0 = 0;
// プリスケーラ値を4に設定
T2CKPS1 = 0;
T2CKPS0 = 1;
// TMR2レジスタをクリア
TMR2 = 0;
// タイマ2起動
TMR2ON = 1;
}
　パルス幅５μｓにして、周期を変えてみました。
　　　　　　　 PR2レジスタ・・・・・・・周期（周波数）の設定
　　　　　　　CCPR1Lレジスタ・・・・・・・・パルスの時間を設定
　目的の周波数にするのに、段階的にPR2レジスタの数値
　を大きくしていきましたが、すんなりと周波数を大きくは
　できませんでした。「２５５」の壁がありました。２５６にする
　とこのまでは不具合が起きます。このままでは分からない
　のですが、２進数にすると一目瞭然です。
　　　２５５・・・・・　　　　11111111
　　　２５６・・・・・　　　100000000
　１０進数で、９から１０に変わるのとおなじように、桁数が
　ふえてしまうのです。PR2レジスタは、８桁の２進数しか
　収納できないので、これだけでは、２５６以上の数値は、
　収納できません。しかし、便利な機能があって、プリスケラ-
　という数え方を何分の一かにする機能があります。
　
　これと組み合わせると、周期（周波数）をさらに何分の一
　かにできます。
　　　　PR2に２５４（実際は＋１されるので、２５５を格納）
　　　　CCPR1Lで５μｓ幅のパルスに設定
　　　　T2CKPS1 = 0;T2CKPS0 = １;でプリスケラ-を４に設定
　プリスケラ-は１，４，１６の設定しかないようですので、４
　
　に設定して、数え方を１／４にして、
　やっと目的が果たせます。

　パルスを作るのにPICで、自分でプログラムを組みましたが、
　自分でプログラム作らなくても、CCPモードというのがあって、
　このなかにPWMモードという機能があって、パラメーター
　さえ設定してやれば、パルスの生成ができるようです。
　ただ、その設定のパラメーターの与え方は、私には複雑で、
　まだ、よく理解できません。いずれ、マスターしたいと思いますが、
　とりあえず、自作のプログラムでも動いたので、今日もあれこれ
　やりました。
　今日は、
　
　の赤矢印（LOWの時間）の時間を変えることで、パルスの周波数を
　変えてモーターの動きを試してみました。
　２０００HZのパルスで回転させていたときは、回転中にモーターの
　軸を指で持つと、回転をストップすることができました。
　このモーター壊れているのかのかなと思いましたが、
　約１５００HZぐらいに落とすと、手で止められないくらいのトルク
　がでました。どうやら、設定があってなかったようです。
　１５００HZから２００HZぐらいまで、段階的に変えてみましたが、
　うまく動いたようです。
　この間で、周波数を変更できれば、スピードのコントロール
　ができそうです。
　PICで可変抵抗を使うには、AD変換が必要なので、
　次なる課題は、AD変換のプログラムです。

　PICのプログラムについて、少しずつ思い出してきました。
　とはいっても、完全にマスターなどしている訳ではないので、
　何年か前の水準にもどっただけです。
　今日は、PICで、ステッピングモーターのパルスを発生さて、
　中古のステッピングモーターを回してみました。
　UDK2120の取説には、必要なパルスの要件は、
　
　

　とありました。アセンブラでプログラムを組むと、命令に必要な
　クロック数から細かい設計もできるのでしょうが、Cからは、
　ちょと面倒で、私にはできません。ということで、実際にプログラム
　しては、動かしてみて、オシロデ確認して組みました。
　/******************************************
2014-10-15
PULSE SEISEI
********************************************/
#include __CONFIG(UNPROTECT & LVPDIS & BOREN & MCLRDIS & PWRTEN & WDTDIS & INTIO);
void WaitTime1 (void);
void WaitTime2 (void);
int dummy;
void main(void){
PORTA=0x00;//PORTAをLOWに
PORTB=0x00;//PORTBをLOWに
TRISA=0x08;//0000 1000 PORTAを出力に（RA３は入力に）
TRISB=0x00;//0000 0000 PORTBを出力に
CMCON=0x07; //1,2,17,18コンパレーターオフ　汎用端子を入出力へ
//パルスの生成
for(;;){
RA1=1;
dummy=1;//待ち時間だけHIGHに
dummy=1;
RA1=0;
WaitTime2();//待ち時間だけLOWに
}
}
// 待ち時間関数の呼び出し
void WaitTime1 (void){
int cnt1=1;
while(cnt1 > 0){
cnt1--;}
}
void WaitTime2 (void){
int cnt2=20;
while(cnt2 > 0){
cnt2--;}
｝
　やってることは単純なことで、一つの端子の出力を、オン、オフ
　をしているだけです。ただ、当初予定していた二つの待ち時間
　の関数を使おうとしましたが、この関数を使うと、パルスの幅
　が５０μｓぐらいになるので、dummy=1という数字を代入すると
　いう意味のない命令を一つ実行するだけで、だいたい、取説
　にあった５μｓの幅になりました。
　WaitTime2（）の関数で、待ち時間のカウンターを２０にすること
　で、パルスの周波数が約２ｋHになりました。
　２ｋHだと約２４０ｒｐｍ/ｍの早さで回るようです。
　
　これで、目的にまた一歩近づきました。

　ちょっとした制御をPICでやろうとまた思いたちました。以前
　ハンダゴテタイマーをPICで作りましたが，そのプログラムを
　見てみると，全く忘れてしまいました。
　そこで，また，最学習することに・・・・・・・・。
　今回もプログラミング言語は「C」を使いますが，PICの細かい設定
　とうについて，全く忘れてしまいましたので，備忘録代わりに，
　メモ帳代わりに記録していきます。
　以前使った１６F６２７Aです。
　PORTAレジスタ・・・・ポートAの出力端子の電力レベルの設定
　　　　　　ポートAの出力端子（RA７～RA0）
　　　　例　一括設定
　　　　　　　　PORTA=Ob００００００００（RA7～RA０が０Vに設定）
　　　　　　　　　　　　　０ｂ・・・2進数
　　　　　　　　　　　　　０・・・・・・８進数
　　　　　　　　　　　　　０ｘ・・・・・１６進数　　　　　　　　　　　　
　　　　　　単独の設定　　　　　　　
　　　　　　　　RA０＝０（RA０を０Vに設定）
　　PORTBレジスタも同様の設定
　TRISAレジスタ・・・・RA各端子の入出力の設定
　　　　　　　　　　　　　０を書き込むと出力端子になる
　　　　　　　　　　　　　１を書き込むと入力端子になる
　　　　例　一括設定
　　　　　　　　TRISA=０ｂ００００００００（RA７～RA０が出力端子に）
　　　　　　　単独の設定　　　　　　
　　　　　　　　TRISA３＝０　　（RA3を出力端子に）
　　　　　　（16F627Aの場合RA5は入力専用なので，必ず入力に）
　　CMCONレジスタ・・・・・・汎用端子の役割設定
　　　　　　　CMCOM=０ｘ０７　（下位３ビットを１に設定することで
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１，２，１７，１８端子を入出力端子
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　に設定）
　
　　今日は，

　
この本で，ここまで復習。
　プログラムを覚え初めの頃，
　　　　A=A+１
　という表記が納得いきませんでした。数学や算数では，成り立ちません。
　この場合，「＝」はイコール（等しい）ではなくて，代入するという
　意味です。ちなみに等しいかどうかの判別は，「＝＝」イコール
　を二つ並べます。プログラム覚え立ての頃，ここではまりました。
　IF（A=1）｛処理１｝
　こんな風に書いて思った結果がでませんでした。これだと，Aに１が
　代入されてしまいます。正しくは，
　IF(A==１）｛処理１｝
　でした。