A/D変換の動作確認（３）

多入力のA/D変換法について

A/D変換器のポートを選ぶ
A/D変換器の入力ポートですが、PIC16F877は、(RA0/AN0)，(RA1/AN1)， (RA2/AN2)，(RA3/AN3)，(RA5/AN4)，(RE0/AN5) ， (RE1/AN6) ， (RE2/AN7) の全８ポートあります。ここでは、例として(RA0/AN0) ，(RA2/AN2)，(RA3/AN3)を使う設定とします。「A/D変換の制御法」の表３．A/D ポートの設定表にて、A/Dポートの設定を確認します。PCFGx＝「0000」のとき、全RA，および全REポートがA/D変換入力ポートとなります。また、PCFGx＝「0010」のとき、全RAポートがA/D変換入力ポートとなり、REポートはディジタル入出力ポートになることが分かります。その他に、PCFGx＝「1001」のとき、全RAポートとRE0ポートがA/D変換入力ポートとなり、RE1,RE2ポートはディジタル入出力ポートになることが分かります。ここでは、REポートまでA/D変換ポートにする必要性はありませんので、PCFGx＝「0010」を選択します。
ここで、 「A/D変換の制御法」の表１．ＡＤＣＯＮ０レジスタの機能説明表にて、アナログチャネル指定ビットを、
CHSx＝「000」とすることで、ＣＨ０（ＲＡ０）の指定になります。
CHSx＝「010」とすることで、ＣＨ２（ＲＡ２）の指定になります。
CHSx＝「011」とすることで、ＣＨ３（ＲＡ３）の指定になります。

A/D結果レジスタの右／左詰めについて
これまでの例と同様に、結果を右詰めにします。したがって、
ADRESH＜１：０＞→PortB＜１：０＞
ADRESL＜７：０＞→PortD＜７：０＞
という配置に出力させます。
すなわち、１０ビットのＭＳＢから順に＜RB1，RB0，RD7，RD6，・・・，RD0＞とします。

A/D変換のクロックの選択
「A/D変換の制御法」の表４．A/D変換用クロックの選択を参照してください。２０ＭＨｚのシステムクロックでは、Fosc/32を選択することになります。よって、ADCS1＝「１」，ADCS0＝「０」と決まります。

ADCON0レジスタの決定
（「A/D変換の制御法」の図１．　ADCON0レジスタの構成を参照してください）

ＣＨ０（ＲＡ０）の場合（初期設定時）

• bit7：　A/D変換クロック（Fosc/32）指定より　ADCS1＝「１」
• bit6：　A/D変換クロック（Fosc/32）指定より　ADCS0＝「０」
• bit5：　アナログチャネルＣＨ０（ＲＡ０）指定より、CHS2＝「０」
• bit4：　アナログチャネルＣＨ０（ＲＡ０）指定より、CHS1＝「０」
• bit3：　アナログチャネルＣＨ０（ＲＡ０）指定より、CHS0＝「０」
• bit2：　A/D 変換ステータスビット（初期設定時は「０」としておく）
• bit1：　機能なし（とりあえず「０」とでもしておく）
• bit0：　A/D ON ビット（初期設定時は「０」としておく）

ということで、ADCON0→Ｂ’１０００００００’　（８０Ｈ）


ＣＨ２（ＲＡ２）の場合（初期設定時）

• bit7：　A/D変換クロック（Fosc/32）指定より　ADCS1＝「１」
• bit6：　A/D変換クロック（Fosc/32）指定より　ADCS0＝「０」
• bit5：　アナログチャネルＣＨ２（ＲＡ２）指定より、CHS2＝「０」
• bit4：　アナログチャネルＣＨ２（ＲＡ２）指定より、CHS1＝「１」
• bit3：　アナログチャネルＣＨ２（ＲＡ２）指定より、CHS0＝「０」
• bit2：　A/D 変換ステータスビット（初期設定時は「０」としておく）
• bit1：　機能なし（とりあえず「０」とでもしておく）
• bit0：　A/D ON ビット（初期設定時は「０」としておく）

ということで、ADCON0→Ｂ’１００１００００’　（９０Ｈ）


ＣＨ３（ＲＡ３）の場合（初期設定時）

• bit7：　A/D変換クロック（Fosc/32）指定より　ADCS1＝「１」
• bit6：　A/D変換クロック（Fosc/32）指定より　ADCS0＝「０」
• bit5：　アナログチャネルＣＨ３（ＲＡ３）指定より、CHS2＝「０」
• bit4：　アナログチャネルＣＨ３（ＲＡ３）指定より、CHS1＝「１」
• bit3：　アナログチャネルＣＨ３（ＲＡ３）指定より、CHS0＝「１」
• bit2：　A/D 変換ステータスビット（初期設定時は「０」としておく）
• bit1：　機能なし（とりあえず「０」とでもしておく）
• bit0：　A/D ON ビット（初期設定時は「０」としておく）

ということで、ADCON0→Ｂ’１００１１０００’　（９８Ｈ）


ADCON1レジスタの決定
（「A/D変換の制御法」の図２．　ADCON１レジスタの構成を参照してください）

ADCON1レジスタの内容の決定

• bit7：　A/D 結果フォーマットセレクト：右詰＝「１」
• bit6：　機能なし（とりあえず「０」とでもしておく）
• bit5：　機能なし（とりあえず「０」とでもしておく）
• bit4：　機能なし（とりあえず「０」とでもしておく）
• bit3：　PCFG3＝「０」　上記（１）の項目を参照
• bit2：　PCFG2＝「０」　上記（１）の項目を参照
• bit1：　PCFG1＝「１」　上記（１）の項目を参照
• bit0：　PCFG0＝「０」　上記（１）の項目を参照

ということで、ADCON1→Ｂ’１０００００１０’　（８２Ｈ）


ハード側の接続について
A/D変換の結果を簡単に確認するためＬＥＤを接続し点灯させます。LEDの接続ポートですが、先ほどの例のように私のターゲットボードでは、PortBとPortDが隣り合って並んでいますので、図１のように１０ビットのＭＳＢから順に＜RB1，RB0，RD7，RD6，・・・，RD0＞と接続します。
また、A／D変換入力ポートは３つありますので、ＲＣポートのＬＥＤを点灯させることで、どのポートでA/D変換が行われているかを確認できるようにしました。すなわち、ＣＨ０のときがＲＣ０、ＣＨ２のときがＲＣ２、ＣＨ３のときがＲＣ３ポートのＬＥＤを点灯するようにします。
A/D変換入力の３端子ですが、簡単のためそれぞれ１０ｋΩの可変抵抗を接続し、０〜５Ｖの可変電圧を入力できるようにしました。アナログソースの最大推奨インピーダンスは 10kΩですから、それより大きい抵抗値は好ましくありません。

図１．多入力A/D変換の動作確認回路

アナログ入力端子ですが、テスタなどを接続してアナログの電圧値が分かるようにします。また、アナログ入力電圧が安定しない場合には、１０ｋΩの可変抵抗に ０．１μＦ程度のセラミックコンデンサを接続するとよいでしょう。


多入力A/D変換動作の確認プログラム
図２に複数入力のA/D変換動作のフローチャートを示します。
プログラムの解説については、「プログラムの説明（３）」の項をご参照ください。

図２．A/D変換プログラム（３）
フローチャート

（注）以下に示すプログラムには、ホームページ画面作成の都合上、空白として全角文字のスペースなどが挿入されています。したがって、下記プログラムリストをそのままコピーしてMPLABのソースファイルとされた場合には、エラーとなることがあります。

→ここをクリックして、下記のプログラムをダウンロードするようにしてください。
　　ファイル名：「adconv3.asm」　サイズ５．４０ｋバイト

→ここをクリックして、下記のオブジェクトファイルをダウンロードするようにしてください。
　　ファイル名：「adconv3.hex」　サイズ４８４バイト

【プログラムの説明（３）】
このプログラムについて、順を追って解説を加えておきましょう。

（１）プロセッサの種別指定
定義の仕方は「PROCESSOR」か「LIST」命令を使って設定します。ここで指定するプロセッサ名称は、パッケージの種類を示すサフィックス（最後の英記号の部分）は不要です。

　　　PROCESSOR　　PIC16F877
　　　　または
　　　LIST　　P=PIC16F877

（２）標準ヘッダーファイルのインクルード
標準ヘッダーファイルとは、各プロセッサが持っているＳＦＲ（Special Function Register）をラベル（記号）で使える様にするため、ラベルとハードウェアの場所とを定義しているファイルです。標準ヘッダーファイルは　「プロセッサ名．INC」というファイル名で統一されて、MPLABのディレクトリに格納されています。従って、これのインクルード方法は下記のようにして行います。
一度、参考までに標準ヘッダーファイルの内容をエディタ等で見ておくことをお勧めします。

　　　INCLUDE 　　　P16F877.INC
　　　　または
　　　#INCLUDE　　　P16F877.INC

（３）変数定義とレジスタ割付
レジスタファイルアドレスを指定するときに、アドレス数値を直接指定することもできますが、数値だけでは間違いも多く、プログラム自身も分かりにくくなってしまいます。そこで、ＥＱＵ命令などを使ってラベルを設定し変数を定義します。レジスタファイルアドレスは、７ビットあるので、００〜７Ｆまで最大１２８個のレジスタが指定できますが、実際に物理的に実装されて汎用的に使用できるレジスタ数はデバイスによって異なっていますので注意が必要です。
ＰＩＣ１６Ｆ８７７の汎用レジスタのアドレスは、２０Ｈ〜７ＦＨ
となっていますので、２０Ｈ以降のアドレスに割り付けます。

（４）プログラムの開始番地の指定
「ORG」はプログラムの開始番地を指定する擬似命令で、ORG以下の実際のプログラム命令が格納されるプログラムメモリ内の位置（アドレス）を指定します。

　　　ORG　　0　　;0番地から格納することを示します。

コンピュータは一般に電源投入時やリセットをすると必ず0番地からスタートするようになっているので、0番地には必ず命令があることが必要です。

（５）Bank 1 へ切替
PICには各種の動作モードを設定するための Special Register と呼ばれるものが用意されています。PICを動作させるためには、まずこのSpecial Registerの設定から始めます。そしてそれらは全て、Register File と呼ぶメモリとして用意されています。その Register Fileは Bank0, Bank1, Bank2, Bank3 とよばれるアドレス空間をもっているため、多少アクセスの仕方が面倒です。つまりRESET後の通常はBank0となっているので、Bank1側のレジスタにアクセスするときはBankの切替えをしてからとなります。またBank0とBank1に同じ物があるときにはどちらでも同じ様に使えます。
Bank1へ切り替える方法ですが、「STATUS」レジスタにある２ビットのRP0、RP1を変えてBankを指定します。デフォルトは、Bank0です。表１にＢａｎｋとＲＰ１，ＲＰ０ビットとの関係を示します。Bank1へ切り替えるためには、ＲＰ０ビットを「１」にします。（ＲＰ１はデフォルトで「０」なので変える必要はない。）

　BSF　　　　STATUS,RP0
「ＳＴＡＴＵＳ」レジスタのＲＰ０ビットを「１」にする。

（６）RA0〜RA5のポートをアナログ、結果右詰
A/D変換器の入力ポートとして、(RA0/AN0)，(RA2/AN2)，(RA3/AN3)を使います。ここで、「A/D変換の制御法」の表３．A/D ポートの設定表にて、A/Dポートの設定を確認します。PCFGx＝「0010」のとき、RA0〜RA5のポートがA/D変換入力ポートとなり、REポートはディジタル入出力ポートになることが分かります。A/D 結果フォーマットは右詰に設定します。

bit7：　A/D 結果フォーマットセレクト：右詰＝「１」
bit6：　機能なし（とりあえず「０」とでもしておく）
bit5：　機能なし（とりあえず「０」とでもしておく）
bit4：　機能なし（とりあえず「０」とでもしておく）
bit3：　PCFG3＝「０」
bit2：　PCFG2＝「０」
bit1：　PCFG1＝「１」
bit0：　PCFG0＝「０」
ということで、Ｂ’１０００００１０’　（８２Ｈ）をＷｒｅｇにロードする。


（７）ADCON1レジスタの設定
Ｗｒｅｇの内容をADCON1レジスタに上書きする。


（８）PortB，Ｃ，Dを 出力モードに設定
ＴＲＩＳＢ，ＴＲＩＳＣ，およびＴＲＩＳDレジスタは、ＣＬＲＦ（ｆレジスタをゼロクリアする命令）で出力設定となります。

　CLRF　　　TRISB
「ＴＲＩＳBレジスタをゼロクリアする。すなわち、ＰＯＲＴＢ全ポートを出力に設定する」

　CLRF　　　TRISC
「ＴＲＩＳＣレジスタをゼロクリアする。すなわち、ＰＯＲＴＣ全ポートを出力に設定する」

　CLRF　　　TRISD
「ＴＲＩＳDレジスタをゼロクリアする。すなわち、ＰＯＲＴＤ全ポートを出力に設定する」

なお、ＰｏｒｔＡの設定ですが、デフォルトがA/D入力ポートになりますので省略できます。


（９）Bank 0 へ戻す
動作モードの設定後は、Ｂａｎｋ０に戻しておきます。Bank1へ切り替えるためには、ＲＰ０ビットを「０」にします。（ＲＰ１はデフォルトで「０」なので変える必要はない。）

BCF　　　　STATUS,RP0
「ＳＴＡＴＵＳ」レジスタのＲＰ０ビットを「０」にする。すなわち、Ｂａｎｋ０に戻す。」


（１０）Fosc/32，CH 設定，A/D off
「A/D変換の制御法」の表４．A/D変換用クロックの選択を参照してください。内部ＲＣ発振回路を使用するＦｒｃ指定の場合は、システムクロックには影響されず、２〜６μｓの周波数になりますが、正確なクロック周波数ではなくなります。そこで、Fosc/2，Fosc/8，Fosc/32のどれかを選ぶことになります。システムクロックの周波数により、指定できる範囲が限られていますので注意が必要です。正しいA/D 変換のためには、必ずA/D 変換クロック（TAD）を、最小TAD 時間の1.6μｓ以上にする必要がありました。
２０ＭＨｚのシステムクロックでは、Fosc/32を選択することになります。
また、「A/D変換の制御法」の表１．ＡＤＣＯＮ０レジスタの機能説明表を参照してください。

アナログチャネル指定ビットですが、

CHSx＝「000」とすることで、ＣＨ０（ＲＡ０）の指定になります。

• bit7：　A/D変換クロック（Fosc/32）指定より　ADCS1＝「１」
• bit6：　A/D変換クロック（Fosc/32）指定より　ADCS0＝「０」
• bit5：　アナログチャネルＣＨ０（ＲＡ０）指定より、CHS2＝「０」
• bit4：　アナログチャネルＣＨ０（ＲＡ０）指定より、CHS1＝「０」
• bit3：　アナログチャネルＣＨ０（ＲＡ０）指定より、CHS0＝「０」
• bit2：　A/D 変換ステータスビット（初期設定時は「０」としておく）
• bit1：　機能なし（とりあえず「０」とでもしておく）
• bit0：　A/D ON ビット（初期設定時は「０」としておく）

ということで、ADCON0→Ｂ’１０００００００’　（８０Ｈ）


CHSx＝「010」とすることで、ＣＨ２（ＲＡ２）の指定になります。

• bit7：　A/D変換クロック（Fosc/32）指定より　ADCS1＝「１」
• bit6：　A/D変換クロック（Fosc/32）指定より　ADCS0＝「０」
• bit5：　アナログチャネルＣＨ２（ＲＡ２）指定より、CHS2＝「０」
• bit4：　アナログチャネルＣＨ２（ＲＡ２）指定より、CHS1＝「１」
• bit3：　アナログチャネルＣＨ２（ＲＡ２）指定より、CHS0＝「０」
• bit2：　A/D 変換ステータスビット（初期設定時は「０」としておく）
• bit1：　機能なし（とりあえず「０」とでもしておく）
• bit0：　A/D ON ビット（初期設定時は「０」としておく）

ということで、ADCON0→Ｂ’１００１００００’　（９０Ｈ）


CHSx＝「011」とすることで、ＣＨ３（ＲＡ３）の指定になります。

• bit7：　A/D変換クロック（Fosc/32）指定より　ADCS1＝「１」
• bit6：　A/D変換クロック（Fosc/32）指定より　ADCS0＝「０」
• bit5：　アナログチャネルＣＨ３（ＲＡ３）指定より、CHS2＝「０」
• bit4：　アナログチャネルＣＨ３（ＲＡ３）指定より、CHS1＝「１」
• bit3：　アナログチャネルＣＨ３（ＲＡ３）指定より、CHS0＝「１」
• bit2：　A/D 変換ステータスビット（初期設定時は「０」としておく）
• bit1：　機能なし（とりあえず「０」とでもしておく）
• bit0：　A/D ON ビット（初期設定時は「０」としておく）

ということで、ADCON0→Ｂ’１００１１０００’　（９８Ｈ）


（１１）ADCON0レジスタの設定
Ｗｒｅｇの内容をADCON０レジスタに上書きする。

（１２）ロケーションカウンタの初期値設定
ここで、ロケーションカウンタを設定したのは、「CH 表示の判別サブルーチン」や、「A/D CH設定のサブルーチン」のところで、ＰＣレジスタにこのロケーションカウンタの数字を加え、相当するロケーションへジャンプさせるためです。ジャンプ先には、それぞれCH 表示のデータや、A/D CH設定のデータを記載しておき、そのデータをRETLW命令を使ってWregに読み込んでリターンします。このロケーションカウンタは、「PC_LOC」という変数に入れておきます。

（１３）ロケーションカウンタをWregにロードする
「PC_LOC」という変数に入っているロケーションカウンタ値をＷｒｅｇにロードします。

（１４）CH 表示の判別サブルーチンへジャンプする
サブルーチンの内容の詳細は、「CH 表示の判別サブルーチン」の説明を見てください。

（１５）PortCへ CH 判別データを出力
「CH 表示の判別サブルーチン」で、CH判別データがＷｒｅｇに格納されてきます。そのCH判別データをＰｏｒｔＣへ出力し、データに対応するＬＥＤが点灯します。

（１６）ロケーションカウンタをWregにロードする
「PC_LOC」という変数に入っているロケーションカウンタ値をＷｒｅｇにロードします。

（１７）CH 設定サブルーチンへジャンプする
サブルーチンの内容の詳細は、「CH 設定サブルーチン」の説明を見てください。

（１８）ADCON0レジスタの設定
「CH 設定サブルーチン」で、設定データがＷｒｅｇに格納されてきます。
ここで、ＷｒｅｇのデータをADCON0レジスタに移して設定します。

（１９）２０μｓ　一定時間待つ
PICでは、A/D変換をするために、まずアナログ信号を一旦内部のコンデンサに蓄えます。その後、参照となる一定の電圧を加算して比較しながら計測するという逐次変換方式であるため、A/D変換を正確に行うためには、蓄積するまでの時間（アクィジション時間）が必要です。


１０ビットではアクィジション時間＝２０μｓになります。

ここで、アクィジション時間(20μｓ)の遅延サブルーチンにジャンプします。

（２０）A/D スタート
ADCON０レジスタのGOビットをセットすると、A/D変換が開始されます。

BSF 　　　ADCON0,GO
「ADCON0」レジスタのGOビットを「１」にする。すなわち、A/D変換を開始する。」

（２１）A/D が完了すると GOビットが0になる
A/D変換を開始してから１２ＴＡＤの変換時間すなわち、１２×１．６μｓ＝１９．２μｓ必要となります。A/Dが完了するとＧＯビットが「０」となりますので、時間で確認す
る必要はありません。

（２２）GOビットが 0 だったらループから抜ける。
　　　　GO が 1 だったら WAIT へループする
A/D変換が完了するとGOビットが「０」となり、次の命令で分岐されます。
BTFSC 　　ADCON0,GO
「ADCON0」レジスタのGOビットが「０」だったら次の命令をスキップし、ループから抜けます。
GOTO　　　WAIT
ただし、A/D変換が終了しない間は、「ADCON0」レジスタのGOビットが「１」のままですので、WAITラベルへ戻ってループを繰り返します。

（２３）A/D データ上位（データは右詰）
MOVF　　　ADRESH,W
「ADRESH」レジスタの内容をＷｒｅｇに上書きする。
データは右詰ですので、ADRESHの＜１：０＞ビットに上位データが入り、他のビットは「０」が入ります。

（２４）PortBへ A/D 結果を出力
Ｗｒｅｇのデータは、ADRESHレジスタの値ですので、ＰｏｒｔＢの＜１：０＞ビットに上位データが出力され、他のビットは「０」となります。ＬＥＤは「１」となったビットで点灯します。
MOVWF　　PORTB
「ＰＯＲＴＢへＷｒｅｇのデータを出力します。」

（２５）Bank 1 へ切替
ADRESＬレジスタは、Ｂａｎｋ１にありますのでＢａｎｋを切り替える必要があります。

（２６）A/D データ下位
MOVF　　　ADRESL,W
「ADRESL」レジスタの内容をＷｒｅｇに上書きする。

（注）もしＢａｎｋ１への切り替えを忘れて（Bank０のままで）、この命令を行った場合には、ADRESHレジスタの内容がＷｒｅｇに入ってしまいます。

（２７）Bank 0 へ戻す
「ADRESL」レジスタの内容をＷｒｅｇに移したら、Ｂａｎｋ０に戻しておきましょう。

（２８）PortDへ A/D 結果を出力
Ｗｒｅｇのデータは、ADRESLレジスタの値ですので、ＰｏｒｔＤに下位データが出力されます。ＬＥＤは「１」となったビットで点灯します。
MOVWF　　PORTD
「ＰＯＲＴＤへＷｒｅｇのデータを出力します。」

（２９）１秒遅延サブルーチンへ
ここでは、３入力にそれぞれ対応してＬＥＤ点灯するA/D変換結果を、「目で見て」確認するため、１秒間待ちます。もし、ＬＥＤ表示の間隔がまだ短い（数秒にしたい）と感じたら、このＣＡＬＬ命令をいくつか記述してください。

（３０）ロケーションカウンタ−１、　A/D 変換を繰り返す　
「PC_LOC」という変数に入っているロケーションカウンタ値を−１します。
次の命令で「ADSTART」のラベルまで戻り、A/D変換動作を繰り返す。
ただし、ロケーションカウンタが、２→１→０となったときには、次の命令を飛ばして
GOTO　MAINにて、「ＭＡＩＮ」のラベルまで戻り、A/D変換動作を繰り返します。

【CH 表示の判別サブルーチンの説明】
（３１）プログラムカウンタ＋ロケーションカウンタ　

プログラムカウンタのＰＣＬレジスタに、ロケーションカウンタ(Wregに入っている）を足すことで、次の命令をジャンプさせることができます。

たとえば、足されるロケーションカウンタ値が３であったならば、次に実行される命令は（３２）ではなく（３５）の行にジャンプします。

（３２）ダミー行
（３０）のところで、ロケーションカウンタ−１されて「０」となったときには、（１２）で「３」に戻されます。したがって、このサブルーチン内では、ロケーションカウンタ値は「３」，「２」，「１」の３種類になります。ロケーションカウンタ値として「０」はありませんので、この行は実行されません。ダミーとして「ＮＯＰ命令（何もしない）」を入れておきます。

（３３）CH3 表示のデータを Wregにロードして戻る
３つのA／D変換入力ポートを使うため、どのポートのA/D変換結果なのか、ＲＣポートのＬＥＤを点灯させることでを確認しています。
ここではＣＨ３のとき、ＲＣポートの３ビット目を「１」とする設定にします。

RETLW 　　B'00001000'
Wregに、３ビット目が「１」のリテラルデータを持って戻る。

（３４）CH2 表示のデータを Wregにロードして戻る
ここではＣＨ２のとき、ＲＣポートの２ビット目を「１」とする設定にします。

RETLW 　　B'00000100'
Wregに、２ビット目が「１」のリテラルデータを持って戻る。

（３５）CH0 表示のデータを Wregにロードして戻る
ここではＣＨ０のとき、ＲＣポートの０ビット目を「１」とする設定にします。

RETLW 　　B'00000001'
Wregに、０ビット目が「１」のリテラルデータを持って戻る。


【A/D ＣＨ設定のサブルーチンの説明】
（３６）プログラムカウンタ＋ロケーションカウンタ　
（３１）のところで解説した内容と同じです。プログラムカウンタのＰＣＬレジスタに、ロケーションカウンタ(Wregに入っている）を足すことで、次の命令をジャンプさせることができます。

（３７）ダミー行
（３２）のところで解説した内容と同じです。このサブルーチン内では、ロケーションカウンタ値は「３」，「２」，「１」の３種類になります。ロケーションカウンタ値として「０」はありませんので、この行は実行されません。ダミーとして「ＮＯＰ命令（何もしない）」を入れておきます。

（３８）Fosc/32,CH3 設定, A/D on を Wregにロードして戻る
３つのA／D変換入力ポートを使うため、各ポートのADCON0レジスタの設定データをWregにロードします。

ここでは、ＣＨ３（ＲＡ３）のADCON0レジスタの設定データをロードします。

• bit7：　A/D変換クロック（Fosc/32）指定より　ADCS1＝「１」
• bit6：　A/D変換クロック（Fosc/32）指定より　ADCS0＝「０」
• bit5：　アナログチャネルＣＨ３（ＲＡ３）指定より、CHS2＝「０」
• bit4：　アナログチャネルＣＨ３（ＲＡ３）指定より、CHS1＝「１」
• bit3：　アナログチャネルＣＨ３（ＲＡ３）指定より、CHS0＝「１」
• bit2：　A/D 変換ステータスビット（「０」としておく）
• bit1：　機能なし（とりあえず「０」とでもしておく）
• bit0：　A/D ON ビット（A/D機能を使うので「１」とする）

ということで、Wregに　Ｂ’１００１１００１’　（９９Ｈ）のリテラルデータを持って戻る。


（３９）Fosc/32,CH2 設定, A/D on を Wregにロードして戻る

ここでは、ＣＨ２（ＲＡ２）のADCON0レジスタの設定データをロードします。

• bit7：　A/D変換クロック（Fosc/32）指定より　ADCS1＝「１」
• bit6：　A/D変換クロック（Fosc/32）指定より　ADCS0＝「０」
• bit5：　アナログチャネルＣＨ２（ＲＡ２）指定より、CHS2＝「０」
• bit4：　アナログチャネルＣＨ２（ＲＡ２）指定より、CHS1＝「１」
• bit3：　アナログチャネルＣＨ２（ＲＡ２）指定より、CHS0＝「０」
• bit2：　A/D 変換ステータスビット（「０」としておく）
• bit1：　機能なし（とりあえず「０」とでもしておく）
• bit0：　A/D ON ビット（A/D機能を使うので「１」とする）

ということで、Wregに　Ｂ’１００１０００１’　（９１Ｈ）のリテラルデータを持って戻る。


（４０）Fosc/32,CH0 設定, A/D on を Wregにロードして戻る

ここでは、ＣＨ０（ＲＡ０）のADCON0レジスタの設定データをロードします。

• bit7：　A/D変換クロック（Fosc/32）指定より　ADCS1＝「１」
• bit6：　A/D変換クロック（Fosc/32）指定より　ADCS0＝「０」
• bit5：　アナログチャネルＣＨ０（ＲＡ０）指定より、CHS2＝「０」
• bit4：　アナログチャネルＣＨ０（ＲＡ０）指定より、CHS1＝「０」
• bit3：　アナログチャネルＣＨ０（ＲＡ０）指定より、CHS0＝「０」
• bit2：　A/D 変換ステータスビット（「０」としておく）
• bit1：　機能なし（とりあえず「０」とでもしておく）
• bit0：　A/D ON ビット（A/D機能を使うので「１」とする）

ということで、Wregに　Ｂ’１００００００１’　（８１Ｈ）のリテラルデータを持って戻る。


【２０μｓ遅延サブルーチンの説明】

アクィジション時間(20μｓ)の遅延サブルーチン
（４１）ループ回数（２０H＝３２回）をＷｒｅｇにロードする。
（４２）Ｗｒｅｇの内容をｆレジスタ（ＣＯＵＮＴ）に入れる
（４３）サイクル数をちょうど１００にするために、
　　１サイクル分のＮＯＰ命令（何もしないダミー）を入れた。
（４４）ｆレジスタ（ＣＯＵＮＴ）の減算をし、結果が０なら次の命令をスキップする。
　　０以外である（３２−１）回分は、１サイクル。
　　最後０になってスキップするとき２サイクル。
（４５）（３２−１）回分は、２サイクル
（４６）サブルーチンから無条件復帰するとき、２サイクル
よって、計１００サイクルになり、２０ＭＨｚクロックでは、１サイクル０．２μｓであることから、１００サイクル×０．２μｓ＝２０μｓになります。

その他の遅延サブルーチン
100μｓ，10ms，1ｓ遅延サブルーチンの解説は、ここをクリックしてください。


A/D変換動作の確認
図３（ａ）に、A/D変換結果を表示するＬＥＤ点灯の様子を示します。私のターゲットボードでは、PortBとPortDが隣り合って並んでいますので、10ビットの結果を右詰めに表示しています。したがって、
ADRESH＜１：０＞→PortB＜１：０＞
ADRESL＜７：０＞→PortD＜７：０＞
という配置に出力させます。
すなわち、１０ビットのＭＳＢから順に＜RB1，RB0，RD7，RD6，・・・，RD0＞となっています。
結果のビットですが、「１」のとき点灯し、「０」のとき消灯しています。
また、A／D変換入力ポートは３つありますので、ＲＣポートのＬＥＤを点灯させることで、どのポートでA/D変換が行われているかを確認できるようにしました。すなわち、ＣＨ０のときがＲＣ０、ＣＨ２のときがＲＣ２、ＣＨ３のときがＲＣ３ポートのＬＥＤを点灯するようにします。図３（ｂ）に、各A/D変換入力ポートに対応するＬＥＤ点灯の様子を示します。

図３（ａ）．A/D変換結果を表示する 　　　　　　ＬＥＤ点灯の様子

図３（ｂ）．各A/D変換入力ポートに 　　　　　　対応するＬＥＤ点灯の様子

それでは、ターゲットボード上のＬＥＤ点灯の結果から、ちゃんと動作しているかどうかチェックしていきましょう。表２に多入力のA/D変換結果をまとめてみました。
理論値の計算ですが、５Ｖ時の実測データ（４．９７Ｖ）と、各電圧の実測データから次のように計算できます。（数字は１０進表示、端数は四捨五入）
３Ｖ時は、１０２３×（３．００１Ｖ／４．９７Ｖ）＝６１８
２Ｖ時は、１０２３×（２．００３Ｖ／４．９７Ｖ）＝４１２
１Ｖ時は、１０２３×（１．００４Ｖ／４．９７Ｖ）＝２０７

表２で、ターゲットボードの値と理論値を比べてみると、１ＬＳＢ程度の誤差があるものの、A/D変換動作が確認されました。

次へは、「ＰＩＣのA/D変換の分解能の向上」について解説します

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