ＰＩＣマイコンの開発には何が必要か？まずスペアナを制御するＰＩＣマイコンの開発を進めるにあたって何が必要なのでしょうか。
ＰＩＣマイコンの開発には何が必要か？
まずスペアナを制御するＰＩＣマイコンの開発を進めるにあたって何が必要なのでしょうか。
| 名称 | 作者 | ファイル名 | 在処 | 動作環境 | 備考 |
| ＥａｓｙＰＩＣ ｆｏｒ Ｗｉｎ９５ Ｖｅｒ．０．８１ |
落合幸喜 氏 | epw.zip | "K's works" http://www.d1.dion.ne.jp/~k_ochiai |
Win95 以上 |
対応ＰＩＣの種類が多く、 マニュアルも完備 |
| ＰＩＣＷＷ Ｖｅｒ．２．１７ |
石島誠一郎 氏 | PICWW217.lzh | http://www.ops.dti.ne.jp/~ishijima/ sei/picww/picww_index.htm |
Win95 以上 |
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| ＰＩＣＥＥ Ｖｅｒ．０．２８ |
野澤康夫 氏 | PICEE028.EXE | @niftyのパソコン工作フォーラム (FDEVICE)のLIB10の#72 |
MSDOS | 16C5x以外の大部分の PICに対応 |
| ＰＩＣＥＥ Ｖｅｒ．０．２６ |
野澤康夫 氏 | PICEE026.EXE | @niftyのパソコン工作フォーラム (FDEVICE)のLIB7の#165 TR9708A.LZH特集私のアイデア設計＆ 製作のディレクトリS9内のPICEE.EXE |
MSDOS | 16C5x以外の大部分の PICに対応 |
| ＡＫＩ−ＰＩＣプラチナ キットのライタ |
秋月電子通商 | Picd1203.lzh | http://www1.tomakomai.or.jp/ akizuki/ftp.htm |
DOS/V | AKI-PICプラチナキット用 |
ＰＩＣマイコン・ターゲットボード製作のポイント
実動作テスト時に、動作を確認しやすくするために、ちょっとした工夫をしておきます。それは全入出力ピンに発光ダイオードをバッファを介して接続しておくことです。これでデバッグの時に、発光ダイオードを点灯／消灯する命令をプログラム中に追加して、プログラムの流れが目で分かるようにするとデバッグが少しやりやすくなります。なお発光ダイオードは、動作時に数ｍＡの電流が流れるので、バッファを介して電流を供給します。直接ＰＩＣに発光ダイオードを付けてしまうと、実機との接続に影響が出てしまいます。
ライタ部の回路構成
図１のライタ本体部の回路構成は、マイクロチップテクノロジー社のアプリケーション・ノートＡＮ５８９で掲載され、野澤康夫氏がトランジスタ技術誌１９９７年８月号で、後閑哲也氏がＰＩＣ活用ハンドブックで紹介しています。ライタ機能の他に実機動作をさせるために、一部回路を追加しています。
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| 図１． ターゲット・ボードのライタ部回路構成図 |
ライタ本体部分は、トランジスタ３個と、ＩＣ１個というシンプルな構成です。いろいろと自作でも多機能なライタがあるようですが、簡単に作れることに重点を置いていることと、多くのフリーウェアが対応していることで採用しました。このライタ部はプリンタ用コネクタを介して接続します。ＰＣ９８００シリーズとＰＣ／ＡＴ互換機で、コネクタの種類が異なりますので注意してください。図はＰＣ／ＡＴ互換機のものです。
電源部はＬＭ３１７Ｔという任意の定電圧が得られる便利なＩＣを使って高電圧プログラムモードに必要な＋１３Ｖを得ています。＋１２Ｖの三端子レギュレータＩＣ（７８１２）のＧＮＤ端子にダイオードを付けて、＋１２．５Ｖ〜１３Ｖを得る方式も簡単でよいのですが、この＋１３Ｖは±０．２５Ｖの範囲に入っている必要があるので、安定性を重視してＬＭ３１７Ｔを採用しました。ＰＩＣ１６Ｆ８７ｘは、低電圧プログラミングといって＋５Ｖだけでも書き込みが可能なのですが、このモードでは、RB3
ピンはプログラミング機能専用となっており、汎用I/O
ピンとしての機能はありません。また、一度高電圧プログラミングすると低電圧プログラミングはできなくなり、高電圧プログラムモードの対応だけになります。
さて、＋５Ｖ電源は三端子レギュレータの７８０５を使って、各ＩＣの電源として供給しています。ついでに、発光ダイオードを付けて電源ランプの代わりにしています。
ライタ本体部の３個のトランジスタで、書き込み・読み込み・ベリファイと、各状態での供給電圧の切り替えを、パソコンからの信号で制御しています。ＩＣの７４ＬＳ２４４は、書き込み、読み出しのＤＡＴＡとそのタイミング用のＣＬＯＣＫ信号を伝えるためのパソコンとの接続バッファです。
ＳＷ１〜３のスイッチは、ライタ動作／実機動作を確実にするための切り換えスイッチです。ライタ動作時には、ＳＷ１は２ＳＡ１０１５側に、ＳＷ２，３はＯＮに接続します。また実機動作時は、ＳＷ１はリセット回路側に切り換え、ＳＷ２，３はＯＦＦにします。リセットスイッチは、実機動作時に外部リセットするためのものです。
実は実機動作時にプリンタインターフェース側で、ＭＣＬＲ＝＋５Ｖ、７４ＬＳ２４４をハイ・インピーダンス状態に設定することで、スイッチをつけなくとも対応可能ですが、プリンタケーブル未接続時でも単独で実機動作を確認できるようにしています。７４ＬＳ２４４はシュミット・トリガ回路のトライステート・ゲートです。コントロール端子（Ｄ２，Ｄ５）が［Ｌ］で通常のバッファ回路と同じ動作をしますが、［Ｈ］にするとハイ・インピーダンス状態になります。
作製上の注意点として
以上の注意点を守れば、まず動作するとのことです。
入出力ピン周りの回路構成
ＰＩＣ入出力ピン周りの回路構成を図２に示します。ＰＩＣの入出力ピンには、バッファ回路を介して発光ダイオードを実装します。また、実機との接続のためコネクタを付けておきます。ケーブルを容易に脱着できる構造にした方が汎用的なターゲット・ボードになります。
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| 図２． ＰＩＣ入出力ピン周りの回路構成図 |
バッファ回路ですが、発光ダイオードを駆動できるＩＣであれば何でもＯＫです。私のところでは、アナログ用のＩＣではありますがμＰＣ４５１という単電源ＯＰアンプがたくさんあり、ジャンクボックスの部品の整理を兼ねて、手持ちの部品を何とか利用できないものかと思いました。図３-１にバッファ周りの回路構成図を示します。
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| 図３-１． バッファ周りの回路構成図 |
ＰＩＣ１６Ｆ８ｘｘシリーズでは、ポートＡとポートＥはリセット後はアナログ入力モードになります。端子電圧を安定化させる意味で１００ｋΩのプルダウン抵抗を付けています。また、ポートＡの中でも、ＲＡ４ピンは特別な端子になっていて、出力がオープンドレインになっているので、ＲＡ４ピンを出力に使う場合には、プルアップするなど外部で電圧を加えてやる必要があるので要注意です。
さて、発光ダイオードの電流制限抵抗ですが、図３-１の回路では２００Ωと変更しました。μＰＣ４５１の入力電圧（ＰＩＣ入出力ピンの電圧）が＋５Ｖであっても、電源電圧が＋５Ｖのため出力回路が飽和して＋５Ｖまで出力されません。したがって、６８０Ωでは少し発光ダイオードが暗くなります。そこで、２００Ω程度まで抵抗値を下げて明るさを調整しました。ＯＰアンプの種類によっては、出力が飽和すると電圧が出力されないものもあります。図３-１は簡単な回路ですから、ブレッドボードで仮配線して確認してみてください。このときに、適当な明るさになるような発光ダイオードの電流制限抵抗の値を調べておきます。また、飽和したときに入力電流や、電源電流が異常に流れないことを確認しておきます。
読者の皆さんの中には、バッファ回路になぜディジタルＩＣを使わないんだと思う方もいると思います。しかし、このようなアナログのバッファ回路を使えば、Ａ／Ｄ変換動作時（アナログ入力モード時）に、ＰＩＣへ入力される電圧の大小により発光ダイオードの明るさが変化するので、入力電圧レベルが簡易的に分かって便利です。図３-２にμＰＣ４５１のピン配置図を示します。Ｖ＋端子は＋５Ｖの電源に接続し、Ｖ−端子はＧＮＤ接続します。μＰＣ４５１は１パッケージに４回路のＯＰが入っていますが、使用しないＯＰがあれば、ＯＵＴ端子と−ＩＮ端子を接続しておき、＋ＩＮ端子はＧＮＤに接続しておけばよいでしょう。
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図３-２． μＰＣ４５１のピン配置図 (2000.12.11) |
シリアル通信を考慮した回路構成
ＵＳＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）機能、いわゆる汎用のシリアル通信の機能を持った周辺回路ブロックです。これで、パソコンとＲＳ２３２Ｃのシリアル通信でデータ通信を行うことができます。
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| 図４． シリアル通信周りの回路構成図 |
ＰＩＣマイコン・ターゲットボード製作のための部品を集めよう！
表２に、ＰＩＣマイコン・ターゲットボードのパーツリストを示します。
| 品名・型名 | 員数 | メーカー | 購入先 | 備考 |
| プリント基板 | １ | SPECTRUM特製 | ||
| ４０ピン・ゼロプレッシャーＩＣソケット | １ | ＡＲＩＥＳ | 秋月 | 図５参照 |
| ＰＩＣ１６Ｆ８７７ | １ | マイクロチップ・テクノロジー | 秋月 | |
| セラミック発振子 ２０ＭＨｚ | １ | 村田 | 秋月 | |
| ３６ピンアンフェノールコネクタ［メス］ | １ | 秋月 | 図５参照 | |
| D-sub ９ピンコネクタ［メス］ | １ | 秋月 | 図５参照 | |
| 基板用１０ピンコネクタ［オス］ | ５ | |||
| 発光ダイオード | ３３ | |||
| μＰＣ４５１ | ９ | 日本電気 | ||
| ＡＤＭ２３２ＡＡＮ（ＭＡＸ２３２互換） | １ | ＡＮＡＬＯＧ ＤＥＶＩＣＥＳ | ||
| ７４ＬＳ２４４ | １ | 各社 | ||
| １４ピンＩＣソケット（バッファＩＣ用） | ９ | |||
| １６ピンＩＣソケット（ＭＡＸ２３２用） | １ | |||
| ２０ピンＩＣソケット（７４ＬＳ２４４用） | １ | |||
| タクトスイッチ（リセットスイッチ用） | １ | 秋月 | 図５参照 | |
| ２極スイッチ（リレー切替用） | １ | 千石 | ||
| ＬＭ３１７ | １ | 秋月 | ||
| ７８０５ | １ | |||
| 抵抗 １００Ω | １ | |||
| 抵抗 １２０Ω | １ | |||
| 抵抗 ２００Ω（１８０Ω〜２２０Ω） | ３３ | |||
| 抵抗 ６８０Ω | １ | |||
| 抵抗 １．１ｋΩ | １ | |||
| 抵抗 ２．２ｋΩ | ６ | |||
| 抵抗 １００ｋΩ | ３３ | |||
| セラミック・コンデンサ ２２００ｐＦ | １ | |||
| セラミック・コンデンサ ０．１μＦ | ２０ | |||
| 電解コンデンサ １０μＦ（１６Ｖ） もしくは 表面実装用タンタルコンデンサ |
１２ | |||
| 電解コンデンサ ２２μＦ（１６Ｖ） もしくは 表面実装用タンタルコンデンサ |
１ | |||
| 電解コンデンサ １００μＦ（耐圧３５Ｖ程度） | １ | |||
| ２ＳＣ１８１５（汎用NPNトランジスタ） もしくは ２ＳＣ４１７７（表面実装NPNトランジスタ） |
２ | |||
| ２ＳＡ１０１５（汎用PNPトランジスタ） もしくは ２ＳＡ１６１１（表面実装NPNトランジスタ） |
１ | |||
| １Ｓ１５８８（汎用ダイオード） | ２ | |||
| リレー Ｇ６Ｈ−２（１２ＶＤＣ） | ２ | ＯＭＲＯＮ |
（注釈：200１.３.2１更新）
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| ＰＩＣ１６Ｆ８７７の外観 |
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| 図５． ＰＩＣマイコン・ターゲットボードの主な構成部品 |
ＰＩＣマイコン・ターゲットボードの配線パターンと部品配置例
ＳＰＥＣＴＲＵＭ特製のプリント基板は、両面板になっています。上面側と下面側の配線パターンを示します。実寸は、縦９ｃｍ×横１４ｃｍの大きさです。
2000.10.2更新内容：
（１）端子電圧を安定化させる意味で、全ポート（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各３３ポート）とＧＮＤ間に１００ｋΩのプルダウン抵抗を付けた。
（２）実機と書込のスイッチの極性が逆だったため、リレー切替用２極スイッチの配線を入れ替えた。また、書込のＬＥＤが「実機」のときに発光するので、「書込」で発光するように修正し、一部ジャンパー配線で対応した。
2000.12.18更新内容：
（３）MAX232の７ピンは、ＲＳ２３２Ｃコネクタの８ピンと接続するようにジャンパで修正をした
（４）MAX232の１３ピンは、ＰＳ２３２Ｃコネクタの７ピンと接続するようにジャンパで修正をした
200１.3.21更新内容：
（３’）MAX232の７ピンは、ＲＳ２３２Ｃコネクタの８ピンと接続するようにパターン修正をした
（４’）MAX232の１３ピンは、ＰＳ２３２Ｃコネクタの７ピンと接続するようにパターン修正をした
ＰＩＣターゲットボード上面側の配線パターンと部品配置例を参照する場合は、
ここをクリックしてください。
ＰＩＣターゲットボード下面側の配線パターンと部品配置例を参照する場合は、
ここをクリックしてください。
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