実験1 開発環境の操作練習

• はじめに
• 開発環境の準備
• 実験回路の結線
• プログラム開発
• PICへの書き込み
• 動作確認

はじめに

初めに、簡単なプログラムを作成して、実際にPICを動作させてみる。作成するプログラムは、ポートAに入力した信号をそのままポートBに出力する単純なものである。

一般的なアセンブラによるプログラム開発手順を以下に示す。

1. テキストエディタによるソースプログラムの記述
2. アセンブラによるソースプログラムの機械語への変換
3. ライタによるPICへの書き込み
4. プログラムの実行
5. 正常に動作していれば開発完了。問題があれば1.に戻りプログラムを修正する

開発環境の準備

シリアルケーブルにより、コンピュータのシリアルポートとPICプログラマを接続する。次にACアダプタによりPICプログラマに電源を供給する。図1-1に接続の様子を示す。

実験回路の結線

ここではCPUボードとI/Oボードを用いる。これらを表1のように接続する。また接続の様子を図1-2に示す。

プログラム開発

MPLAB IDEの起動

パソコンを操作し、[スタート] → [Microchip] → [MPLAB IDE]の順に選び、MPLABを起動する。起動直後のMPLAB IDEを図1-3に示す。

プロジェクトの作成

MPLABで開発するプログラムはプロジェクト単位で管理される。以下の手順で新規のプロジェクトを作成する。

1. [Project] → [Project Wizard…]でProject Wizardダイアログが開く。
2. 次へをクリックする。

3. Step ONE:

   Deviceで「PIC16F87」を選択し、次へをクリックする。

4. Step TWO:

   Active Toolsuiteで「Microchip MPASM Toolsuite」を選択し、Toolsuite Contentsで「MPASM Assembler[mpasmwin.exe] v5.51」を選択したら次へをクリックする。

5. Step THREE:

   「Create New Project File」で、プロジェクトの保存先フォルダ（「D:\pic」など）を指定する。「ファイル名」に「experiment01」などの名前をつける（日本語不可）。次へをクリックする。

6. Step FOUR:

   既存のファイルをプロジェクトに追加する場合は、ここで追加する。今回は追加ファイルは無いので、そのまま次へをクリックする。完了をクリックすると、プロジェクトができる。

ソースファイルの入力

MPLAB IDEにおいて、[File] → [New]でエディタを起動し、以下のプログラムをエディタで入力する。記述したプログラムは、例えばファイル名を「experiment01.asm」などとして保存する。ここでの保存先はプロジェクトの保存先と同じとする。

;
;       実験1 入出力テストプログラム
;
; CONFIG1
 __CONFIG _CONFIG1, _FOSC_XT & _WDTE_OFF & _PWRTE_ON & _MCLRE_ON & _BOREN_OFF & _LVP_OFF & _CPD_OFF & _WRT_OFF & _CCPMX_RB0 & _CP_OFF
; CONFIG2
 __CONFIG _CONFIG2, _FCMEN_ON & _IESO_ON

        list            p=16F87
        include <p16F87.inc>

        ORG             0x000           ; リセットベクタを 0番地に指定

        BSF             STATUS,RP0      ; STATUSのビットPR0をセット(BANK 1)
        MOVLW           B'00001111'     ; WレジスタにB'00001111'を転送
        MOVWF           TRISA           ; Aポートの下位4bitを入力に設定
        CLRF            TRISB           ; Bポートを全て出力に設定
        BCF             STATUS,RP0      ; STATUSのビットPR0をセット(BANK 0)
        CLRF            PORTA           ; Aポートをクリア

LB0     MOVF            PORTA,W         ; Aポートの状態をWレジスタに転送
        MOVWF           PORTB           ; Wレジスタの値をBポートに転送
        GOTO            LB0             ; ラベルLB0へジャンプ
        END

プロジェクトへの追加

MPLAB IDEにおいて、Projectウィンドウの[Source File]を右クリックし、追加したいソースファイルを指定する。

Projectウィンドウが表示されていない場合は、[View] → [Project]を選択する。

アセンブル

MPLAB IDEにおいて、[Project] → [Build All]でソースファイルがアセンブルされる。途中[Absolute]と[Relocatable]を問われることがあるが、この場合は[Absolute]を選ぶとよい。アセンブルが終了すると、Outputウィンドウが表示される。エラーがあれば、Buildタブに表示される。

アセンブルに成功すれば、プロジェクトと同じフォルダ内に、拡張子が.hexのファイルが生成される。このファイルに機械語プログラムが格納されている。以後、このファイルをHEXファイルと呼ぶ。

PICへの書き込み

作成した機械語プログラムは、PICのプログラムメモリに書き込まれて、初めて実行することができる。機械語プログラムをPICに書き込むことを（少しややこしいが）「プログラム」という。このために、PICプログラマと、AKI-PICプログラマ（ソフト）を用いる。

PICプログラマの準備

PICプログラマの電源を入れ、AKI-PICプログラマ（ソフト）を起動する。[スタート] → [Akizuki] → [PIC Programmer V4 Beta]の順に選ぶ。PICプログラマの起動直後の様子を図1-5に示す。

起動後、右下欄に[COM3 :AE-PGM877A V6.73]が表示されていればPCとプログラマが通信に成功している。もしライターが接続できなかった場合は[オプション]→[COMポート設定]の順に選びCOM3を指定する。

もしもCOM3を指定しても通信が成功しなかった場合は[デバイスマネージャー]を開き、[ポート]から[USB Serial Port]に記載されているCOMポートに繋ぐとよい。

HEXファイルのロード

[ファイル] → [HEXファイルのロード]で、先程生成されたHEXファイルを指定する。

コンフィギュレーションワードの設定

PICは、使用する条件によりコンフィギュレーションワードを設定する必要がある。PICプログラマの図1-7に示す部分でコンフィギュレーションワードの設定を行う。

実験で用いるコンフィギュレーションワードの設定を表2に示す。このうち、オシレータタイプ（FOSC）は班により異なるので、表3により確認し、正しい設定を行うこと。

PICの挿入

PICプログラマのソケットにPICを装着する。装着位置、方向を間違えないように注意する。なお、必ずPICプログラマの準備が完了してからPICを装着すること。手順を間違えるとPICは破損する場合がある。また、プログラマのBUSYランプが点灯しているときは、絶対にPICの脱着を行ってはいけない。

PICのプログラム

プログラムをクリックすると、ロードしたHEXファイルがPICに書き込まれる。PICに既に別のプログラムが書き込まれている場合には、「書込み済みです。上書きしますか？」のメッセージダイアログが開く。構わなければOKをクリックする。問題があれば、PICを交換する。BUSYランプの確認を忘れずに行うこと。

動作確認

PICプログラマから書込み済みのPICを取り外し、CPUボードに装着する。電源を投入して、I/Oボードのスイッチを操作すると、それに応じたLEDが点滅することを確認する。

動作に問題がある場合は直ちに電源を切り、結線、プログラムの確認を行う。