PICでもっと遊ぶその2「高精度割り込みとAD変換でサーボを動かす」：夏でも楽しい工作教室（1/2 ページ）

[小林哲雄，ITmedia]

（ムダに？）精度アップ！16ビットタイマーを使う

　前回は割り込みの基本ということでINTCONレジスタを扱う基本の割り込みを扱った。8ビットタイマーで20ミリ秒単位の割り込みを発生させるためには1：128の分周が必要なのでカウントタイミングは128マイクロ秒単位となる。

　一方、PIC12F675には16ビットタイマーも含まれているのでプリスケールナシで65.536ミリ秒まで計測できる。これなら精度は128倍になるはずだ。そこで、今回は16ビットタイマーにも手を出してみよう。

　そうなるとPIC12F675の英文マニュアルを読まないといけない。8ビットタイマーと16ビットタイマーの違いはカウンタが2倍になるだけでなく、プリスケーラも1：1、2、4、8の切り替えになり、割り込みの設定、割り込みの確認が別のレジスタになる。

　今まではINTCONレジスタだけ相手にしていればよかったのだが、INTCONのPEIEをセットしたうえで（もちろんGIEもセットしないと割り込みがかからない）、PIE1レジスタの該当ビット（16ビットタイマーは第0ビットのTMR1E）も立てる必要がある。古いPICのタイマーが8ビットのみで、機能を増やした結果このようになったようだ。今回のシリーズは複数の割り込みを同時に扱わないのだが、仮に扱う場合はフラグを順にチェックする必要がある。

　ソースを変更して、今度は割り込みルーチンの冒頭にブレークポイントを設定してみるとたしかに精度は上がっているが、たまに1マイクロ秒ずれることがある。割り込みは各命令の実行後に判断され、ジャンプ系命令は2サイクル必要となるのだは、これが「ずれ」の原因となるようだ。

　また、プリスケーラなしでひたすらカウンターが動いているので割り込みルーチンに入ってもタイマーはインクリメントを続ける。最初に与えた値と割り込みルーチンの冒頭で与える値が異なるのは、再セットまでの時間差を考慮したものだ。先の1サイクルずれる問題もあわせて、ズレをなくすにはタイマーを読み出して引き算を行って再セットするのがよいのだが、別にそこまで対処する必要なないので、ここではこのまま使おう。

　なお、サンプルプログラムではサーボを動かすルーチンも書き直して、2つのサーボを扱えるように拡張している。また、サーボのパラメーターをレジスタに確保してある。

　;

　; RCサーボの制御テスト 16bit timer version

　;

▼▼	LIST P=PIC12F675
▼▼	INCLUDE "P12F675.INC"
__CONFIG _INTRC_OSC_NOCLKOUT & _WDT_OFF &_MCLRE_OFF

　;

　;

　;

▼▼　RC1POS	EQU	20H
RC2POSEQU 21H

　

▼▼　COUNT	EQU		22H
▼▼　WBUF	EQU		23H
SBUFEQU24H

　

▼▼	ORG		0
▼▼	GOTO	MAIN
▼▼	ORG		4
GOTOINTMAIN

　

ORG10

　MAIN

▼▼	CLRWDT				; 割り込み関連初期化
▼▼	CALL	3FFh		; 内蔵オシレーター調整
▼▼	MOVWF	OSCCAL
▼▼	BCF		STATUS,RP0
▼▼	MOVLW	B'00000001'	; TMR1 1:1
▼▼	MOVWF	T1CON
▼▼	MOVLW	B'11000000'	; GIE & PEIE
▼▼	MOVWF	INTCON
▼▼	BSF		STATUS,RP0
▼▼	MOVLW	B'10000001'	; EEIE & TMR1IE
▼▼	MOVWF	PIE1
▼▼	BCF		STATUS,RP0
▼▼	MOVLW	0F0H		; タイマ初期化 20ms
▼▼	MOVWF	TMR1L
▼▼	MOVLW	0B1H
MOVWFTMR1H

　;

▼▼　CLRF	GPIO
▼▼	MOVLW	07h
▼▼	MOVWF	CMCON
▼▼	BSF		STATUS,RP0 ; Bank 1 へ切替
▼▼	CLRF	TRISIO
▼▼	CLRF	ANSEL
BCFSTATUS,RP0 ; Bank 0 へ戻る

　;

▼▼	MOVLW	080H		; フェイルセーフ
▼▼	MOVWF	RC1POS
MOVWFRC2POS

　

　

　LP

▼▼	NOP
▼▼	NOP
▼▼	NOP
▼▼	NOP
GOTO LP

　

　INTMAIN

▼▼	MOVWF	WBUF		; レジスタ類退避
▼▼	SWAPF	STATUS,W
▼▼	BCF		STATUS,RP0
MOVWFSBUF

　;

▼▼	MOVLW	0ECH		; タイマー再セット
▼▼	MOVWF	TMR1L
▼▼	MOVLW	0B1H
▼▼	MOVWF	TMR1H
BCFPIR1,TMR1IF

　;

　RC1SET

▼▼	MOVF	RC1POS,W		; サーボ1のデータを送る
▼▼　　BTFSC	STATUS,Z		;　データが0なら送らない
▼▼　GOTO	RC2SET			; 中心値128 1-128-255
▼▼	BSF		GPIO,GPIO4
▼▼　;	NOP
▼▼	MOVLW	0F6H
MOVWFCOUNT

　INTLP1

▼▼	NOP
▼▼	DECFSZ	COUNT,F
▼▼	GOTO	INTLP1
▼▼	MOVF	RC1POS,W
MOVWFCOUNT

　INTLP2

▼▼	NOP
▼▼	DECFSZ	COUNT,F
▼▼	GOTO	INTLP2
BCFGPIO,GPIO4

　RC2SET

▼▼	MOVF	RC2POS,W		; サーボ2のデータを送る
▼▼	BTFSC	STATUS,Z		;　データが0なら送らない
▼▼	GOTO	RCSETE			; 中心値128 1-128-255
▼▼	BSF		GPIO,GPIO5
▼▼　;	NOP
▼▼	MOVLW	0F6H
MOVWFCOUNT

　INTLP3

▼▼	NOP
▼▼	DECFSZ	COUNT,F
▼▼	GOTO	INTLP3
▼▼	MOVF	RC2POS,W
MOVWFCOUNT

　INTLP4

▼▼	NOP
▼▼	DECFSZ	COUNT,F
▼▼	GOTO	INTLP4
BCFGPIO,GPIO5

　RCSETE

　;

▼▼	SWAPF	SBUF,W		; レジスタ類復帰
▼▼	MOVWF	STATUS
▼▼	SWAPF	WBUF,F
▼▼	SWAPF	WBUF,W
▼▼	BSF		INTCON,GIE	; 割り込み再許可
RETFIE

　

END

前回と同様、割り込みルーチンの冒頭にブレークポイントを設定してデバッガを動かせば、正しく20マイクロ秒毎に実行されていることが分かるように、精度が向上していることを確認できる。ただし、実用面においてはRCサーボの信号間隔をここまで厳密にする必要はない

アナログ入力で（やっと）サーボを動かす