電子制御・信号処理のためのdsPIC活用ガイドブック

[表紙]電子制御・信号処理のためのdsPIC活用ガイドブック

B5変形判/432ページ/CD1枚

定価(本体3,280円+税)

ISBN 4-7741-2863-5

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書籍の概要

この本の概要

dsPICとは,16ビットマイコンにDSP機能を組み込んだマイコンです。高性能なPICマイコンとしての機能に加え,ディジタル信号処理も高速にこなすことができ,応用範囲は大変広いものです。

本書では,内蔵モジュールの使い方やDSP機能の使い方,C言語によるプログラミング方法など,dsPICを使いこなす上で必要となる情報を詳しく解説します。

こんな方におすすめ

  • 高機能で少ピンのDSPを使いたい方
  • パワフルな16ビットマイコンを活用したい方
  • DSPとマイコンを協調させたい方

目次

第1章 dsPICの概要

  • 1-1 dsPICの概要
  • 1-2 dsPICの種類と用途
    • 1-2-1 モータ制御シリーズ
    • 1-2-2 汎用シリーズ
    • 1-2-3 センサーシリーズ

第2章 dsPICの基本内部構成

  • 2-1 全体構成
  • 2-2 MPU部の概要
    • 2-2-1 レジスタアレイ
    • 2-2-2 ループ構造
  • 2-3 DSPエンジン
    • 2-3-1 DSPエンジンの構成
    • 2-3-2 DSP命令の実行
    • 2-3-3 丸め誤差
  • 2-4 プログラムメモリ
    • 2-4-1 全体の構成
    • 2-4-2 プログラムカウンタによるアクセス
    • 2-4-3 テーブルリードライト命令によるアクセス
    • 2-4-4 PSVによるアクセス
  • 2-5 データメモリ構成
    • 2-5-1 データメモリ全体構成
    • 2-5-2 XデータとYデータ
    • 2-5-3 モジュロアドレッシング
    • 2-5-4 リバースアドレッシング
  • 2-6 割り込み
    • 2-6-1 ジャンプベクタ
    • 2-6-2 割り込み優先順位
    • 2-6-3 トラップ
    • 2-6-4 汎用割り込み
    • 2-6-5 割り込み関連制御レジスタ

第3章 ハードウェア設計

  • 3-1 dsPICの電源とグランド
    • 3-1-1 絶対最大定格と動作定格
    • 3-1-2 消費電流
    • 3-1-3 実装上の注意
  • 3-2 クロックの構成
    • 3-2-1 クロック回路構成
    • 3-2-2 関連レジスタ
    • 3-2-3 発振回路構成のポイント
    • コラム 発振回路のC1,C2,Rsの値の最適値を求める
  • 3-3 リセット
    • 3-3-1 リセット要因とリセット制御レジスタ
    • 3-3-2 パワーオンリセット
    • 3-3-3 ブラウンアウトリセット(BOR)
  • 3-4 コンフィギュレーションレジスタ
    • 3-4-1 コンフィギュレーションレジスタの種類
    • 3-4-2 C言語での記述の仕方

第4章 開発環境

  • 4-1 開発環境
    • 4-1-1 基本の環境
    • 4-1-2 より進んだ環境
  • 4-2 開発ツールとライブラリ群
    • 4-2-1 開発ツール
    • 4-2-2 ソフトウェアライブラリ
  • 4-3 MPLAB IDEの使い方
    • 4-3-1 MPLAB IDEの概要
    • 4-3-2 MPLAB IDEでの開発の流れ
    • 4-3-3 プロジェクトの作成
    • 4-3-4 ソースの入力,エディタの使い方
    • 4-3-5 ビルドの流れ
    • 4-3-6 MPLIBによるライブラリの作成方法
    • 4-3-7 シミュレータによる実行制御
    • 4-3-8 変数やレジスタのモニタ
    • 4-3-9 実行時間の測定
    • 4-3-10 擬似入力
  • 4-4 MPLAB ICD2による書き込み
    • 4-4-1 MPLAB ICD2の接続
    • 4-4-2 MPLAB ICD2の使い方

第5章 Cコンパイラの使い方

  • 5-1 MPLAB C30コンパイラの概要
    • 5-1-1 MPLAB C30の特徴
    • 5-1-2 コンパイル作業の流れ
    • 5-1-3 プログラムメモリ配置
    • 5-1-4 データメモリ配置
    • 5-1-5 スタートアップ
    • 5-1-6 データ型
  • 5-2 デバイスファイル
    • 5-2-1 SFRレジスタの扱い
    • 5-2-2 コンフィギュレーションの設定
    • 5-2-3 制御用マクロ
  • 5-3 割り込み処理の記述
    • 5-3-1 割り込みサービスルーチン(ISR)の作成方法
    • 5-3-2 割り込みサービスルーチン用マクロ
    • 5-3-3 割り込みサービスルーチン用関数の構文
    • 5-3-4 割り込みの禁止許可
    • 5-3-5 割り込みのネスティング(多重割り込み)
    • 5-3-6 割り込みプログラム例
  • 5-4 MPLAB C30ライブラリ

第6章 製作例による内蔵モジュールの使い方

  • 6-1 dsPIC汎用ユニットの製作
    • 6-1-1 汎用dsPICユニットの構成
    • 6-1-2 仕様と回路詳細
    • 6-1-3 部品と組み立て
    • 6-1-4 外部接続
  • 6-2 入出力ピンの使い方
    • 6-2-1 dsPICの入出力ピンの内部構成
    • 6-2-2 入出力ピン関連レジスタ
    • 6-2-3 入出力ピン関連割り込み
    • 6-2-4 単純入出力のプログラム例
    • 6-2-5 外部割り込みによる入出力プログラム例
    • 6-2-6 液晶表示器の制御
    • コラム 入出力ピンへ外部機器を接続する
  • 6-3 タイマの使い方
    • 6-3-1 タイマのタイプと内部構成
    • 6-3-2 タイマの動作モードと割り込み
    • 6-3-3 32ビットタイマモード
    • 6-3-4 タイマ用ライブラリ関数
    • 6-3-5 タイマの使用例
  • 6-4 D/Aコンバータの使い方とファンクションジェネレータの製作
    • 6-4-1 D/Aコンバータ「AD5331」の使い方
    • 6-4-2 正弦波の出力
    • 6-4-3 ファンクションジェネレータの組み立て
    • 6-4-4 ロータリエンコーダの使い方
    • 6-4-5 プログラム製作
    • 6-4-6 出力結果
  • 6-5 12ビットA/D,D/Aコンバータと基準電圧計の製作
    • 6-5-1 基準電圧計の組み立て
    • 6-5-2 12ビットA/Dコンバータの使い方
    • 6-5-3 SPI通信とD/Aコンバータの使い方
    • 6-5-4 dsPICのSPIインターフェース
    • 6-5-5 基準電圧計のプログラム製作
  • 6-6 10ビットA/Dコンバータの使い方とオシロスコープの製作
    • 6-6-1 オシロスコープの組み立て
    • 6-6-2 UARTモジュールの使い方
    • 6-6-3 10ビットA/Dコンバータの使い方
    • 6-6-4 オシロスコープのPIC側プログラム製作
    • 6-6-5 パソコン側プログラム
  • 6-7 アウトプットコンペアとインプットキャプチャ
    • 6-7-1 アウトプットコンペアモジュール
    • 6-7-2 インプットキャプチャ
  • 6-8 モータ制御用PWMモジュールの使い方
    • 6-8-1 モータ制御用PWM(MCPWM)の構成と機能
    • 6-8-2 関連SFRレジスタ
    • 6-8-3 モータ制御PWMモジュールのCライブラリ関数
    • 6-8-4 実際の使用例(オープンループ制御)

第7章 DSP機能の使い方

  • 7-1 ディジタル信号処理とDSP
    • 7-1-1 DSPを使うとどう変わるか
    • 7-1-2 DSPの応用例
    • 7-1-3 DSPに求められる性能
  • 7-2 アナログ信号のサンプリング処理
    • 7-2-1 サンプリング周期
    • 7-2-2 エリアシング
    • 7-2-3 オーバーサンプリングとデシメーション
    • 7-2-4 0次ホールド効果
    • 7-2-5 出力のオーバーサンプリング
  • 7-3 ディジタルフィルタの基礎
    • 7-3-1 移動平均と差分方程式
    • 7-3-2 FIRフィルタ
    • 7-3-3 窓関数
    • 7-3-4 IIRフィルタ
  • 7-4 dsPICのDSP機能の詳細
    • 7-4-1 高速化の工夫
    • 7-4-2 高精度化の工夫
    • 7-4-3 固定小数点数の扱い
  • 7-5 DSPライブラリの使い方
    • 7-5-1 DSPアルゴリズム関数ライブラリ
    • 7-5-2 FIRフィルタのプログラム例

第8章 ディジタルフィルタの作り方

  • 8-1 フィルタプログラムの作成手順
  • 8-2 Digital Filter Design Toolの使い方
    • 8-2-1 Digital Filter Design Toolの概要
    • 8-2-2 FIRフィルタの設計
    • 8-2-3 IIRフィルタの設計
  • 8-3 プログラムに組み込む
    • 8-3-1 ファイルのプロジェクトへの登録とコンパイル
  • 8-4 dsPICworksの使い方
    • 8-4-1 dsPICworks Data Analysisの概要
    • 8-4-2 入手とインストール
    • 8-4-3 波形生成の使い方
    • 8-4-4 MPLAB IDEと連携した使い方

第9章 製作例によるDSP機能の使い方

  • 9-1 フィルタユニット
    • 9-1-1 フィルタユニットの作成
    • 9-1-2 FIRフィルタの作成
    • 9-1-2 FIRフィルタの特性確認
    • 9-1-3 IIRフィルタの作成
    • 9-1-4 IIRフィルタの特性確認
  • 9-2 音楽イルミネーションの製作
    • 9-2-1 機能仕様と全体構成
    • 9-2-2 回路図と組み立て
    • 9-2-3 プログラムの製作
    • 9-2-4 動作確認

参考文献

著者プロフィール

後閑哲也(ごかんてつや)

1947年生まれ。子供のころに電子工作に魅了され,大学,仕事とすべて電子の世界を歩む。この子供のころからの電子工作の趣味の世界と,仕事としているコンピュータの世界を融合した遊びの世界をホームページや書籍で紹介し続けている。