エンジニアの夏休み：蓄光テープで「省エネディスプレイ」を作る

第4回　本体側の文字描画処理はどうなっているのか？

組込み, マイコン, HTTP, シリアル通信, モータ制御

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蓄光テープに文字を描くライントレーサですが，マイコンの内部ではいろいろな処理を行っています。

  • LANのためのシリアル送受信
  • モータ2個のPWM処理
  • ライントレース処理

今回は，どのようにしてこれらの処理を行ったかを解説します。ぜひマイコンで制御を行う際の参考にしてください。

LED文字描画システム全体

LED文字描画システム全体

LANのためのシリアル送受信

まず重要な点ですが，今回はシリアル送受信をソフトウェアでおこないました。PICには内蔵シリアルもあるのですが，使えるピンが固定されています。今回は8bit連続で取りたかったので，シリアルをソフトウェアで処理するようにしました。

リスト1　シリアル送受信処理

waitrx1
    movlw    0x55            ; (87clk - 2)
    subwf    TMR0, 1
waitrx0
    btfsc    TMR0, 7
    goto    waitrx0
    
    movf    rxphase, 0
    addwf    rxphase, 0
    incf    rxphase, 1
    
    addwf    PCL, 1
    
        ; 0:start
    btfsc    PORTA, PORTA_RX
    clrf    rxphase
    
    retlw    0
    nop
    
    retlw    0
    nop
        ; 3:bit0
    clrf    rxwork
    retlw    0
    
    btfsc    PORTA, PORTA_RX
    bsf    rxwork, 0
    
    retlw    0
    nop
        ; 6:bit1
    retlw    0
    nop
    
    btfsc    PORTA, PORTA_RX
    bsf    rxwork, 1
    
    retlw    0
    nop
        ; 9:bit2
    retlw    0
    nop
    
    btfsc    PORTA, PORTA_RX
    bsf    rxwork, 2
    
    retlw    0
    nop
        ; 12:bit3
    retlw    0
    nop
    
    btfsc    PORTA, PORTA_RX
    bsf    rxwork, 3
    
    retlw    0
    nop
        ; 15:bit4
    retlw    0
    nop
    
    btfsc    PORTA, PORTA_RX
    bsf    rxwork, 4
    
    retlw    0
    nop
        ; 18:bit5
    retlw    0
    nop
    
    btfsc    PORTA, PORTA_RX
    bsf    rxwork, 5
    
    retlw    0
    nop
        ; 21:bit6
    retlw    0
    nop
    
    btfsc    PORTA, PORTA_RX
    bsf    rxwork, 6
    
    retlw    0
    nop
        ; 24:bit7
    retlw    0
    nop
    
    btfsc    PORTA, PORTA_RX
    bsf    rxwork, 7
    
    retlw    0
    nop
        ; 27:stop
    movf    rxwork, 0
    movwf    rxdata
    clrf    rxphase
    retlw    0

ソフトウェアで処理する場合，ビットレートの3倍，たとえば9600bpsなら28800bpsで，約35μsごとにタイマ処理をおこないます。この中で，スタートビットを検出してから4クロック後をビット0，7クロック後をビット1というように読み込みます。すると，他の処理を行いながらシリアルを受信することができます。

ここで注意しないといけないのが，マイコンのクロック数です。今回は20MHzを使ったので，1命令を0.2μsで実行できます。シリアル受信は35μs間隔ですから，この中で約175命令を実行できます。今回のコードでは，シリアル受信部分がcall/returnを含めて20クロック弱ですから，タイマ処理ごとにあと150クロックほど余裕があることになります。

組込み, マイコン, HTTP, シリアル通信, モータ制御

著者プロフィール

木元峰之（きもとみねゆき）

独立系ソフトハウスに8年間勤務，パッケージソフトの開発や記事執筆などを行う。現在はフリーのコンサルタント。SWESTなどのワークショップで分科会のコーディネータを務める。デジタル回路設計歴30年，プログラミング歴27年。

きもと特急電子設計
URL：http://business.pa-i.org/