PICで気圧計 by 18LF2550 先ずは C言語で LCD表示！

やっとC言語でLCDが稼働しました。まだ、気圧センサー外してありますが、回路は前回の通りです。

下記C言語サンプルソースは、
「改訂版　電子工作のための　PIC18F 本格活用ガイド　後閑哲也　氏著　技術評論社」

のLCD用参考プログラムを、HI-TECH C Pro for PIC18 MCU （Liteモード)用に変更と、一部の修正をして、
MPLAB IDE v8.50 上の統合環境で、HI-TECH C Pro for PIC18 MCU Family V9.63PL3 を無償のLiteモードを使用し、アセンブル、コンパイルしました。出来上がったHexファイルを、秋月電子通商のAKI-PICプログラマー Ver.4でPIC18LF2550へ書込みました。

のLCD用参考プログラムを、
MPLAB IDE v8.88 の統合環境の元で、
HI-TECH C Pro PIC18MCU (Liteモード) v9.80用に変更し、一部を修正して、コンパイルして、
MPLAB IDE v8.88 の統合環境から直接USB接続の秋月電子通商のPICkit2もどきのゼロプレッシャーソケットからPIC18LF2550へ書込みました。（Dec. the 3rd. 2012）

ファイルは、lcdcont2.c、lcdlib18.h、lcdlib18.c　の３つです。

// lcdcont2.c
// ================================
//  PIC18LF2550 C言語プログラム　(lcdcont2.c)
//   後閑哲也　氏　液晶表示器制御ライブラリを
//   HI-TECH C18 Pro (Liteモード）v9.80用に変更して使用
//   0から100までを液晶表示器にカウント表示する
// ================================
// ここが今までとは違う　//
#include <pic18.h>
//==============//

#include "lcdlib18.h"
/* コンフィギュレーションの設定 */

// ================================
// PIC 18LF2550 を3.3Vにで駆動する為、
// 外部に8MHz水晶発振器を使い、
// 内部クロック(Fosc)を16MHzとした。
// ================================
#define _XTAL_FREQ 16000000			//

__CONFIG(1, FCMDIS & IESODIS & HSPLL & PLLDIV2 & PLLPOSTDIV6);
__CONFIG(2, BOREN & BORV20 & PWRTEN );
__CONFIG(3, CCP2RC1 & PBDIGITAL & LPT1DIS );
__CONFIG(4, DEBUGDIS & LVPDIS & STVREN);

// 0xFFFFの表現は使えません ！コメントアウトして省略すれば、
// デフォルトの設定が使用されて同じ意味になります。
// __CONFIG(5, 0xFFFF);
// __CONFIG(6, 0xFFFF);
// __CONFIG(7, 0xFFFF);


/* メッセージの定義 */
char STRTMSG[] = "Start!          ";
char ENDMSG[]  = "Test End!       ";
char NUMMSG[]  = "Number =        ";
/* 関数プロトタイピング　　*/
void itostring(char digit, unsigned int data, char *buffer);
/* メイン関数　*/
void main (void){
	int i,j;
	////入出力設定
	TRISB = 0;							// PORTB全部出力設定
	lcd_init();							// LCD初期化
	//// メインループ
	while(1) {
		lcd_clear();					// LCD消去
		lcd_str(STRTMSG);				// 開始メッセージ表示
		for(i=0; i<=100; i++) {			// 100まで繰り返し
			itostring(3, i, NUMMSG+9);	// 数値を文字に変換
			lcd_cmd(0xC0);				// 2行目へ
			lcd_str(NUMMSG);			// Numberの表示
			for(j=0; j<=5 ; j++){		// 0.2秒待ち
				__delay_ms(40);		// 40msec待ち			}
		}
		lcd_clear();					// 全消去
		lcd_str(ENDMSG);				// 終了メッセージ表示
			for(j=0; j<=25 ; j++){		// 1秒待ち
				__delay_ms(40);		//　PICC Pro Lite モードでは１６MHｚで49msが最大値
			}
	}
}
/***************************************
* 整数からASCII文字に変換
****************************************/
void itostring(char digit, unsigned int data, char *buffer)
{
	char i;
	buffer += digit;					// 最後の数字位置
	for(i=digit; i>0; i--) {			// 変換は下位から上位へ
		buffer--;						// ポインター１
		*buffer = (data % 10) + '0';	// ASCIIへ
		data = data / 10;				// 次の桁へ
	}
}

/*********************************
*  液晶表示器用ヘッダ (lcdlib18.h)
*  ポートの定義
*  プロトタイピング
*********************************/

//// LCDポート設定
#define	LCD_DATA	LATB			// 4ビットデータの出力ポート
#define	LCD_RS		RB2				// RS信号
#define	LCD_E		RB3				// E(STB)信号

/// LCD関数プロトタイピング
void lcd_out(char code, char flag);
void lcd_data(char asci);
void lcd_cmd(char cmd);
void lcd_clear(void);
void lcd_init(void);
void lcd_str(char *str);

/****************************************************
*  液晶表示器制御ライブラリ　(lcdlib18.c)
*  内蔵関数は以下
*    delay_us()    ----- usec単位ディレイ
*    delay_ms()    ----- msec単位ディレイ
*    lcd_init()    ----- 初期化
*    lcd_cmd(cmd)  ----- コマンド出力
*    lcd_data(chr) ----- １文字表示出力
*    lcd_clear()   ----- 全消去
*    lcd_str(*string)--- 文字列の出力
*****************************************************/
//            ここが違う！　//
#include <pic18.h>
//==============//
#include "lcdlib18.h"
#define _XTAL_FREQ 16000000
//////// データ出力サブ関数
void lcd_out(char code, char flag){
	// 上位4ビットを出力
	LCD_DATA = (LCD_DATA & 0x0F) | (code & 0xF0); 
	if (flag == 0)
		LCD_RS = 1;			// 
	else
		LCD_RS = 0;			// コマンドデータの場合
	__delay_us(1);			// pulse width		
	LCD_E = 1;				// strobe out
	__delay_us(1);			// pulse width
	LCD_E = 0;				// reset strobe
}
//////// １文字表示関数
void lcd_data(char asci){
	lcd_out(asci, 0);		// 上位４ビット出力
	lcd_out(asci<<4, 0);	// 下位４ビット出力
	__delay_us(50);		// 50μsec待ち
}
/////// コマンド出力関数
void lcd_cmd(char cmd){
	lcd_out(cmd, 1);		// 上位４ビット出力
	lcd_out(cmd<<4, 1);		// 下位４ビット出力
	if((cmd & 0x03) != 0)	// Clear homeの場合
		__delay_ms(2);	// 2msec待ち
	else
		__delay_us(50);	// 50usec待ち
}
/////// 全消去関数
void lcd_clear(void){
	lcd_cmd(0x01);			// 初期化コマンド出力
	__delay_ms(15);		// 15msec待ち
}
/////// 文字列出力関数
void lcd_str(char *str){
	while(*str != 0x00){	// 文字列の終わり判定
		lcd_data(*str);		// 文字列１文字出力
		str++;				// ポインタ＋１
	}
}
/////// 初期化関数
void lcd_init(void){
	__delay_ms(30);
	lcd_out(0x30, 1);		// 8bit mode set
	__delay_ms(5);
	lcd_out(0x30, 1);		// 8bit mode set
	__delay_ms(1);
	lcd_out(0x30, 1);		// 8bit mode set
	__delay_ms(1);
	lcd_out(0x20, 1);		// 4bit mode set
	__delay_ms(1);
	lcd_cmd(0x2E);			// DL=0 4bit mode
	lcd_cmd(0x08);			// display off C=D=B=0
	lcd_cmd(0x0D);			// display on C=D=1 B=0
	lcd_cmd(0x06);			// entry I/D=1 S=0
	lcd_cmd(0x02);			// cursor home
}

HI-TECH C の無償バージョンであるLiteで注意すべき所は、標準ディレイ関数のDelayMs()がフルオプションバージョンでも正しく動作しない事です。それは、フルオプションバージョンでは、CPUのクロック(Fosc)が12MHzを超えている場合には、これをDelayUs(250)のループに置き換えてコンパイルする様に薦めています！CPUのクロックが12MHzを超えている場合には、短くなるからだと言っています。しかもこの推奨された対策方法は、必ずフルオプションバージョンでコンパイルする様に！と書いています。

* Functions available:
* DelayUs(x) Delay specified number of microseconds
* DelayMs(x) Delay specified number of milliseconds
*
* Note that there are range limits: x must not exceed 255 - for xtal
* frequencies > 12MHz the range for DelayUs is even smaller.
* To use DelayUs it is only necessary to include this file; to use
* DelayMs you must include delay.c in your project.

* MAKE SURE this code is compiled with full optimization!!!

実はこの対策をLiteバージョンで行おうとすると、DelayMs()ばかりではなく、DelayUs()ルーチンも含めて、__delay_ms()、__delay_us()もCPUのクロックと設定数値に以下の様な制限があって、コンパイルエラーになり上手く対策できません。
しかも、このコンパイルエラーがいったいどうして出るのか知らないと、途方に暮れてしまいます。

詳細はair variableさんのコンテンツの無料PIC最強開発環境のページ
http://www.ne.jp/asahi/air/variable/picmel/index.htm
のOtherのワンポイントのページ内の
「PICC Pro9.60PL3以降をLiteモードで使用するときの__delay_msと__delay__usの使い方」
を参照して下さい。

Liteモード時のディレイ時間の上限値
動作周波数最大時間 __delay_ms(x) __delay_us(x)
20MHz 39,424us __delay_ms(39); __delay_us(39424);
16MHz 49,280us __delay_ms(49); __delay_us(49280);
10MHz 78848us __delay_ms(78); __delay_us(78848);
8MHz 98560us __delay_ms(98); __delay_us(98560);
4MHz 197120us __delay_ms(197); __delay_us(197120);

これは、Liteバージョンでは、ディレイルーチンによって生成されるサイクル数が197,120サイクルまでとなっている為にこのような事になるのです。これは、Liteバージョンが最適化を行わない事と深く関係が有る様ですが、実につまらない制限です。無償だから致し方ないのでしょうが・・

この制限を超えると、コンパイルエラーになってしまってHexファイルが生成されません。

この表によれば、今回のCPU内部クロック(Fosc)は16MHzで、１回に呼べる最大は、49msとなります。
これ以上のディレイを得るには、この最大値を繰り返して呼び出す事になります。

今回は、例として1秒のディレイを得る為に、40msのディレイを5回繰り返して0.2秒を造り、それをさらに5回くりかえして1秒を造っています。

Liteバージョンを使用して40ms以上のディレイを使う様な、外部とのI/Oルーチンを設計する際には、特に気をつけなくてはなりません。私は、この事を知らなくて、さまざまな、HI-TECH C のサンプルが動かず、ましてや他社の参考プログラムも動かず、何日もの間、七転八倒の苦しみを味わいました。

今回の私のサンプルプログラムも、40ms以上のディレイを使っているので、CPUクロック(Fosc)が20MHz以上の場合にはコンパイルエラーになってしまいますので、気をつけてください！

未だに、HI-TECH C のマニュアルの何処にこの事が書かれているのか見つかりません。

さて、これでようやくアセンブラーからHI-TECH CでLCDのコントロールが出来る様になったので、パレットソフトさんの気圧センサーユニットルーチンを移植する準備ができた訳です。
（May. the 8th 2010)

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