PIC16F1xxxの「諸機能」を端から動かしてみる第２回目はPWM(Pulse Width Modulation)出力。任意のデューティサイクルでデジタル出力をペコペコするあれです。Ｌチカからモータ制御などその利用範囲は広うござんす。しかしPICの場合PWMだけでは動きませぬ。その動作周期を与えるタイマも必要です。
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PIC16F18855のPWM
今回もターゲット機は、PIC16F18855 です。
PWMとアカラサマに銘打った周辺回路は２チャンネルしかないのですが、PIC16F1xxxの場合、CCP(Capture/Compare/Pwm)もPWM出力可能なので、合計７チャンネル可能ということになります。
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- PWM6/PWM7
- CCP1/CCP2/CCP3/CCP4/CCP5
入力機能もあるCCPはまた後で練習することにして、今回はシンプルなPWM出力機能のみのPWM6を使用してみます。
PIC16F1xxxの場合、入力機能は端子が指定されるケースが多いですが、出力機能は任意のI/Oピンに割り当て可能な場合が多いみたいです。PWM出力についてはどこでもOKみたいっす。ピンの割付お楽。
他のマイコンであると高機能のタイマ１本に複数チャネルのPWMが付属しているケースや、PWMチャネル群に専用のタイマが設けられているケースなどありますが、PIC16F1xxxの場合、PWM機能とタイマは１対１ではなく紐づけは選択可能みたいです。ただし、PWMと紐づけられるタイマは８ビットタイマに限られるので
TMR2/4/6
の３本のうち１本ということになるみたいです。今回はTMR2を選択。
MCC ClassicによるDevice Resourcesの選択と設定
何も言わなくても、Interrupt、Pin、Systemの３モジュールは含まれているので、追加で選択しなければならないものは、PWM6とTMR2ということになります。以下画面の＋アイコンをクリックするとDevice ResourcesウインドウからProject Resourcesウインドウに移動して設定できるようになります。
まずはクロックソースの大本を選んでおかねばなりませぬ。今回も前回につづき内蔵の高速発振器、HFINTOSCを使用してみます。しかし、折角なので前回使用していなかった 2xPLL を併用してみます。元発振8MHzで、2xPLLを通して（分周は１） Foscは16MHzとな。
さて肝心のPWM6の設定は以下のようです。Timer2と紐づけ、アクティブハイでデューティサイクルを25%としてみました。
肝心のPWM周期はTMR2側で設定です。タイマの１クロックは1μs、最長256μsまで設定可能としたかったので、以下のように設定しました。ただし赤字のところは後で設定変更を迫られることになります。
出力端子の設定は以下のようです。PWM6の出力はPortAの６番（RA6）としました。前回同様ソフトウエアによるBit Bangingも併用するのでそちらの出力はPortAの７番（RA7）です。
さて、「Generate」ボタンを押すと以下のようなポップアップが現れました。なにか上記のMCC設定に問題があるみたいです。
警告が出ている箇所を見てみるとPWM6でした。どうもTMR2をFOSC/4 で設定しないとならんようです。
上記の警告を受けて、以下のTMR2のClock SourceをFOSC/4に変更しました。同時にプリスケーラを１６分周から４分周に変更したので、PWM6へ行く周期そのものは変わりありません。
再度 Generate すると以下のごとし。ソースコード一式生成に成功したようです。
実機動作確認
前回同様のソフトウエアによるビットバンギングをmainループ内に追加し、makeしたところが以下に。BUILD SUCCESSFULとな。
生成されたオブジェクトをPIC16F18855の実機に書き込み、RA6をオシロのC1（黄色）、RA7をオシロのC2（青色）で観察したものが以下に。
PWM出力を観察しているC1は、ほぼ10kHz（周期100μs)で25％デューティ。予定通りですな。ソフトウエアによるビットバンギングを観察しているC2は約800kHzです。今回のFOSC/4は16MHz/4=4MHz、この速さで５サイクルが１ループの実行時間であったので、800kHzも予定どおりと。よかった、ピッタンコで。