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大型表示電波時計　処理説明（表示スキャン)

表示スキャンプログラム

コンフィグレーションワード

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        __config        h'3F10' ;OSC is Int 4MHz
                                ;RA5,RA6,RA7,RB4 are I/O
                                ;Power-up timer ON
                                ;Code protection OFF
                                ;Data code protection OFF   
                                ;Brown-out detection OFF
                                ;Watchdog timer OFF
PIC16F628は4MHzの発振器内蔵しています。これを使うことにより、外部発振器が不要になり、回路が簡単になります。また、それにより、I/Oポートを１６ポートまで増やすことができます。今回の回路では１４個のLEDをスキャンするので、内蔵発振器を使う必要がありました。

スキャンパターン

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ra_adr  equ    t10h             ;RA scan data table adr     
d10h    equ    b'00000001'      ;10th of hour
d1h     equ    b'00000010'      ;1st of hour
d10m    equ    b'00000100'      ;10th of minute
d1m     equ    b'00001000'      ;1st of minute
d10s    equ    b'01000000'      ;10th of second
d1s     equ    b'10000000'      ;1st of second

rb_adr  equ    t1000y           ;RB scan data table adr
d1000y  equ    b'11111110'      ;1000th of year
d100y   equ    b'11111101'      ;100th of year
d10y    equ    b'11111011'      ;10th of year
d1y     equ    b'11110111'      ;1st of year
d10mo   equ    b'11101111'      ;10th of month
d1mo    equ    b'11011111'      ;1st of month
d10d    equ    b'10111111'      ;10th of day
d1d     equ    b'01111111'      ;1st of day
今回の回路では曜日表示を除いて１４個の７セグメントLEDを使用しています。この１４個を２つのグループに分けてスキャンしています。ですから、同時には２つのLEDが点灯することになります。１つのグループにしたほうが電力消費は抑えられますが、表示が暗くなるので２つのグループにしました。
時１０位、時１位、分１０位、分１位、秒１０位、秒１位の６個をグループにしてPORTAのI/Oポートで制御しています。RA5は入力専用のポートなので今回の用途には使えません。
年１０００位、年１００位、年１０位、年１位、月１０位、月１位、日１０位、日１位の８個の８個をグループにしてPORTBのI/Oポートで制御しています。
PORTAに接続している回路は出力が"1"で点灯、PORTBの回路は出力"0"で点灯します。この違いでグループを分けたわけではありません。混在しても制御はできます。

各種レジスタの初期化処理

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;******************* Initial Process ********************   
init
;*** Set Port mode
        bsf     status,rp0      ;Change to Bank1
        movlw   b'00000000'     ;RA7-0:OUT mode
        movwf   trisa           ;Set TRISA reg
        movlw   b'00000000'     ;RB7-0:OUT mode
        movwf   trisb           ;Set TRISB reg

;*** Set Option reg
        movlw   b'00000001'     ;PS=1:4
        movwf   option_reg      ;Set OPTION_REG

;*** Set PIE1 reg
        movlw   b'00000000'     ;TMR1IE=OFF
        movwf   pie1            ;Set PIE1 reg
        bcf     status,rp0      ;Change to Bank0

;*** Set CMCON reg
        movlw   b'00000111'     ;RA port to digital
        movwf   cmcon           ;Set CMCON reg

;*** Set TMR0 reg
        movlw   d'6'            ;256-1000us/4us=6
        movwf   tmr0            ;Set TMR0
初期化処理では、PORTAおよびPORTBを全て出力モードに設定します。また、全てのポートをデジタルポートとして使うことをCMCONレジスタに設定します。
タイマーはTMR0のみを使用し、1㍉秒で割り込みが発生するように設定します。今回は内蔵の4MHz発振器を使用しています。その周期は0.25μ秒ですが、PICの動作クロックはその４倍の1μ秒になります。TMR0への入力はプリスケーラでさらに４倍とし、4μ秒でカウントさせます。1㍉秒=1000μ秒は250カウントになります。カウントはTMR0レジスタで行われ、カウント値が０になると割り込みが発生します。TMR0でカウントできる最大値は255ですから、256-250=6がTMR0に設定する値になります。255ではなく256としているのは最大値(255)から０になるときに割り込みが発生するので、１つ多い値で計算する必要があります。


ワークエリアの初期化処理

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;*** Other registers and work area initialization
        clrf    porta           ;Clear PORTA
        clrf    portb           ;Clear PORTB
        clrf    ra_index        ;Clear PORTA index
        clrf    rb_index        ;Clear PORTB index
        movlw   d1000y          ;Read 1000th of year data   
        movwf   t1000y          ;Set 1000th of year data
        movlw   d100y           ;Read 100th of year data
        movwf   t100y           ;Set 100th of year data
        movlw   d10y            ;Read 10th of year data
        movwf   t10y            ;Set 10th of year data
        movlw   d1y             ;Read 1st of year data
        movwf   t1y             ;Set 1st of year data

以下省略
PORTAおよびPORTBの初期化および各種ワークエリアの初期化を行います。
スキャンパターンを汎用メモリに設定します。これは間接アドレス処理を行うためです。


割り込み設定および割り込み待ち処理

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;*** Set interrupt condition
        movlw   b'10100000'     ;GIE,TOIE=1
        movwf   intcon          ;Interruption enable        

        goto    $               ;Wait interruption
全ての初期化処理が終わった段階でINTCONレジスタに割り込み可能設定を行います。使用する割り込みはTMR0の割り込みだけです。
あとは割り込みを待つだけなので、自分のアドレスを繰り返し実行させます。"$"は自分自身のアドレスを指します。

割り込み処理

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int
;***** TMR0 Interruption ( 1 millisecond interval) ******   
        bcf     intcon,t0if     ;Clear timer int flag
        movlw   d'6'            ;Set 1 millisecond
        movwf   tmr0            ;Set TMR0

        movlw   ra_adr          ;Read RA table head adr
        addwf   ra_index,w      ;RA table head + index
        movwf   fsr             ;Set table address
        movfw   indf            ;Read data
        movwf   porta           ;Set data to PORTA
        incf    ra_index,f      ;RA index + 1
        movfw   ra_index        ;Read RA index
        sublw   d'5'            ;Check upper limit
        btfss   status,c        ;Over ?
        clrf    ra_index        ;Yes. Clear PORTA index

以下省略
１㍉秒毎に割り込みが発生します。
割り込み処理で最初に行うことは割り込みフラッグのクリアです。これを行わないとタイマーの時間に関係なく常に割り込みが発生してしまいます。
次にTMR0にタイマー値を再設定します。TMR0の値はカウントにより書き換えられています。
次がスキャン処理です。スキャンデータは初期化処理で汎用メモリにPORTA用とPORTB用を作ってあります。ra_index はPORTA用データのインデックス値、rb_index はＰＯＲＴＢ用データのインデックス値です。各データの先頭番地にインデックス値を加えた場所にあるデータがポートに設定するデータになります。インデックスは毎回１つ加算し、最大値を超えた場合には０にして先頭のデータを取り出すようにしています。
PORTAのグループは6㍉秒で一周し、PORTBのグループは8㍉秒で一周します。
各LEDから見ると、例えば時１０位のLEDはある時点で1㍉秒点灯し、そのあと5㍉秒消灯、再び１㍉秒点灯というように点滅を繰り返す動作をします。年１０００位の場合は1㍉秒点灯、7㍉秒消灯を繰り返します。
㍉秒オーダーの点滅ですから、人間の目には連続して点灯しているように見えます。