ヒント 2: CWG を使ったハーフブリッジまたはフルブリッジ回路の駆動 ハーフブリッジまたはフルブリッジモータ回路を駆動するために多ピンマイクロコントローラは必ずしも必要ではありません PWM モジュールと CWG モジュールを組み合わせると 少ピンデバイスでも駆動できます 図 2: CWG によ

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1 注意 : この日本語版文書は参考資料としてご利用ください 最新情報は必ずオリジナルの英語版をご参照願います 新周辺モジュール活用のヒントとコツ 相補波形ジェネレータ (CWG) 構成可能なロジックセル (CLC) 数値制御オシレータ (NCO) 周辺モジュール活用のヒントとコツ はじめに マイクロチップ社は 小型化と高性能化ならびに使いやすさと信頼性の向上を目指して常に先進的な製品を提供しています フラッシュベースの PIC MCU は 煙検知器等の身近な製品から産業 車載 医療機器まで幅広く使われています PIC16(L)F150X および PIC10(L)F32X ファミリのデバイスが内蔵する構成可能なロジックセル (CLC) の機能を使うと PIC MCU アーキテクチャの全ての利点とフラッシュプログラムメモリの柔軟性を融合できます これらを組み合わせて使う事により リソースを節約でき 外付け部品も削減できるため 低コストに構成要素を形成できます フラッシュの柔軟性と優れた開発ツール ( 低コストインサーキットデバッガ インサーキットシリアルプログラミング TM (ICSP TM ) CLC コンフィグレーションツール GUI 等 ) により これらのデバイスはほとんどの組み込み制御アプリケーションで理想的にご使用いただけます 本書に記載したヒントは 各種のアプリケーションで CLC 内蔵 PIC MCU を使ってさまざまなデジタルロジック機能を構成するためにお役立ていただけます 図 1: CWG 自動シャットダウン要因の拡張 ヒント 1: CWG 自動シャットダウン条件入力の拡張 PWM アプリケーションでリソースが限られている場合 ソフトウェアで駆動する以外の自動シャットダウン条件が必要になる事があります このような場合 相補波形ジェネレータ (CWG) が備える 2 つの自動シャットダウン条件入力を使えます 1 つは外部条件用の CWG1FLT ピン もう 1 つは構成可能なロジックセル (CLC) からの出力 (LCxOUT -> LC2OUT) です 特に CLC 出力を自動シャットダウン要因として選択すると CLC への全ての入力を CWG の自動シャットダウン条件として使えるので便利です ( 図 1 参照 ) Clock Sources CWG1A CLC2IN0 CLC2IN1 C1OUT C2OUT FOSC TMR0IF TMR1IF TMR2=PR2 LFINTOSC ADFRC PWM1OUT PWM2OUT Input Sources Shutdown Sources CWGFLT pin C1OUT C2OUT LC2OUT CWG (PIC16(L)F1509) CWG1B 2013 Microchip Technology Inc. DS41632B_JP - p. 1

2 ヒント 2: CWG を使ったハーフブリッジまたはフルブリッジ回路の駆動 ハーフブリッジまたはフルブリッジモータ回路を駆動するために多ピンマイクロコントローラは必ずしも必要ではありません PWM モジュールと CWG モジュールを組み合わせると 少ピンデバイスでも駆動できます 図 2: CWG によるフルブリッジ回路の駆動 この場合 PWM モジュールから CWG 入力へ適切な駆動信号を出力するよう PWM モジュールを構成します さらに 駆動信号とその相補信号を適切なデッドバンド遅延付きで出力するよう CWG モジュールを構成します これらにより モータ駆動回路へオーバーラップのない駆動信号を出力し 貫通電流の発生を防ぐ事ができます 図 2 に CWG を使うフルブリッジ駆動回路を示します V+ CWGxA Load CWGxB DS41632B_JP - p Microchip Technology Inc.

3 ヒント 3: 直交デコーダを使った DC モータの速度と回転方向の計測 モータの速度および / または回転方向を計測するために通常はロータリエンコーダを使います ロータリエンコーダは モータの回転軸に取り付けた回転部と その動きを計測する固定部により構成されます これらによりモータの速度と 必要に応じて回転方向を計測できます ロータリエンコーダには各種の方式が存在しますが 最も一般的に使われるのは光学式です 光学式ロータリエンコーダはコンピュータ用のボール式マウスに使われています エンコーダディスクはモータの回転軸に取り付けます ディスクには一定間隔で放射状に多数のスロット ( 細長い穴 ) が開けられています 回転中のディスクのスロットをカウントするために LED と光検出器を使います 回転速度は スロットの回転時に発生するパルスのタイミング ( 周期 ) から求まります 図 3: 直交エンコーダの概略図 モータの回転方向を検出するには第 2 のセンサ (LED と光検出器 ) が必要です 第 2 センサは 出力パルスの位相が第 1 センサから 90 シフトするよう取り付けます エンコーダディスクの回転運動は 2 つの出力パルスによって直交変調パルス列として表現されます このアプリケーション例では PWM モジュールが生成する信号 ( 外付けポテンショメータを使ってを制御 ) を CWG に入力する事によりモータ回路を駆動します モータが回転するとスロットを刻んだディスクも一緒に回転し スロットを通過した LED からの光が 2 つのフォトトランジスタ (A と B) に入射します 光がフォトトランジスタに入射している時 マイクロコントローラの入力ピンでは論理 0 が読み出されます フォトトランジスタ B からの入力がマイクロコントローラに読み込まれるたびに 入力パルス信号の 1 つおきの立ち下がりエッジ間の時間を計算します この時間からモータの速度が求まります フォトトランジスタ A はフォトトランジスタ B から 90 シフトしているため CLC を使ってどちらのフォトトランジスタが先にターンオンしたのかを判定する事により モータの回転方向を特定できます 図 3 を参照してください LCD PIC16F1508 MSSP V DD V DD CWG CWGxA CWGxB Driver Circuit M A B POT PWM CLC T1G 2013 Microchip Technology Inc. DS41632B_JP - p. 3

4 ヒント 4: CLC と NCO を使ったマンチェスターデコーディング EUSART をマンチェスターエンコーディング用に使える場合 構成可能なロジックセル (CLC) と数値制御オシレータ (NCO) を使ってマンチェスターコード化された信号をデコードできます このヒントでは SPI クロック信号から SPI データ信号を分離するために 4 つの CLC と NCO を使ってマンチェスターコード化された信号をデコードする方法を紹介します ( 図 4 を参照 ) この方法では 4 つの CLC と 1 つの NCO を内蔵するマイクロコントローラ (PIC16F1509 等 ) を選ぶ必要があります CLC1 では マンチェスターコード化されたデータ信号を D 形フリップフロップに入力します D 形フリップフロップにはコード化された信号から分離したクロック出力信号を反転して供給します ( 図 5 を参照 ) このフリップ 図 4: マンチェスターデコーダの概略ブロック図 フロップの反転出力をデコードします CLC2 では CLC1 の非反転出力と CLC1 への入力信号 ( コード化されたデータ信号 ) の間で XOR 演算します ( 図 6 を参照 ) この XOR 出力の立ち上がりエッジのタイミングで出力データが得られます この XOR 出力を CLC3 のクロック入力に接続します ( 図 7 を参照 ) CLC3 には論理 HIGH を入力し CLC3 の出力を CLC4 へ入力します CLC4 では マイクロコントローラの内部オシレータ信号 (FOSC) と CLC 出力信号および NCO からのクロック出力信号の間でそれぞれ AND 演算し それらの結果を OR 演算します CLC4 の出力信号は NCO アキュムレータへのクロック入力として使います ( 図 8 を参照 ) これによりクロック周波数で NCO 出力信号を生成し データ出力信号をデコードするために適切なタイミング ( データ信号の開始と終了 ) が得られます マンチェスターデコーダ信号波形を図 9 に示します CLC1 CLC2 CLC3 CLC4 Data Output Data Input D S Q1 D S Q2 Code Reset R R FOSC NCO NCOCLK NCOOUT Clock Out DS41632B_JP - p Microchip Technology Inc.

5 図 5: CLC1 の構成 図 6: CLC2 の構成 2013 Microchip Technology Inc. DS41632B_JP - p. 5

6 図 7: CLC3 の構成 図 8: CLC4 の構成 DS41632B_JP - p Microchip Technology Inc.

7 図 9: マンチェスターデコーダ信号波形 Data Input Q1 Data Input (xor) Q1 Clock Out 2013 Microchip Technology Inc. DS41632B_JP - p. 7

8 参考文献 [1] 構成可能なロジックセル (CLC) コンフィグレーションツールユーザガイド DS [2] 構成可能なロジックセル (CLC) コンフィグレーションツール GUI ソフトウェア [3] 各デバイスのデータシート DS41632B_JP - p Microchip Technology Inc.

9 マイクロチップ社製デバイスのコード保護機能に関して次の点にご注意ください マイクロチップ社製品は 該当するマイクロチップ社データシートに記載の仕様を満たしています マイクロチップ社では 通常の条件ならびに仕様に従って使用した場合 マイクロチップ社製品のセキュリティレベルは 現在市場に流通している同種製品の中でも最も高度であると考えています しかし コード保護機能を解除するための不正かつ違法な方法が存在する事もまた事実です 弊社の理解ではこうした手法は マイクロチップ社データシートにある動作仕様書以外の方法でマイクロチップ社製品を使用する事になります このような行為は知的所有権の侵害に該当する可能性が非常に高いと言えます マイクロチップ社は コードの保全性に懸念を抱くお客様と連携し 対応策に取り組んでいきます マイクロチップ社を含む全ての半導体メーカーで 自社のコードのセキュリティを完全に保証できる企業はありません コード保護機能とは マイクロチップ社が製品を 解読不能 として保証するものではありません コード保護機能は常に進歩しています マイクロチップ社では 常に製品のコード保護機能の改善に取り組んでいます マイクロチップ社のコード保護機能の侵害は デジタルミレニアム著作権法に違反します そのような行為によってソフトウェアまたはその他の著作物に不正なアクセスを受けた場合は デジタルミレニアム著作権法の定めるところにより損害賠償訴訟を起こす権利が 本書に記載されているデバイスアプリケーション等に関する情報は ユーザの便宜のためにのみ提供されているものであり 更新によって無効とされる事があります お客様のアプリケーションが仕様を満たす事を保証する責任は お客様にあります マイクロチップ社は 明示的 暗黙的 書面 口頭 法定のいずれであるかを問わず 本書に記載されている情報に関して 状態 品質 性能 商品性 特定目的への適合性をはじめとする いかなる類の表明も保証も行いません マイクロチップ社は 本書の情報およびその使用に起因する一切の責任を否認します マイクロチップ社の明示的な書面による承認なしに 生命維持装置あるいは生命安全用途にマイクロチップ社の製品を使用する事は全て購入者のリスクとし また購入者はこれによって発生したあらゆる損害 クレーム 訴訟 費用に関して マイクロチップ社は擁護され 免責され 損害をうけない事に同意するものとします 暗黙的あるいは明示的を問わず マイクロチップ社が知的財産権を保有しているライセンスは一切譲渡されません 商標マイクロチップ社の名称とMicrochipロゴ dspic FlashFlex KEELOQ KEELOQ ロゴ MPLAB PIC PICmicro PICSTART PIC 32 ロゴ rfpic SST SST ロゴ SuperFlash UNI/O は 米国およびその他の国におけるマイクロチップ テクノロジー社の登録商標です FilterLab Hampshire HI-TECH C Linear Active Thermistor MTP SEEVAL Embedded Control Solutions Company は 米国におけるマイクロチップ テクノロジー社の登録商標です Silicon Storage Technology は その他の国におけるマイクロチップ テクノロジー社の登録商標です Analog-for-the-Digital Age Application Maestro BodyCom chipkit chipkit ロゴ CodeGuard dspicdem dspicdem.net dspicworks dsspeak ECAN ECONOMONITOR FanSense HI-TIDE In-Circuit Serial Programming ICSP Mindi MiWi MPASM MPF MPLAB 認証ロゴ MPLIB MPLINK mtouch Omniscient Code Generation PICC PICC-18 PICDEM PICDEM.net PICkit PICtail REAL ICE rflab Select Mode SQI Serial Quad I/O Total Endurance TSHARC UniWinDriver WiperLock ZENA Z-Scale は 米国およびその他の国におけるマイクロチップ テクノロジー社の登録商標です SQTP は 米国におけるマイクロチップ テクノロジー社のサービスマークです GestICとULPPは その他の国におけるMicrochip Technology Germany II GmbH & Co. & KG ( マイクロチップ テクノロジー社の子会社 ) の登録商標です その他 本書に記載されている商標は各社に帰属します 2012, Microchip Technology Incorporated, Printed in the U.S.A., All Rights Reserved. ISBN: QUALITY MANAGEMENT SYSTEM CERTIFIED BY DNV == ISO/TS == マイクロチップ社では Chandler および Tempe ( アリゾナ州 ) Gresham ( オレゴン州 ) の本部 設計部およびウェハー製造工場そしてカリフォルニア州とインドのデザインセンターが ISO/TS :2009 認証を取得しています マイクロチップ社の品質システムプロセスおよび手順は PIC MCU および dspic DSC KEELOQ コードホッピングデバイス シリアル EEPROM マイクロペリフェラル 不揮発性メモリ アナログ製品に採用されています さらに 開発システムの設計と製造に関するマイクロチップ社の品質システムは ISO 9001:2000 認証を取得しています 2013 Microchip Technology Inc. DS41632B_JP - p. 9

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