PIC16F84AでI2C

私はPIC12F683をはじめとする8ピンpicが大好きです。PIC112F683やPIC12F675にはA/Dコンバータがついているのでこれらを入力として数本のI/Oを制御する用途ではとても便利です。しかし、I/Oの数が少ないので定番のキャラクタLCDや7セグメントLED等の表示器を直接つなぐことは出来ません。

一方少ピンで済むシリアル通信用のモジュールもこれといってついていません。USARTモジュールが無いのはソフトウェアで適当に書けばどうとでもなりますが、I2Cを使うためには出力がオープンドレイン(オープンコレクタ)であることが要求されるのでそのままでは無理です。

前々から8ピンPICにシリアルEEPROMを接続できれば簡単なアナログデータロガーが出来るのにと考えていました。
実を言うとCQ出版のPICマイコンによるメカトロニクス入門のなかではSSP内蔵モジュールを持たないPIC16F84AでI2CシリアルEEPROMを制御する工作例が載っているのですが、どうやっているのだろうと思って読んで見たところ単純に出力の衝突を考慮していない設計でした。
初心者向けの冊子なのであまり細かいところにこだわらなかったのかもしれませんが、自分で作るにはちょっとどうかなと思いました。
(余談ですが、私のよく使うシリアルEEPROMであるAT24C1024のデータシートを読むと、双方向の通信ポートはSDAのみでSCLは入力のみのようにも読み取れます。とするなら、PICマイコンによるメカトロニクス入門でもせめてSDAだけはRA4を使って接続すべきであったように思います。もっとも、一般的なI2C通信には利用できないわけですが。)

オープンドレインのHigh信号を出力するためには、単純に考えればPICのポートをハイインピーダンス状態、すなわち入力に設定すればよいわけですが、PIC12/16シリーズには出力ラッチレジスタが存在しません。したがって、出力をHighからLowへと変化させる際に数命令サイクル分トーテムポール出力のHigh信号を出力する場合が出てきます。

この結果生じる出力の衝突が極短い時間であるならば、シリアルに100Ω程度の抵抗を挿入して保護回路としてもよいのですが、衝突の最中に割り込み処理で長いこと待たされるのもいやらしいですし、そのためだけに一時的に割り込み不許可にするというのもばかばかしく感じます。(そう神経質になるところでもないかもしれませんが。)

前振りが長くなりましたが、抵抗とダイオードをちょっと追加するだけでPICの出力をオープンドレインもどきに出来ることに思い至ったので回路を載せておきます。といってもまだ実物は作っていないのでうまくいかないかもしれません。抵抗値とかのパラメータも適当ですし。試す人は自己責任でお願いしますね。(これはいつものことか・・・)




SET_SDA MACRO
BANKSEL(TRISB)
BSF TRISB,D'1'
ENDM

CLR_SDA MACRO
BANKSEL(TRISB)
BCF TRISB,D'1'
BANKSEL(PORTB)
BCF PORTB,D'1'
ENDM

SET_SCL MACRO
BANKSEL(TRISB)
BSF TRISB,D'0'
ENDM

CLR_SCL MACRO
BANKSEL(TRISB)
BCF TRISB,D'0'
BANKSEL(PORTB)
BCF PORTB,D'0'
ENDM


tag: PIC I2C 

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