PICマイコンを使って測定ツールを作ってみよう(3) ―― Visual BasicでPICマイコンを制御する

　制御の中心部分は、ソース・リスト内のCOMM_USB関数です．3種の処理部から構成されています．図10に構成図を示します．

図10　USB_COMM関数の構成図

　最初の処理部は，基板のタクト・スイッチの処理です．左のS1スイッチ（黄色）が「メニュー番号増加」，右のS3スイッチ（青色）が「メニュー番号減少」，真ん中のS2スイッチ（緑色）が「メニューの決定」となっています．黄色のスイッチと青色のスイッチを操作して目的のメニューが液晶ディスプレイの一番上にくるようにします．そして，選択の青色スイッチを押すと，そのメニューが選択されます．

　次の処理部は，選択されたメニュー番号により，その処理を実行します．前回はカウンタしか機能しませんでした．今回は，RS-485，UART，VDC（電圧測定），ADC（電流測定）を追加しました．

　最後の処理がUSBです．ホストとなるパソコン（HOST PC）からは，PICマイコンはシリアル・ポートとして見えています．筆者のパソコンではCOM9として登録されています．設定されているボーレートは38400bpsですが，115200bpsに変更しても動作します．実際のUSBの速度は12Mbpsなので，CDCにおける変化処理を考慮しても十分な能力があります．

　トランジスタ技術 2006年9月号の特集記事ではPIC16F877が使われており，メモリも少ないので小規模なデータでしたが，今回のPIC基板が搭載するPIC16F2550ではメモリが約2.5Kバイトもあるので，かなりのデータをやりとりできます．コマンドとしては，PING，リセット，リード，ライトがあります．PINGはネットワークではおなじみのコマンドです．もともとのソース・リストはアセンブラで書かれていて，初心者には読みづらいものでしたが，今回はC言語で書きました．少しは読みやすくなったと思います．メモリは，LCD，SPI，I2C，USBのバッファが割り付けてあり，今後の記事で使い方の拡張方法を紹介していきます．

●VBでホスト制御を行う

　パソコンからは，マスタと各スレーブに接続されているI/Oを自由に制御できます．今回の例題では，1個のマスタと3個のスレーブ，計4個のPICマイコンを制御します（図11，写真1）．100ms周期で各スレーブをマスタが巡回するので，各スレーブの状態は300msごとに更新されます．最初の電源投入時には，どのようなスレーブが接続されているかは不明です．前述のトランジスタ技術 2006年9月号の特集ではこれは決定済みで，システム構築時にプログラムに書き込まれています．

図11　ネットワーク構成図

写真1　実際の構成

　互換性をとる場合は同じようにしますが，参考として自動構築のフローも説明します．

　まず一度，全ノードにPING要求を出します．一度に全ノードへ要求を送出する場合，特別なID「0xFE」を使います．各ノードが自分のIDを返すには，通常のパケット・フォーマットと違い，1バイト応答をIDに指定されているタイミング・スロットで返します．スレーブのIDが4，6，10なら，マスタからのPING要求のあと，4番目，6番目，10番目のタイム・スロットで自分のIDを返信します．マスタは，254個分のタイム・スロット（38400bpsの場合，約4800バイト/sなので約50ms）の間，返信を待ちます．この特別なプロトコルの実施以降は，今までと同じプロトコルで通信できます（図12）．

図12　RS-485ネットワークの自動構成

　もう少し普通のネットワークに近い形にするのであれば，スレーブが追加されたときにスレーブからマスタへ接続要求を出すことを許可する必要があります．マスタから通信を始めるという前提が崩れ，制御は複雑になります．

　今回は事前決定方式にします．すべてのIDとスレーブ数はプログラムの中に含まれます．

　VB6では，マスタとスレーブの状態を表示します．また，マスタから要求するコマンドを発行できます．リスト3にVBのコードを示します．なお，リスト1～リスト3のコードはこちらからダウンロードできます．