USB2.0 対応 PIC マイコンによるデータ取得システムの開発

USB2.0対応PICマイコンによるデータ取得システムの開発USB2.0対応PICマイコンによるデータ取得システムの開発環境計測三宅洋

PICとは ＰＩＣ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Interface Controller） Microchip Technology Co.が開発したワンチップマイコン CPU、メモリ、Ａ/Ｄ変換器などのモジュールを内蔵自動車や電化製品の電子制御に利用最新デバイス USB2.0対応モジュールを内蔵

USBとは ＵＳＢ（Universal Serial Bus) パソコン本体と周辺機器などの接続に用いる高速シリアル通信規格最も頻繁に周辺機器との接続に使用される通信規格＜特徴＞・　最大127台のデバイスが接続可能・　最大30 ｍまで延長可能・　ホットプラグにより再起動の必要なし・　プラグ＆プレイ機能により設定が自動

ＰＩＣデバイスの同時制御 目的 PICとコンピュータ間のデータ通信をUSBで行う USB2.0対応PICを用いたデータ取得システムの開発 USB通信機能を持ったPICデバイス USB接続周波数カウンタの開発

USB接続周波数カウンタとは ＜周波数カウンタ＞電気信号（パルス）の周波数を測定する計測機器 USB通信機能を持つ周波数カウンタ・パソコンとＵＳＢで接続・計測データをＵＳＢ通信で送受信＜特徴＞・　操作や表示をパソコンのディスプレイを使用　　→小型、軽量・　電力供給源にUSBのバスパワーを使用　　→外部電源不要

開発環境（ソフトウェア） ＜USBフレームワーク＞ PICのUSB機能を実現するためのツール USB通信に必要なプログラムファイル一式　・ＵＳＢデバイスを識別するためのＩＤ設定　・送受信実行関数の定義　　　　　　　　 • MPLAB IDE 　　　⇒統合開発環境 • MPLAB C18コンパイラ　　　⇒MPLAB IDE に統合可能なCコンパイラ • USBフレームワーク　　　⇒標準USBプロトコル規格に準拠した　　　　ソフトウェア

パルスの整形と増幅のアンプ 正確な動作のためのシステムクロック周波数カウント用の1秒ゲートパルス生成ＵＳＢ2.0対応の28ピンＰＩＣ USB接続周波数カウンタの構成 • PIC18F2550 • 標準デジタルIC　　（74HCU04） • クリスタル発振子　（20 MHｚ） • 高精度発振器　　　（KTXO 12.8 MHｚ） • USBコネクタ • コンデンサ • 抵抗　　　 etc.

基準値 USB接続周波数カウンタの仕様ドライバ　→　Windows標準内蔵USBドライバ PC側アプリケーション　→　Visual Basicで作成・測定結果のリアルタイム表示・測定結果の記録・グラフ表示

USB接続周波数カウンタの原理 1/3 周波数＝1秒間のパルス数 PIC内蔵のカウンタに高精度発振器（12.8 MHz）のパルスを入力正確な1秒を作る・ソフトウェアで作られた1秒は不正確・デットタイムを小さくしたい外部発振器を使用 12.8×106パルス＝正確な1秒

文字列データ 文字列データ USB接続周波数カウンタの原理 2/3 アプリケーションで操作ボタンなどをクリック受信データの有無をチェック受信した文字列データに対応した処理を実行受信データを表示、記録

12.8MHz発振器からのパルスを12.8×106回カウント後12.8MHz発振器からのパルスを12.8×106回カウント後２つのカウンタをストップ文字列“START”を受け同時に２つのカウンタが作動カウント開始 12.8×106カウントカウント開始 2007カウント文字列“2007” ２つのカウンタをリセット後さらにカウント開始 USB接続周波数カウンタの原理 3/3 [計測開始] ボタンをクリック文字列 “START” [2007Hｚ] と表示 “2007”を文字列として送信

性能評価 測定レンジ：　１ Hz～１ MHz 誤差　　　　：　10-5程度（1MHｚカウント時） ※プリスケーラを1/8で使用することで最大約50 MHｚまでカウント可能＜誤差要因＞ 12.8 MHz 高精度発振器の温度特性±3 ppm/℃ 1℃の温度変化で 3×10-6の誤差

春山先生 斉藤先生ありがとう御座いました m(_ _)m 最後に… 御静聴頂きありがとう御座いました..

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