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情報電子工学演習 V( ハードウェア実技演習 ) PIC マイコンによる光学式テルミンの製作

情報電子工学演習 V( ハードウェア実技演習 ) PIC マイコンによる光学式テルミンの製作. レフ・セルゲイヴィッチ・テルミン. 「テルミン」に関する情報. ■ 大人の科学マガジン　 vol.17 （学研）. ■ エレキジャック No.4 (CQ 出版）. ■ 映画 「テルミン」 (1993 年アメリカ製作）. PIC12F675. 圧電スピーカー. Cds セル. 抵抗器. 光学式テルミンの製作にあたって、考えたこと …. 複数の音が出せる（音階が変わる） 　 ⇒ 発振器の周波数を変える 2) 空中で 手を動かして 音を制御

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情報電子工学演習 V( ハードウェア実技演習 ) PIC マイコンによる光学式テルミンの製作

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  1. 情報電子工学演習V(ハードウェア実技演習)PICマイコンによる光学式テルミンの製作情報電子工学演習V(ハードウェア実技演習)PICマイコンによる光学式テルミンの製作 レフ・セルゲイヴィッチ・テルミン

  2. 「テルミン」に関する情報 ■ 大人の科学マガジン　vol.17（学研） ■ エレキジャック No.4 (CQ出版） ■ 映画 「テルミン」(1993年アメリカ製作）

  3. PIC12F675 圧電スピーカー Cdsセル 抵抗器

  4. 光学式テルミンの製作にあたって、考えたこと…光学式テルミンの製作にあたって、考えたこと… • 複数の音が出せる（音階が変わる） • 　 ⇒ 発振器の周波数を変える • 2) 空中で手を動かして音を制御 • 　 ⇒ 手の位置 / 周囲環境の変化をとらえる →タイマモジュールを利用したパルス発生 「明るさ」 →Cdsセル＆A/D変換モジュール

  5. ■ スケジュール 　　　　　　　　　＜内　容＞　　　　　　　　　　　　　＜集合場所＞ 第１回(6/12)PICマイコンとタイマモジュールの活用　　 [S2-9] 第２回(6/19)　 パルスの発生とオシロスコープによる観察 　[実験室] 第３回(6/26)CdSセルを利用した明るさの検出　 [S2-9] 第４回(7/3)*1 明るさ変化に応じた音の発生 [S2-9] 第５回(7/10)　 自由製作１ [実験室] 第６回(7/17) 自由製作２ [実験室] 第７回(7/24)　 発 表 [S2-9] *1 第４回は助言ルーム終了後，11:00から開始します。 ■ 課題チェック ■ 評　価 各回の出席[5]×7 ＋ 課題[10]×3 ＋ 発表[３５] ※遅刻は減点(45分まで欠席0.5, 45分以降は欠席1扱い）

  6. １．PICマイコン PIC12F675のDIPパッケージ <端子名><機　能> GP0～GP5：汎用ディジタル入出力 AN0～AN3：A/D変換入力 VDD : 電源＋ VSS :　　電源－（GND） MCLR : 外部リセット入力 機能の概要

  7. タイマ１の内部構成 T1CONレジスタ

  8. タイマ１割込みによるインターバルタイマ実現の例タイマ１割込みによるインターバルタイマ実現の例 ● 割込み処理ルーチンの所在は、割込みベクタ(04H)で記しておく。 ● 割込み処理終了後には、RETFIE命令を実行してメインへ戻る。 ● 割込み後にメインに戻り、以前の割り込まれた処理を継続できる ようにするためには、演算レジスタ（Wレジスタ，STATUSレジスタ, PCHLレジスタ）の内容を割込みに入った時点で保存しておく必要がある。

  9. １－３． ソースプログラム１　「インターバルタイマ」sample01.asm ;-----　コンフィグレーションビットの設定と汎用レジスタ(ユーザメモリ)の割付) -- LIST P=PIC12F675 INCLUDE "P12F675.INC" __CONFIG H’11FF’&_INTRC_OSC_NOCLKOUT & _WDT_OFF & _PWRTE_ON & _MCLRE_OFF & _BODEN_OFF & _CPD_OFF & _CP_OFF ;内部クロック使用，MCLR未使用など #DEFINE W_TMP 20H ;Wレジスタ割込み時待機用 #DEFINE ST_TMP 21H ;STATUSレジスタ割込み時待機用 #DEFINE T1H 33H ;タイマ1　上位8ビット設定データ保存用 #DEFINE T1L 34H ;タイマ1　下位8ビット設定データ保存用 #DEFINE DOUT 35H ;GPIO　出力データ保存用 ;----- リセット＆ 割込みベクタ---------------------------------------- ORG 0 ;リセットベクタ GOTO START ORG 4 ;割込みベクタ GOTO INTR ;-------------------------------------------------------------------------

  10. START BCF INTCON,7 ;割込み不許可 BSF STATUS,RP0 ;バンク1に切り替え CALL 3FFH ;内部オシレータのキャリブレーション MOVWF OSCCAL MOVLW B‘00010000’ ;GPIO（汎用ディジタル入出力ポート）の 入出力設定 MOVWF TRISIO ;0:出力　1：入力 MOVLW 080H ;OPTIONレジスタの設定 MOVWF OPTION_REG BSF PIE1,TMR1IE ;タイマ1の割込み許可 NOP BCF STATUS,RP0 ;バンク0に切り替え NOP MOVLW B'00000100' ;GPIOの初期出力 MOVWF DOUT ;GP2に1出力（High）

  11. MOVLW 0FCH ;タイマ1上位8ビット設定データ MOVWF T1H ; 設定データを保存 MOVWF TMR1H ; カウンタにセット MOVLW 00H ;タイマ1下位8ビット設定データ MOVWF T1L ; 設定データを保存 MOVWF TMR1L ; カウンタにセット MOVLW B'00000101' ;タイマ１コントロールレジスタ設定データ MOVWF T1CON ; （プリスケーラ1:1）設定 BSF INTCON,PEIE ;周辺モジュールの割込みを許可 BSF INTCON,GIE ;割込み許可 MAIN NOP GOTO MAIN

  12. INTR MOVWF W_TMP ;現在のWレジスタの値を退避 SWAPF STATUS,0 ;現在のSTATUSレジスタの値を退避 MOVWF ST_TMP BCF PIR1,TMR1IF ;タイマ１割込み検出フラグをクリア MOVF T1H,0 ;上位8ビット設定データを読み出し MOVWF TMR1H ;カウンタに設定 MOVF T1L,0 ;下位8ビット設定データを読み出し MOVWF TMR1L ; カウンタに設定 MOVF DOUT,0 ;GPIO出力データを読み出し XORLW B'00000100' ;GP2の出力値を反転 MOVWF DOUT ;GPIO出力データを保存 MOVWF GPIO ;GPIO出力 SWAPF ST_TMP,0 ;割込み前のSTATUSレジスタの値を復帰 MOVWF STATUS SWAPF W_TMP,1 ;割込み前のWレジスタの値を復帰 SWAPF W_TMP,0 RETFIE END

  13. １－４．パルスの発生とオシロスコープによる観察１－４．パルスの発生とオシロスコープによる観察 ＜手　順＞ 　１）ソースプログラム１をアセンブルしてHEX形式の機械語データを作る。 　２）PICライターを使用してPIC12F675へ機械語データを書き込む。 　３）ブレッドボードに実験回路1を作成し、オシロスコープでパルス波形の周期を測定する。 　４）S1-GND間に圧電スピーカを接続し、音階を確認する。 ５）ソースプログラム１のタイマ１設定データを変更し、再び１）～４）の作業を繰り返す。 周期 実験回路１ パルス波形

  14. 表１　パルス波形観察時の記録例 ＜課題１-ドレミ音の発生＞ TMR1をFC00H(10進で64512)に設定した場合、下記の計算によりパルス波形の周期を求めることができる。「ド」「レ」「ミ」の音を発生させるためTMR1の設定値を予測せよ。 < クロックFosc=4MHz，タイマ1のプリスケーラ1:n=1:1 , TMR1=64512(10進) とした場合> T’= (Fosc/4)×n×(65536-TMR1)×2 = 10-6×1×(65536-64512)×2 = 2048μsec = 2.048msec 表２　音階の周波数

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