PIC12F509を使ってみよう　第２回　スイッチを使ってみよう

前回では、ＰＩＣを使ってＬＥＤを点滅させることができましたので、今回は、ＰＩＣへのユーザーインターフェースのひとつ、入力装置としてスイッチを使ってみたいとおもいます。

スイッチといっても、スライドスイッチ、トグルスイッチ、プッシュボタンスイッチ、タクトスイッチ、キースイッチ、ロータリスイッチ、ＤＩＰスイッチなど、用途にあわせておおくの種類があります。今回は、6ミリ角のタクトスイッチを使います。タクトスイッチは、リードがあらかじめ曲げられている、リードフォーム加工済みのものがおおいので、リードをペンチでまっすぐにしてブレッドボードの穴にはいるようにします。

スイッチの実験ボード

GP3は、10kオームの抵抗で+5Vにプルアップされ、タクトスイッチでGNDに接続されています。GP3は、タクトスイッチのボタンを押さない状態では+5V、ボタンを押すと0Vになります。このボタンを押している間だけ、GP0に接続されたＬＥＤを点灯させてみようとおもいます。今回は、GPIOレジスタの現在の内容をBTFSC（Bit Test File, Skip if Clear）命令をつかってチェックします。GP3は+5Vにプルアップされていますので、GPIOレジスタのビット3はタクトスイッチのボタンを押さなければHigh、すなわち 1 と読まれ、アドレスがBTFSCから1つ進みます。ボタンを押せば、GP3の電位は0Vになりますので、Low、すなわち 0 と読まれ、BTFSCのつぎのアドレスを1つ飛ばして（スキップして）進みます。

下記は、タクトスイッチのボタンを押している間だけＬＥＤが点灯するプログラムです。

**12F509_SW1.asm**
1		ＬＩＳＴ	P = 12F509	; プロセッサの種類を指定
2		#INCLUDE	<P12F509.INC>	; プロセッサのインクルードファイルを指定
3		__CONFIG	0x0A	; このように記述することもできます
4				; 外部リセットを使用しない
5				; コードプロテクトしない
6				; ウォッチドッグタイマを使用しない
7				; 内蔵クロックを使用する
8		ORG	0x000	; プログラム実行開始番地
9		MOVWF	OSCCAL	; OSCCALレジスタを更新
10		MOVLW	0x08	; GP3を入力ポート、他は出力ポートに設定
11		TRIS	0x06	; f=6
12		MOVLW	0xDF	; T0CSはゼロ、GP2を出力ポートに
13		OPTION		; OPTIONレジスタに書き込む
14	GP0_OFF	MOVLW	0x00	; Wにb'000000'を格納して、それを
15		MOVLW	0x06	; GPIOレジスタ（0x06番地）に書き込む
16	SW1	BTFSC	GPIO,3	; GPIOのビット3がLowのとき、アドレスを2つ進める
17		GOTO	GP0_OFF	; アドレスを2つ進める
18	GP0_ON	MOVLW	0x01	; Wにb'000001'を格納して、それを
19		MOVWF	GPIO	; GPIOレジスタ（0x06番地）に書き込む
20		GOTO	SW1	; おなじことを繰り返す
21			END	; プログラムはここで終了

ダウンロード
12F509_SW1.asm

このプログラムを実行すると、ボタンを押している間だけＬＥＤが「点灯しているようにみえます」。しかし、実際は、ボタンを押してから数ミリ秒の間、ＬＥＤは点滅しているのです。前回の「ＬＥＤを点滅させよう」のところでためしたように、ボタンを押してからＬＥＤが点灯、消灯を高速にくりかえしていても、網膜の残像でＬＥＤが点灯しつづけているかのようにみえるのです。これは、スイッチのボタンを押したりはなしたときに、スイッチの接点には弾性があるので、一瞬の間、バウンド（反跳、バウンス）して開閉を繰り返す、チャタリング（Chattering）がおきるためです。

ためしに、チャタリングがおきていることをたしかめるためのプログラムをつくってみました。下記のプログラムを実行すると、タクトスイッチのボタンを押すタイミングによっては、ＬＥＤが点灯しないことがあります。

ダウンロード
12F509_SW2.hex

上記以外にもさまざまなチャタリング防止回路があるようです。

ここでは、外つけ部品を増やすのはめんどうですので、プログラムで処理することにしました。実験ボードで使用しているタクトスイッチの場合、データシートではチャタリングの時間は5ミリ秒以下と記載されていました。他のメーカーでもだいたいおなじようです。それで、スイッチ入力判定用の遅延時間を5ミリ秒にしたプログラムを考えてみました。しかし、いざ実行してみると、「チョイ押し」のような、ボタンの押し方によってはしばしば誤作動しました。ボタンを押したときとボタンをはなしたときの両方で接点がバウンスしているようです。それで、入力判定の遅延時間をボタンをはなしたときもふくめて倍以上長くして、タクトスイッチのような押しボタンスイッチ以外でも対応できるように、20ミリ秒に変更してみたところ、誤作動はなくなりました。

ボタンを押すと、GP0につないだＬＥＤが点灯し、もういちどボタンを押すとＬＥＤが消灯するプログラムです。ボタンの押し下げによるトグルの判定時間を長くするとＬＥＤの点灯・消灯まで間延びする感じがしましたので、200ミリ秒でトグルの判定をするようにしました。したがって、ボタンをそれ以上の時間押しつづけると、ＬＥＤは点滅することになります。期待どおりにＰＩＣが動くと、うれしいものですね。もっとスマートなコードが書ければいいのですが、あせらずに一歩一歩勉強していくことにしましょう（ＦＥＮＧ３曰、「吾五十而志於学」…がんばろう！）。今回はここまで。

**12F509_SW3.asm**
1		ＬＩＳＴ	P = 12F509	; プロセッサの種類を指定
2		#INCLUDE	<P12F509.INC>	; プロセッサのインクルードファイルを指定
3		__CONFIG	0x0A	; このように記述することもできます
4				; 外部リセットを使用しない
5				; コードプロテクトしない
6				; ウォッチドッグタイマを使用しない
7				; 内蔵クロックを使用する
8	i	EQU	0x07	; ループカウンタの変数の定義
9	j	EQU	0x08	; ループカウンタの変数の定義
10	k	EQU	0x09	; ループカウンタの変数の定義
11		ORG	0x000	; プログラム実行開始番地
12		MOVWF	OSCCAL	; OSCCALレジスタを更新
13		MOVLW	0x08	; GP3を入力ポート、他は出力ポートに設定
14		TRIS	0x06	; f=6
15		MOVLW	0xDF	; T0CSはゼロ、GP2を出力ポートに
16		OPTION		; OPTIONレジスタに書き込む
17	START	MOVLW	0x00	; Wにb'000000'を格納して、それを
18		MOVWF	GPIO	; GPIOレジスタ（0x06番地）に書き込む(LED消灯)
19		BTFSC	GPIO,3	; ボタンが押されるまで待つ
20		GOTO	$-1	; 上記のループ
21		MOVLW	.20	; ボタンが押されたら
22		MOVWF	i	; バウンシングが収束するまで
23		CALL	DELAYms	; 20ミリ秒待つ
24		BTFSC	GPIO,3	; ボタンが押されているか
25		GOTO	$-6	; 押されていなければもういちど繰り返す
26		MOVLW	.200	; ボタンのトグル判定時間
27		MOVWF	i	; 200ミリ秒
28		CALL	DELAYms	; 待つ
29	LED_ON	MOVLW	0x01	; ＬＥＤを
30		MOVWF	GPIO	; 点灯させる
31		BTFSC	GPIO,3	; ボタンが押されるまで待つ
32		GOTO	$-1	; 上記のループ
33		MOVLW	.20	; ボタンが押されたら
34		MOVWF	i	; バウンシングが収束するまで
35		CALL	DELAYms	; 20ミリ秒待つ
36		BTFSC	GPIO,3	; ボタンが押されているか
37		GOTO	$-6	; 押されていなければもういちど繰り返す
38		MOVLW	.200	; ボタンのトグル判定時間
39		MOVWF	i	; 200ミリ秒
40		CALL	DELAYms	; 待つ
41		GOTO	START	; はじめにもどってＬＥＤを消灯、以後繰り返し
42		INCLUDE	delayms.inc	; 遅延ルーチンのインクルードファイルを指定
43			END	; プログラムはここで終了

ダウンロード
12F509_SW3.asm
delayms.inc

注：ソースファイルのコメントが上記とことなる場合があります

ダウンロード
12F509_SW3.hex

第２回 スイッチを使ってみよう

第２回　スイッチを使ってみよう