ＪＤＭプログラマの「亜種」です。

ご注意　このPICライタはJDMプログラマと同様、パソコンのシリアルポートから電源を供給されるため、パソコンのシリアルポートが低出力の場合は、不向きです。

　2003年、マイクロチップ社の8ビットPICマイコンシリーズに8ピンの小さな、しかも何万回も消去して書き込めるフラッシュメモリを搭載したPIC12F629とそれにA/Dコンバータ機能を付加したPIC12F675がだれにも手の届く価格で登場したことが話題となっていました。

　PIC12F629/675は4MHzの発振器を内蔵しているので、外付けの水晶振動子などを省くことができて便利なのですが、半面、手軽に安価につくれることで有名なJDMプログラマ^注1では、これらの新しいPICのプログラム書き込みで問題が生じてきました。

　その問題というのは、JDMプログラマではシリアルポートの信号線の制約があって、PICの電源（VDD）を単独で制御することができないことに起因する問題です。具体的には、PIC12F629やPIC12F675のコンフィギュレーションで内蔵クロックを使用するIntOSCモードを選択し、MCLR（マスタークリア）ピン機能をオフにしてVDDへ内部プルアップする設定にすると、そうした設定のプログラムを書き込まれたPIC12F629/675は、JDMプログラマのソケットの上で電源を供給され、書き込まれたプログラムを実行し、動き出してしまうのです。実際、少ピンPICのPIC12F629/675の特長を生かすには、そうした設定での使用が欠かせないのです。

　そうなると、次回からJDMプログラマではそのPIC12F629/675に読み書きできなくなってしまうのです。ワンタイム・プログラマブル（OTP）のPIC12C508(A)/509(A)でも同様の問題がJDMプログラマでおきるのですが、JWタイプの窓付きPIC以外は消去して再書き込みすることがないため、あまり問題にはなっていませんでした。

　この問題の解決方法として、トランジスタなどを使ってJDMプログラマでVDDの適用を遅延させる^注2追加回路がいろいろと考案されましたが、それらを使うと今度は内蔵クロックをもたないPICでの汎用性が少なくなるという欠点もあわせもっていました。

　そこで、もっとかんたんにVDDを制御できる方法はほかにないものかと、思案してあみだしたものが、RCDライタです。RCDライタでは、パソコンのシリアルポートのTxDが反転すると、ＶPPもＶDDも連動してHighになりますので、VDDだけ遅れるようにすればいいわけです。使用する部品も簡素化されて、抵抗（Ｒ）とコンデンサ（Ｃ）とダイオードだけなので、ＲＣＤ（アール・シー・ディー）ライタと名づけました。アルファベット順ならＣＤＲになるのでしょうが、ＣＤ-Ｒとにていますし、ＣＲＤだと定電流ダイオードでまぎらわしいので、五十音順にしました。

注1　JDMプログラマ Jens Dyekjær Madsen氏が考案した、パソコンのシリアルポートに接続するタイプのPICライタで、彼の名前をとってJDMプログラマの愛称でよばれ、世界中で使われています。JDMプログラマをサポートする書き込みソフトの種類も豊富で、そのほとんどはフリーソフトとして提供されています。

注2　VDDの適用を遅延させる　別の表現をすれば、VDDがPICのプログラミング時に必要な電圧に到達する前にVPPがVILからVIHHに到達するという意味です。このプログラミングモードへの入り方をプログラミング仕様書では VPP-FIRST と呼ぶようになっています。

LVPモードをもっているデバイスのために、PGMピンをGNDにプルダウンするように回路図を修正しました（2004年2月1日）

　C1はチャージポンプの電解コンデンサです。シリアルポートのTxDが極性反転すると、ツェナダイオードD7をとおしてC1にチャージされた電荷は、0Vから一気にシリアルポートのGNDとTxDとの電位差の２倍にスイングし、その電圧はD7によってPICのプログラム書き込みに必要な高電圧であるVPPの13Vに制限されます。もうひとつPICのプログラム書き込みに必要な電源であるVDDはTxDの反転と同時に形成されますが、抵抗R4とコンデンサC3（C2）によってVDDの電圧の上昇が遅延します^注1。プログラミング用のデータ信号・PGDと同クロック・PGCは、ダイオードD1、D2、D3、D4によってクランプされ、VDD（+5V）とGND（0V）のそれぞれの電位でダイオードの電圧降下分の範囲内に収斂します。これらのダイオードは、PICのラッチアップを防止する役割をもっていますが、5.1Vのツェナダイオードで置き換えることももちろん可能です。PGDとPGCはまた、VDDの形成にも寄与しています。したがって、書き込みソフトである「IC-Prog」のハードウェアチェックを実行すると、発光ダイオードLED1はDATA、CLOCK、MCLRのいずれの項目をチェックしても点灯するでしょう。

　パソコンのシリアルポートの出力がよわいばあい、デバイスによってプログラミングに必要な電圧と電流がそれぞれことなりますので、デバイスによってプログラム書きこみで失敗したり、あるいはどのデバイスも読み書きできないばあいがあります。そのときは、R3を数百Ωから1kΩ程度のものにとりかえてためしてみてください。改善されることがあります（R3を10kΩ程度の半固定抵抗にしてもいいでしょう。また、動作確認用のLED1を取り外すと改善することもあります）。また、電流不足によってVPPやVDDの電圧が低下することがあります。入手可能であれば、D6を5.6V、D7を14Vのツェナダイオードに変更してみてください。改善されることがあります^注2。

注1　教科書でよく紹介されているCR時定数の回路図と異なっているため、某国の工科大学の研究チームから「VDDが遅延するはずがない」とのご指摘をうけました。その後、同研究チームで実測したところ、「たしかに遅延していた」とのご報告がありました。

注2　ツェナダイオードは、電流が小さいときはツェナ電圧が定格のツェナ電圧の最小値に近づく傾向があります。それで、電圧が少し高い目のツェナダイオードを使うわけですが、昇圧できるわけではありませんので、パソコンのシリアルポートの電圧がもともと低い場合は効果はありません。

上記ドングルタイプのスマートメディアサイズのＲＣＤライタ

PCBEファイルのダウンロード（LHAにて圧縮、21KB）。

PDFファイルのダウンロード（部品配置図）　（パターン図）

現時点ではもっとも小型にRCDライタをつくることができますが、C1が100μFのままだとサポートデバイスは PIC12F629/635/675、PIC16F627、PIC16F630/676、PIC16F684、PIC16F818/819、PIC16F87/88に限定されます。PIC16F84/84Aは、R3を数百Ωから1kΩに変更し、書き込みソフトとしてIC-ProgまたはPICProg4Uを使用したときだけうまく書き込めます。小径の電解コンデンサが入手できるのであれば、C1を470μFに変更するとバージョン2.3のようにサポートデバイスが広がります。

注：アドビのリーダーでパターン図が縮小されて印刷されたりする場合は、「印刷」の「ページ処理」のオプションで「PDF のページサイズに合わせて用紙を選択」を有効にしてください。

　RCDライタとIC-Prog（1.05C、日本語化パッチ適用）をつかって、PICへのプログラム書きこみテストが何度もくりかえされました。使用していたパソコン環境は、マザーボードがGIGABYTEのGA-6IEMで、CPUがCelelonの1.2GHz、メモリ512MB、HDD40GB、OSはWindows98SEでした。IC-Progの「ハードウェアの設定」は、「ハードウェア」がJDMプログラマ、「I/Oの遅延」は10、「インターフェース」は高速なダイレクトI/O^注1です。つまり、「インターフェース」をのぞいてほとんどIC-Progの起動時のデフォルト状態です。

書き込みテストをしてわかったことは、PIC12C509Aのような、プログラミングに必要な高電圧と電流を保持する時間が長いワンタイム・プログラマブル（OTP）のデバイスに書きこむことはライタの性質上、ほとんどできないことでした^注2。

　ＲＣＤライタを公開してから１年がたちました。この間、おおくの方からご質問やご意見、励ましのメールをいただきました。とくに、海外の方々から質問メールが多数寄せられました。質問のおおくは、海外では日本とちがってPIC16F84AよりもPIC16F628がよく使われているようで、RCDライタではPIC16F628に安定した書き込みができないというものでした。また、マイクロチップ社は、1kワードをこえるプログラム・メモリをもつ8〜14ピンの高機能少ピンＰＩＣを開発し、販売をはじめました。

　メモリサイズの大きいデバイスでは、プログラミングに要する時間に反比例して電圧が降下していくので、IC-Progでは「ダイレクトI/O」をできるだけ使用するようにすると、よい結果がえられることがわかりました（2004年1月5日）。このことは、プログラム書き込みに要する時間を可能な限り短くするとよい結果が得られるということでした。さらに、海外の方々から、PIC16F628のような、1kワード以上のメモリをもつデバイスに書き込む場合は、電解コンデンサC1の容量を220μＦ〜470μＦのものにとりかえるとよい結果が得られた、との報告がいくつかありました（2004年8月26日）。

　ＲＣＤライタは、当初、1kワード程度のプログラム・メモリをもつPICでの使用を想定していましたが、こうした事情から、私は、安定した書き込みのためにＲＣＤライタのチャージポンプ・コンデンサC1の容量を470μFに変更することにしました（2004年10月9日）。

　また、RCDライタを使っているとパソコンのシリアルポートが廃れる、あるいは壊れる、といった風説がながれました。RCDライタは、チャージポンプ回路によってPICのプログラミングに要求される高電圧を生成しています。したがって、コンデンサへの充放電のスイッチング動作によって、瞬間的に過電流、過電圧をふくむサージ電流が発生します。動作開始時にはシリアルポートのGNDラインからの充電電流が発生し、とくに、パソコンの電源を入れたままRCDライタをシリアルポートに活線挿抜（かっせんそうばつ）すると、過渡的に突入電流が流れます。たいていのパソコンのシリアルポートはRCDライタ程度のサージ電流で壊れることはありませんが、絶対に壊れないと私は保証することはできません^注3。

　それで、わたしは、下図のようにチャージポンプのコンデンサC1の容量を470μFに変更するとともに、過電流を抑制する２００オームの抵抗R6をC1に直列に接続するマイナーチェンジをRCDライタの回路に対して行いました。この修正は、RCDライタへ外部電源を供給するなど取り扱いの不注意や落雷等の影響からシリアルポートを保護するためのものではありません。この件に関して貴重なアドバイスをくださった、スオミの国の Lauri Vikström 氏に感謝します（2004年12月24日）。

注1　ダイレクトI/O　WindowsNT/2000/XPではシリアルポートに直接アクセスすることは制限されていますので、IC-Progで「ダイレクトI/O」を使うには、ポートドライバ icprog.sys （icprog.sys の実体は、giveio.sys です）をインストールする必要があります。インストール方法や使い方を間違えると、パソコンやOSに損傷をあたえることがありますので、よくわからない場合は「インターフェース」の設定で Windows API を選択したほうが無難です。

注2　ワンタイム・プログラマブル（OTP）デバイス EPROMメモリののOTPデバイスは、要求されるプログラミング用の高電圧VPPのVIHHの範囲が厳しく、しかも、メモリセルに数回から最大で25回の上書きが必要ですので、数ワード程度書き込んだだけでRCDライタから供給するVPPがVIHHを下回ってしまいます。何度でも書き替えられるFLASHメモリのPICとちがって、OTPのPICは、一度「0」にしたセルを「1」に戻すことはできません（紫外線消去できるJWタイプの窓付きPICは消去して再書き込みできますが、古い一部の機種をのぞいて、JWタイプのPICでもコードプロテクトをかけてしまうと紫外線消去も再書き込みもできなくなります）。

注3　現在までに、RCDライタの使用によってパソコンのシリアルポートが壊れたという報告がわたしにあったのは１件です。その１件についても２週間後、ソフトウェアの使用方法がまちがっており、シリアルポートはふたたび使えるようになった、という訂正報告がありました。しかし、万が一ということがあります。もしあなたのパソコンのシリアルポートのサージ電流保護が貧弱であなたのパソコンが壊れはしないかとの不安を感じる場合は、サージ保護回路をシリアルポートに設けるか、RCDライタの使用を中止してください。RCDライタの使用あるいはRCDライタを使用できないことによって被る損害をわたしは補償することはできません。

私が使用しているＲＣＤライタ（バージョン2.2）
半固定抵抗、基板取り付け用Ｄサブコネクタが必要です。ＩＣソケットのかわりに１８ピンのＴＥＸＴＯＯＬを実装できるように基板のスペースを確保してあります。上記バージョン2.3の１つ前のバージョン2.2で、過電流保護抵抗R6を省いてあります。愛着があるので、いまも使っています。

パターン図（PDF） 　部品配置図（PDF）　部品表（PDF）

過電流保護抵抗つきのＲＣＤライタ（バージョン2.3）
パソコンのシリアルポートが壊れないか、ご心配の方は、こちらをお使いください（２００４年１２月から無料配布している基板、およびハーフマットで2007年2月まで取り扱っていたＲＣＤライタ組み立てキットはこのタイプです）。

パターン図（PDF）　部品配置図（PDF）　部品表（PDF）

ハーフマットのＲＣＤライタ（RCDkitd）
2007年2月までハーフマットで取り扱っていたＲＣＤライタ組み立てキットの説明書です（無断転載は禁止します）。

ＲＣＤライタ組立説明書（PDF） 迷惑メールがひどいのでダウンロードサービスは中止しました(ほしい方はメールで連絡してください)。

注：アドビのリーダーでパターン図が縮小されて印刷されたりする場合は、「印刷」の「ページ処理」のオプションで「PDF のページサイズに合わせて用紙を選択」を有効にしてください。

　ＰＩＣライタ基板の無料配布は、そうした経緯からはじまり、PICという小さな?ブラックボックス?を、自分の思いどおりに制御してみる、自分の手でものづくりをして成し遂げる、その喜びをともにわかちあいたいという思いではじめたものです。

　道具は使うもので、道具に使われていては意味がありませんが、その道具を自分で作るのも楽しいものです。またそれが、次のステップへの踏み台となり、必要に応じてより高機能なPIC、より高機能なメーカー製の開発環境へとすすんでいくものだと思います。

　ハーフマットでは、学校の授業などでのRCDライタの需要が増えてきたため、もっと手軽に、安価にRCDライタを提供していこうと、基板サイズを小型化して製造コストを引き下げ、あわせてライタ上のソケットで20ピンPICにまで対応するRCDライタの組立キット（RCDkite）を開発しました。完成品を提供するのはたやすいのですが、ここはあくまで組立キットです。

ハーフマットで現在販売されているＲＣＤライタ組み立てキット（RCDkite）。1個680円。

　RCDライタバージョン2.3（RCDkitd）の回路図から変更された点は、次のとおりです。

(1) PIC16F627A/628A/648Aへアダプタなしで書き込めるようにするために、I2Cデバイスのために残していたソケットへの配線（バージョン2.3ではICソケットの11番ピン、バージョン2.5のRCDkiteではICソケットの13番ピン）を廃止し、データの信号が妨げられないようにした。あわせて20ピンのデバイスにライタ上のソケットで対応できるようにした。

(2) PIC16F627A/628A/648Aへアダプタなしで書き込めるようにするために抵抗R1、R1の値をそれぞれ1kΩに変更し、クロックおよびデータの信号が妨げられないようにした。

(3) 1kΩと200Ωの抵抗のカラーコードがまぎらわしく、取り付け間違いが少なくなかったので、R6の値を220Ωへ変更した。

ハーフマットで2007年2月から取り扱っているＲＣＤライタ組み立てキット（RCDkite）の説明書です（ほしい方はメールで連絡してください）。

ＲＣＤライタ組立説明書（PDF、2007/2版、迷惑メールがあまりにひどいのでダウンロードサービスは中止しました）

ＲＣＤライタ組立説明書（PDF、2007/5版、迷惑メールがあまりにひどいのでダウンロードサービスは中止しました）

注1　必ずしも書き込めるわけではない　RCDライタはもともと、 VPP FIRST 、つまり、VDDより先にVPPを適用する必要のある少ピンPIC（クロックを内蔵しており、MCLRピンもI/Oとして入力用に使える）のためにつくられています。JDMプログラマをサポートしているプログラム書き込みソフトでRCDライタを使用すると、 VPP FIRST ではない VDD FIRST のPICにたいしてもたいていの場合 VPP FIRST として作用します。そのため、 VDD FIRST のPICではプログラミングモードに入ることができなかったり、不具合がおきることがあります（PICProg4U では、特別な手法をもちいてVDD FIRST のPICがRCDライタでプログラミングモードに入れるようにしています）。

PICがプログラミングモードに入れなかった場合は、PICのメモリに読み書きすることができないだけで、PICはもとのままでその後の使用に問題はありません。しかし、たとえばPIC16F84Aでは、VDDの適用が遅れた場合、プログラムカウンタが不正な値になります。たとえば、RCDライタで書き込みソフトとして高速なWinPicを使用してPIC16F84Aにプログラム書き込みをおこなうと、プログラムメモリの6番地にPIC16F84AのデバイスＩＤ（560h）が書き込まれてしまいます。

別の問題として、一時的にPICがプログラミングモードに入ることはできるが、プログラム書き込みが完了しないままプログラミングモードから出てしまうケースを想定してみます。RCDライタはプログラム書き込みに必要な高電圧を一定に維持できませんので、ワンタイム・プログラマブル（OTP）のPICや、フラッシュメモリであってもVPPの下限電圧が高いPICがこのケースに該当します。OTPのPICの場合は、プログラムを数ワード書き込んだだけでRCDライタが供給するVPPが低下してしまい、PICがプログラミングモードから出てしまいますので、ベリファイ（照合）でエラーとなります。そうなった場合でも、すでに書き込まれた番地以降のメモリエリアは未書き込みの状態ですので、他の、たとえばJDMプログラマなどを使用してもう一度おなじプログラムを上書きすることができます。VPPの下限電圧が高いPICでも同様です。しかし、内蔵クロックの補正値をもっている少ピンPICの場合は、補正値を復元する前にプログラミングモードから出てしまうと、補正値は永久に失われてしまう危険性があります。これらの少ピンPICでは買ってきていきなりプログラム書き込みをするのではなく、補正値をあらかじめ読み取ってメモしておくとよいでしょう。

JDMプログラマだけでなく、多くのハードウェア、デバイスをサポートしている定番ソフトです。RCDライタを使うには、 IC-Prog の設定で JDMプログラマ を選択します。

作者のホームページ

ダウンロード：下記ファイルをダウンロードして圧縮ファイルは解凍し、適当なフォルダにすべて入れて使用します

IC-Progバージョン1.05E（icprog105E.zip）
12C5xx逆アセンブラ（disasm.dll）
WindowsNT/2000/XP用ポートドライバ（icprog_driver.zip）
英語ヘルプファイル（icproghh_eng.zip）

日本語化パッチについて： ROC氏が IC-Prog の日本語化パッチを作成し、公開されています（2009-7-17現在、ホームページ不明)。

作者のホームページ

ダウンロード：下記 WinPic のページにある DL4YHF's WinPic Programmer installation archive をダウンロードします。プログラム本体をダウンロードして解凍し、インストーラを実行します。マニュアルは、プログラムのインストール先に生成されます。インストール後、MPLAB-IDE のデバイス定義ファイル *.dev を参照しますので、MPLAB-IDE をインストールしたフォルダの中にある Device フォルダの場所（通常は C:\Program Files\Microchip\MPLAB IDE\Device）を「オプション」で設定しておきます。

WinPic - A PIC Programmer for Windows

WinPic日本語版： WinPic日本語版 は、ここです（現在公開されているバージョンはオリジナルより１つ古いです）。

作者のホームページ

ダウンロード：下記ページからプログラム本体をダウンロードして解凍し、インストーラを実行します。

PICProg4U

(2) これらのPICには、工場出荷時にプログラムメモリの最終番地に内蔵クロックの補正値（校正値、OSCCAL値）があらかじめ書き込まれています。誤ってその補正値が消失してしまったときのために、買ってきたばかりのPICにいきなりプログラム書き込みをおこなうのではなく、前もってPICから読み込んで補正値をメモしておくことをおすすめします。

(3) PIC16F627A/628A/648Aではアダプタを自作して使用してください（型番に「A」のつかないPIC16F627/628ではアダプタは不要です）。

(4) PICProg4Uバージョン0.8.3は、OS等使用環境によってはデバイス選択時とファイル読み込み時の表示速度が極端に低下することがあります。

(5) 書き込みソフトとしてWinPicを使う場合、「Option（日本語版ではオプション）」で「raise Vdd before MCLR=Vpp（日本語版では Vddの上昇を50us待ってからVppを適用する）」を有効にします。

(6) 書き込みソフトとしてPICProg4Uを使うと、プログラムメモリへは正常に書き込めますが、データEEPROMに書き込むデータがあるときはデータEEPROMへの書き込みで失敗します。

(7) PIC16F84Aは、R3を数百Ωから1kΩに変更し、書き込みソフトとしてIC-ProgまたはPICProg4Uを使用したときだけうまく書き込めます。WinPicを使用すると、プログラムメモリの6番地にPIC16F84AのデバイスIDが誤って書き込まれてしまい、JDMプログラマなど高電圧が安定している他のPICライタを使用しないと完全に消去することが困難になります。

基本的に穴あけはしてありますが、写真のようにフォトレジストが残ったままのものや、磨いてフラックスを塗布したものなどがあります。注：猫はついていません。