Ｐ　PICミニBBシリーズ(1)　　　〜I2C接続4x3キーユニット

ｂｙ　ｆｊｋ

　abc889で、PIC用の汎用で使えるLCD表示ユニットをミニブレッドボード（BB-601)で作成した。そこで、同じように「I2C接続4x3キー」ユニットも作ってみることにした。ユニット間の接続はフラットケーブルもしくは、L型ソケット＋L型ピンヘッダー（標準のピンヘッダーはピン長さが短いので、「連結ピンヘッダ（秋月電子 102959）」を加工）を使用した。L型コネクターへの曲げ加工方法は以下、

バイスに鉄板とピンを鋏み一気に曲げる （ピンは少し隙間を空けてセット）

ピンヘッダーはソケットに刺して曲げる （ピンヘッダーは強度が弱いので）

●●　ハードウェア　●●
【PIC-BASE14】 (回路・MCC設定の詳細についてはabc887を参照）
　14ピンPICの汎用マイクロコントローラユニット（PIC-BASE14）として、ミニブレッドボードBB-601（秋月電子、105155、150円）で作成した。ユニットはPIC16F18xx系の14ピンPICが使えるものとし、（PPS使用を含め）ピン配置が同じPIC16F15xxやPIC16F17xxも利用可能である。
　回路は、基本的にはabc887とほぼ同じだが、LEDとプッシュスイッチを各1個搭載（他のものに置き換え可）。チップの右側に、Vcc，Gnd，I2C，SPIなどに使用するピンが取り出せるようにした。

• 14ピンPIC搭載ユニットで、シリアル（USB)、I2C、SPIインターフェースを備える
• PIC-BASE14で使用可能なPICは、PIC16F1823/4/5、PIC16F18323/4/5/6、PIC16F18424/5/6、およびピン互換PIC（PIC16F1503、PIC16F15325，PIC16F1705，PIC16F1765など）

PIC-BASE14回路図

BB-601で作成したPICユニット （abc889のLCDユニットと接続した例）

【PIC-4x3_Key】 （回路・MCCの設定の詳細はabc858を参照）
　キーユニットは「4x3キーパッド作成キット用基板」(秋月電子、112316、105円）にタクトスイッチを並べた。キーパッド基板が大きいのでブレッドボードとしてEIC-301（秋月電子、100313、300円）を用いた。

• 4x3マトリクスプッシュキーユニットで、インタフェースはシリアル（USB)、I2C(スレーブ）
• I2Cスレーブ用のPICはPPSを利用したいのでPIC16F18325を使った。
• キーマトリクスとBBの接続には、基板内に納めるため8ピンのピンヘッダーとソケットを使い、接続ピンの位置がBBの中心部になるようにした。
• USBシリアル接続も可能だが、基本的にはUSBとI2Cの同時使用はできない。しかし、USB電源の（赤い）ジャンパー線を外すことで同時使用も可能。。

PIC-4x3_Key回路図

EIC-301で作成したキーユニット

※4x3キーパッドはM3（L=20mm）ビスとM3用プラスチックスペーサー(H=6mm)でEIC-301に固定。

【ユニット組み合わせ応用例】
　PIC-BASE14、PIC-4x3_Key、および前報（abc889）で作成したLCD表示ユニット(PIC-LCD16x2)を接続し、キー入力があれば、LCDにキー入力データを表示し、さらにUSBシリアルでパソコンに送信を行う(キーユニットのUSBは使用していない）。I2CはPIC-LCD16x2ユニットからPIC-4x3_Keyユニットに接続している（手持ちに4ピンソケットがなかったので5ピンソケットを利用）。

●●　ソフトウェア　●●
【PIC-Base14】
　PICはPIC16F18325使用し、LCD表示するためi2cLCD_ST7032i.c/.h(zip)ライブラリも利用。
　MCCでは、EUSART（USB)、I2C、A2はinput、A4はoutputに設定。さらにSCK、SDA、A2はWPUでプルアップ指定。なお、eusart.cおよびeusart.h のプログラムの詳細はabc889を参照。
　当初、「C言語＆MCCによるPICプログラミング大全」（技術評論社、後閑哲也著）を参考に、MCCでgenarateした関数の利用を試みたが、何故か正常に動作しなかった(要検討）。
　そこで、abc842を参考に、I2Cマスター通信プログラムを作成した。。

MCC画面 (マスターピン設定）

MSSP1設定 EUSART1設定

★プログラム　abc890_master.c(zip)(修正済）

※"stdlib.h"のインクルードが抜けていました（3/14追加）

/************************************************* * キーデータ（I2C）取得プログラム * 　　LCD(ACM1602)＋I2C Slave key ************************************************/ #include "mcc_generated_files/mcc.h" #include "i2cLCD_ST7032i.h" #include "stdlib.h" //#define BFSIZE 20 //EUSART.Hで宣言 #define SLVADR 0x40 uint8_t iBuf[8]; uint8_t rBuf[BFSIZE]; uint8_t sBuf[BFSIZE]; uint8_t sFlg; /*------ メイン関数 -----*/ void main(void) { uint16_t key = 0; uint16_t keyLate = 0; uint16_t rDt; SYSTEM_Initialize(); LCD_init(); // LCD初期化 INTERRUPT_GlobalInterruptEnable(); INTERRUPT_PeripheralInterruptEnable(); puts("***ready\r"); LCD_str(">- ready"); IO_RA4_SetHigh(); while (1) { if(sFlg){ LCD_clr(); LCD_str(rBuf); rDt = atoi(rBuf); //--- スレーブへ送信 if(rDt % 2){ I2C1_Write1ByteRegister(SLVADR,0,'H'); puts("> H\r" ); }else{ I2C1_Write1ByteRegister(SLVADR,0,'L'); puts("> L\r"); } sFlg = 0; } //--- スレーブから受信 I2C1_ReadNBytes(SLVADR, &key, 2); if(key){ if(key != keyLate){ sprintf(sBuf, "%04X\n\r", key); LCD_cursor(0,1); LCD_str(sBuf); puts(sBuf); keyLate = key; } }else{ keyLate = key; } } }

【PIC-4x3_Key】
　I2C-slaveのソフトは「C言語＆MCCによるPICプログラミング大全」を参考に少しアレンジした。
　インターフェースはUSBシリアルとI2Cがあるが、5V供給電源がぶつかるので同時使用はできない。USB接続は、キーが押されるたびに、（keyDatデータ送信をコメントにすると）パソコンに1文字を送信する。I2C接続は、(割り込みで）送信要求があれば、現在のキー状態を送信する。
　なお、LEDは使用していない(受信したデータは読み捨て）。

＜送信データ＞

�@ USB(USARTt）（1文字ずつ送信）

'0'〜'9'、'.'、'\n' （テンキー配列時）、または、'0'〜'9'、'*'、'#' （電話機配列時）の12文字

�A I2C　(2バイト16ビット。キーマトリクスデータで複数キーの同時押し込みも確認できる）

上位12ビット(x)は押されているキーマトリクス情報（押されているビットが1）

下位4ビットは押されているキーで最初のキー位置データ（d、1〜12）

　　{xxxx xxxx xxxx dddd} ・・・（キーが押されていなければ、16ビットデータは0）

MCC画面 (スレーブピン設定）

MSSP1設定 EUSART1設定

★プログラム　abc890_slave.c(zip)(修正済み）

※ハンドラの設定部分が抜けていました（3/12追加）

/******************************** * keyデータ送信（I2Cスレーブ） * 　Slave Address = 0x40 ********************************/ #include "mcc_generated_files/mcc.h" #define SCN_DELAY() __delay_ms(30) #define KEY_DELAY() __delay_ms(500) uint8_t wState; // I2C書込みステート番号 uint8_t rState; // I2C読込ステート番号 uint16_t rDat; // I2C受信16ビットデータ uint8_t keyStat; // キー入力状態 uint16_t keyM; // キーマトリクスデータ uint8_t keyP; // キーデータ（1−12) uint16_t keyDat; // マトリクス＋データ uint8_t k[] = {'0','1','4','7', '.','2','5','8', '\r','3','6','9'}; // テンキー配列 /* uint8_t k[] = {'*','7','4','1', '0','8','5','2', '#','9','6','3'}; // 電話機配列 */ /***** I2C Read Callback ****************/ void I2C1_ReadProcess(void) { switch (rState) { // ステートで進む case 0: rDat = (uint16_t)I2C1_Read(); rState++; // 1byte目読込、次へ break; case 1: rDat |= (uint16_t)I2C1_Read() << 8; rState = 0; // ２byte目読込、最初に break; default: break; } } /***** I2C Write Callback *****************/ void I2C1_WriteProcess(void) { switch (wState) { case 0: I2C1_Write((uint8_t)keyDat); wState++; // keyDatの下位送信、次へ break; case 1: I2C1_Write(keyDat >> 8); wState++; // keyDatの上位送信、次へ break; case 2: // 送信完了 wState = 0; // 最初に戻る break; default: break; } } /**** キースキャン　******/ uint16_t keyScan(){ uint8_t kt; uint16_t kyw; X_A0_SetLow(); // X scan SCN_DELAY(); kyw = ~PORTC & 0x0F; X_A0_SetHigh(); Y_A1_SetLow(); // Y scan SCN_DELAY(); kt = ~PORTC & 0x0F; kyw |= (uint16_t)kt << 4; Y_A1_SetHigh(); Z_A2_SetLow(); // Z scan SCN_DELAY(); kt = ~PORTC & 0x0F; kyw |= (uint16_t)kt << 8; Z_A2_SetHigh(); return kyw; } uint8_t bitCount(uint16_t w){ uint16_t wsft = 1; uint8_t i; for (i = 1; i < 13; i++){ if(w & wsft) return i; wsft <<= 1; } return 0; } /***** メイン関数 ***************/ void main(void) { SYSTEM_Initialize(); I2C1_Open(); // I2C1初期化 I2C1_SlaveSetReadIntHandler(I2C1_ReadProcess); I2C1_SlaveSetWriteIntHandler(I2C1_WriteProcess); INTERRUPT_GlobalInterruptEnable(); INTERRUPT_PeripheralInterruptEnable(); X_A0_SetHigh(); // キーピン初期化 Y_A1_SetHigh(); Z_A2_SetHigh(); puts("*** Ready ***\n\r"); while (1){ keyM = keyScan(); if(keyM){ keyP = bitCount(keyM); keyDat = (keyM << 4)+(keyP & 0x0F); if(keyStat == 0){ putch(k[keyP - 1]); printf(" %04XH\n\r",keyDat); } keyStat = 1; KEY_DELAY(); }else{ keyDat = 0; keyStat = 0; } } }

【実行例】
　スレーブの4x3キーを押すと、マスターがそのデータを読取り、パソコンのテラターム端末に押された16ビットのキー情報を表示することができた。

• マスターでリアルタイムキーデータを利用する時は、常時受信している 変数key が使える。
  
• キー位置とデータの変換は、slaveの配列によるキーデータ変換を参照。
  

キー入力実行例（4x3キーデータ表示）

テラターム画面（I2C送受信表示例）

---

※ 本レポートの参考・利用は、あくまでも自己責任でお願いします。

---

デジタルバッテリーチェッカー 確定申告で医療費控除 PICミニBBシリーズ(1)4x3キー

---