PIC16F84でデジタルスピードメーターを作る

質問

ＰＩＣ１６Ｆ８４Ａでスピードメーターを作ろうと思います。

条件は
・タイヤ１回転で４回のパルス。
・１パルスあたり５０ｃｍ（タイヤ外周２ｍ）

測定方法は
・各パルスの間隔をタイマーで計測
・タイマーは０．００９秒のタイマー（Ａと名付ける）

・パルスを検出するとタイマーＡを繰り返し、Ｗレジスタに１ずつ加算。
・次にパルスを検出したらＷレジスタの値（Ａを繰り返した回数）に応じて速度をダイナミック点灯表示させるプログラムを呼び出す。

速度の表示方法（ダイナミック点灯）
・パルス回数＞２００なら時速０ｋｍと表示
・パルス回数＝２００なら時速１ｋｍ、パルス回数＝１９９・・時速２ｋｍ、パルス回数＝１なら時速２００ｋｍと表示
各パルスの間隔をＡを何回繰り返したかによって測定し、それに応じて７セグに３桁表示するものとする。

接続
・ＲＢ０～ＲＢ６・・・７セグＬＥＤ
・ＲＡ０～ＲＡ２・・・７セグＬＥＤ（カソード）

Ｗレジスタの値に応じて速度を表示するプログラムを呼び出すまではプログラム書けそうなのですが、
「ダイナミック点灯のプログラムの実行」と「パルスを検出し、タイマーＡの回数をカウント」という２つの動作を同時にさせなければなりませんよね？
１６Ｆ８４Ａでこのようなことは可能なのでしょうか？
だとしたらどのような考え方でプログラミングすれば良いでしょうか？ど素人なので分かりやすい説明をお願いします。

回答No.6

micari

> この程度理解出来てればOKでしょうか？
おおむね OK だと思います。
ただし TMR0 は 8 ビットなので、255 までしかありません。そのあとは、オーバーフローして、0 に戻ります。ステップ数ということでいえば、0 も含みますので、256 です。また「カウント数はプリスケーラの ... 設定可能」とあるのは、そのうちの任意の値を設定できるわけでないことに注意してください。
F レジスタという名称はよくわかりませんが (ファイル・レジスタのこと ?) TMR0 レジスタにはちがいないので、たぶんそのとおりでしょう。
「クロック入力毎にTMR0のFレジスタの値に＋１される」については、外部クロックを選択していて、プリスケーラを使っていなければ、そのとおりです。
また、TMR0 に値を書き込むと、プリスケーラはクリアされます。プリスケーラの値は読み出すことができませんし、TMR0 に値を書き込むのは、初期設定時を除いてどうかと思いますが、そんなに気にしないのであれば OK です。

> でも・・・スピードメーターを作る場合にこれをどう利用するか？？が問題ですよね。
全体の構成は、もっとも重要なところで、楽しいところでもあり、苦しいところでもあるので、仕事でもなければ、他人が口を出すのはどうかと思います。
しかし、すでに口を挟んでしまっているようなので、もう少し口を挟ませてもらうことにします。

> 表示部分のプログラムは割り込みが発生したときに ...
> ... 呼び出すようにすれば良いですよね？
表示部分は、インタバルタイマの割り込みが発生したときに、単に表示するためのデータを出力するだけでいいと思います。
データの内容を気にする必要はありませんし、他のルーチンから呼び出す必要もありません。

お望みのものは、早い話が、周波数カウンタのようなものだと思います。
周波数カウンタには、大別して、ダイレクト・カウンタとレシプロカル・カウンタのふたつの方法があります (わからなければ、調べてください) 一定時間内で入力パルスの個数を数えるのか、入力パルスの間隔の時間を数えるのかのちがいです。最初の質問内容からは、レシプロカル・カウンタの動作に近いと思うのですが、いかがですか。以下は、そのつもりで書きます。
入力パルスは、割り込みで処理をすればいいと思います。入力パルスが入ったなら、前回のパルスからの時間をメモリのどこかに保存して、表示内容更新要求のフラグを立てるだけでいいと思います。ちなみに、表示内容更新要求のフラグというのは、そういうのがすでにあるわけではありません。メモリのどこかに作ります。前回からの時間というのは、別の、インタバルタイマの割り込みでインクリメントしていけばいいと思います。入力パルスの割り込みでは、それをメモリの別の領域にコピーして、前回からの時間をカウントしているメモリをクリアして、表示内容更新要求のフラグを立てればいいと思います。仮りに、もっと分解能が必要なら、TMR0 を読み出して演算するとか、そもそものインタバルタイマの間隔を考え直すとか、してください。入力パルスにチャタリングが入る可能性があるのなら、チャタリングを除去する工夫も必要です。
一方、メインルーチンでは、表示内容更新要求のフラグが立っていれば、そのフラグをクリアして、前回からのパルスの時間を、表示するための数値に変換 (BCD 変換も含む) し、さらに、数値を、表示するためのセグメントデータに変換して、メモリのどこかに、表示するためのデータとして、書き込むだけです。メインルーチンで、表示するためのルーチンを呼び出す必要はありません。放っておけば、そのうちに勝手に表示してくれます。
また、割り込みルーチン内の処理は、必要最小限にするほうがいいと思います。
こんなイメージですが、どうでしょうか。
なお、ダイレクト・カウンタとしての動作なら問題ないかと思いますが、レシプロカル・カウンタとしての動作なら、止まっているときはパルスが入らないので、最後のパルスが入ったときの値が更新されない可能性があります。たとえば、止まっているのに 1 km/h などと表示されるとか。強制的に、少なくともある時間内で表示内容を更新するような機能を加えたほうがいいかもしれません。
また、レシプロカル・カウンタのときは、逆数を計算する必要がありますが、PIC のように乗除算命令のない CPU で、アセンブラで割算をするのは面倒です。これは、何とか考えてください。さもなければ、割算をしないでテーブル変換にすることもできますし、いっそのこと、ダイレクト・カウンタにする手もあります。
いずれにしろ、インタバルタイマの割り込み間隔を、計算ができるだけ楽になるように選択してください。

補足

ありがとうございます。
＞レシプロカル・カウンタの動作に近いと思うのですが、いかがですか。
そうですね、パルス同士の間隔を計測するのでおっしゃるとおりです。

＞入力パルスは、割り込みで処理をすればいいと思います。
割り込みでパルスを受け付けるようにして割り込み発生で前回のパルスからの時間をメモリに入れ、表示内容更新要求のフラグを立てて割り込みから復帰するとう事ですね？
しかし、「この表示内容更新要求のフラグを立てる」の意味がさっぱり分かりません。
表示内容を更新してくださいと要求するプログラムを書くということですか？
それは具体的にはどのようにするのでしょうか？

あと、表示部分のプログラムですが、素人なので分かりやすさを優先したいと思います。
なので「000」～「199」までの表示は
例えば

タイマAのカウント結果をｎとすると

ｎ＝１なら「199」を表示するダイナミック点灯のルーチンへ
ｎ＝２なら「198」を表示するダイナミック点灯のルーチンへ

みたいな感じでずら～っと２００パターン並べてｎの値に応じてプログラムでどのルーチンを実行するかを選択するという方法はどうかな？と思います。

プログラム的にはかなり不細工な書き方になると思いますが、この方が素人には理解しやすいと思うのです。
表示部分に関してこのような書き方はいかがでしょうか？素人の私には到底↓のようなデータの書き込みは無理そうなので・・・。
「前回からのパルスの時間を、表示するための数値に変換 (BCD 変換も含む) し、さらに、数値を、表示するためのセグメントデータに変換して、メモリのどこかに、表示するためのデータとして、書き込むだけです」

やっぱりまだまだ苦しみそうですね・・・（笑）。