マイコンロボット「ワクチン君」をつかったアセンブラ・プログラミング実習テキスト

1. マイコン・ロボット実習
2005年10月3日～ 7日
Ｔａｋｅｈｉｋｏ ＹＯＳＨＩＤＡ
マイコンロボット『ワクチン君』を使用したマイコン制御実習

2. 実習スケジュール
• １日目 (月)
概要説明
プログラム開発環境構築
単純なモータ制御
• ２日目 (火)
ライン検知処理
高度なモータ制御 (ＰＷＭ制御)
• ３日目 (水)
敵(障害物)検知処理

3. 実習スケジュール
• ４日目 (木)
割り込み処理
相撲プログラム作成実習（１）
• ５日目 (金)
相撲プログラム作成実習（２）
まとめ（報告資料作成）

4. ワクチンくん
マイコン内臓の自律型ロボット

5. ワクチンくんの概要
• モータ × ２
⇒ 前進、後退、旋回など
• 底面赤外線センサ × ４
⇒ ライン（白黒）検知
• 前面赤外線センサ × ２
⇒ 障害物検知

6. マイコン(MPU)
• 汎用（パソコン向け）マイコン
– Intel社 Pentium
– Motorola社 / IBM社 PowerPC
• 組込用マイコン
– 日立製作所 SH-3、SH-4
– ﾙﾈｻｽﾃｸﾉﾛｼﾞ(旧日立) H8
– ARM社 ARM9
– Microchip Technology社 PIC

7. マイコンの比較
汎用マイコン
• 高速処理
• 大メモリ容量
• 高消費電力
組込み向けマイコン
• 低消費電力
• 低価格
• 耐環境特性
温度特性、耐ノイズ
• 多機能
時計、A/Dｺﾝﾊﾞｰﾀ、
ｼﾘｱﾙ通信回路

8. ＰＩＣの特徴
• ＲＩＳＣ
• ハーバード・アーキテクチャ
• ＲＯＭ／ＲＡＭ内臓

9. RISC（縮小命令セットコンピュータ）
⇔ CISC（複合命令セットコンピュータ）
個々の命令を簡略化することによりパイプライン処理の効率
を高め、処理性能の向上をはかる。
・ 命令数が少ない。 (PIC16F84の場合、３５命令）
・ 命令語長が一定。 (PIC16F84の場合、１４ビット)

10. ノイマン・アーキテクチャ ハーバード・アーキテクチャ
ＣＰＵ
ＣＰＵメモリ
(ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ/ﾃﾞｰﾀ)
データバス
プログラムメモリ
データメモリ
プログラムバス
データバス
例） Texas Instruments社 DSP

11. メモリアーキテクチャ (PIC16F84)
• プログラムメモリ
ﾌﾗｯｼｭ 1Kword
• データメモリ
RAM 68byte
EEPROM 64byte

12. フラッシュＲＯＭ
• 電気的に内容を書き換えることが出来る
ROM
• 専用の書込器(ROMライター)が必要
（参考）
・ マスクROM : 工場製造時に書込み
・ UVPROM : 紫外線消去型
・ EEPROM

13. その他のＰＩＣの特徴
• 広範な動作電圧 ・・・ ２Ｖ～６Ｖで動作
• Ｉ／Ｏ ・・・ ＬＥＤ直接駆動可能な容量
入出力プログラマブル
• 開発環境 ・・・ 統合開発環境（ｱｾﾝﾌﾞﾗ、
ｼﾐｭﾚｰﾀ）が無償提供

14. マイコンロボット実習
第１部
単純なモータ制御の方法

15. モーター制御 （ＰＡＲＴ１）
• Ｉ／Ｏ書き込みによるモータ駆動方法
• ウェイト・ループによる
ロボットの動きの時間制御方法
学習のポイント

16. 1 ;***************************************
2 ; SAMPLE PROGRAM
3 ; source file : spin.asm
4 ; function : only right spin
5 ; author : Yoshida Takehiko
6 ; date : 2002.3.11
7 ;***************************************
コメント文
; (ｾﾐｺﾛﾝ)の後に記述した
文はコメントとして解釈される。
ソースコードの先頭には、『機能』や『作者』 、 『日付』を記述したコメントを
記述するように心がけましょう。

17. 9 list p=16f84, f=INHX8M
10 #include p16f84.inc
11
12 __CONFIG _CP_OFF & _WDT_OFF & _PWRTE_OFF & _XT_OSC
おまじない (1) ﾌﾟﾛｾｯｻの型名: “16F84” と
出力形式 : “INTEL HEX 8ﾋﾞｯﾄ”
を指定する。
ｲﾝｸﾙｰﾄﾞ･ﾌｧｲﾙの指定
ｺﾝﾌｨｸﾞﾚｰｼｮﾝ･ﾋﾞｯﾄの指定
ｺｰﾄﾞﾌﾟﾛﾃｸﾄ:OFF, ｳｫｯﾁﾄﾞｯｸﾀｲﾏ:OFF
ﾊﾟﾜｰﾀｲﾏｲﾈｰﾌﾞﾙ:OFF, ｵｼﾚｰﾀ:XT

18. おまじない (2)
14 ORG H'00' ; reset vector
15 goto INIT
ﾘｾｯﾄ･ﾍﾞｸﾀの設定
ﾊﾟﾜｰｵﾝ･ﾘｾｯﾄ “00” が発生したら
ﾗﾍﾞﾙ “INIT” へｼﾞｬﾝﾌﾟしなさい。

19. おまじない (3)
18 INIT
19 ; --- Initilize PORT A & B ---
20 clrf PORTA ; clear Port A latch
21 clrf PORTB ; clear Port B latch
22 bsf STATUS,RP0 ; switch BANK 0 -> 1
23 movlw B'11100000' ; 0:Output / 1:Input
24 movwf TRISA ; set I/O Port A
25 movlw B'11110011' ; 0:Output / 1:Input
26 movwf TRISB ; set I/O Port B
27 bcf OPTION_REG,7; set Pull-up of Input B Port
28 bcf STATUS, RP0 ; switch BANK 1 -> 0
I/Oﾎﾟｰﾄの初期化 (入出力設定/ﾌﾟﾙｱｯﾌﾟ設定)

20. おまじない (4)
30 ; --- Initilize Device ---
31 movlw B'00000000' ; stop motor
32 movwf PORTA ; write to PORT A
33 movlw B'11110011' ; off front LED
34 movwf PORTB ; write to PORT B
デバイス(I/Oﾎﾟｰﾄ出力)の初期化
(モータ停止 / ＬＥＤ消灯)

21. ウェイト・ループ
37 MAIN
38 ; --- idle wait loop ---
39 movlw D'10'
40 movwf H'13
<< 途中省略 >>
53 nop
54 decfsz H'13', F
55 goto LOOP3
（意味のないループを回すことで）
時間稼ぎ
実質的なプログラム開始点
実習でプログラムを書換えるときは
“MAIN”以降を編集すること。

22. モータ制御
58 ; --- Control Motor ---
59 movlw D‘05’
60 movwf PORTA
wﾚｼﾞｽﾀに値“05”を代入す
る
wﾚｼﾞｽﾀの内容を“PORTA”
に書き込む

23. 『 movlw 』 命令の説明
Move Literal to W-registerの略
リテラル(ある特定の値)をWレジスタに代入する。
Wレジスタ＝値を格納する入れ物(PICには一つしかない)
０
５
Wﾚｼﾞｽﾀ
Movlw D’05’ を実行
例えば

24. 数値の表記法
進数 表記 例
２進数
B’～’
～b
B’01001101’
1001101B
８進数 O’～’ O’115’
１０進数
D’～’
.～
D’77’
.77
１６進数
H’～’
0x～
～h
H’4D’
0x4D
4Dh
文字(ASCII)
A’～’
’～’
A’M’
’M’
～b 01001101B
.～ .77
0x～
～h
0x4D
4Dh
’～’ ’M’

25. 『 movwf 』 命令の説明
Move W-register to F-registerの略
Wレジスタの内容をFレジスタに書き込む。
Ｆレジスタ は PICの中に複数ある。
『 PORTA』という名前を指定することで区別する。
５
５
Wﾚｼﾞｽﾀ
Movwf PORTA を実行
０
５
Fﾚｼﾞｽﾀ
PORTA

26. 後始末
63 goto $ ; Infinite Loop
64
65 END
アセンブラに対して、ソースコードの
「おしまい」を教える。
※プログラムがここで止まるわけではない
ので注意！！
自分自身(63行目から63行目)へｼﾞｬﾝﾌﾟ
＝プログラマの意図しない
「遠い彼方」へｼﾞｬﾝﾌﾟすることを防止する。

27. 58 ; --- Control Motor ---
59 movlw D‘05’
60 movwf PORTA
ここまでのまとめ
問：PORTAに直接、値５を書き込めないのか？
答：書き込めません。
PICでは、基本的に 『W(ﾜｰｷﾝｸﾞ)ﾚｼﾞｽﾀ』 を
中心に、値の読み書きや演算(加減算など)、
比較を行なわなければなりません。

28. Ｉ／Ｏポートの説明
RA0
10進数の “5” ＝ 2進数の “0101”
RA1
RA2
RA3
⇒ High
１０１０ポートＡ
(PORTA)
⇒ Low
⇒ High
⇒ Low
右輪
左輪
端子 電位

29. マイコン・ロボット(ワクチン君)内部

30. マイコン(PIC)のピン配列
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
11
12
13
14
15
16
17
18
VDDVSS
OSC1
OSC2MCLR
RA0
RA1RA2
RA3

31. Ｍ
モータ駆動(ﾌﾞﾘｯｼﾞ)回路
Low
LowＨigh
Low
Low
Ｈigh
後退
RA0
RA0
RA1
RA1
０
PORTA
０ １

32. Ｍ
モータ駆動(ﾌﾞﾘｯｼﾞ)回路
LowLow
LowLow Ｈigh
Ｈigh
前進
RA0
RA0
RA1
RA1
０
PORTA
０１

33. モータ駆動とポートAの値の関係
左輪 右輪 ２進数 １６進数
停止 停止 B’0000’ H’00’
停止 後退 B’0001’ H’01’
停止 前進 B’0010’ H’02’
前進 停止 B’0100’ H’04’
後退 停止 B’1000’ H’08’
後退 前進 B’1010’ H’0A’
前進 後退 B’0101’ H’05’
前進 前進 B’0110’ H’06’
後退 後退 B’1001’ H’09’

34. ウェイト・ループの説明
45 movlw D'255‘
46 movwf H'11‘
47 LOOP1
48 decfsz H'11', F
49 goto LOOP1
50 nop
Ｗﾚｼﾞｽﾀに値“255”を代入する。
Ｗﾚｼﾞｽﾀの値をアドレス11に
書き込む。
ラベル：goto文のジャンプ先
条件文(分岐命令）
LOOP1へジャンプ
何もしない。 (No Operation)

35. 『 movlw D’255’ 』 の説明
２５５（１０進表記）をWレジスタに代入。
なぜ Ｄ‘２５５’ ？
Ｗレジスタのサイズは８ビット
８ビットで表現できる最大値は Ｂ‘１１１１１１１１’
＝ Ｄ‘２５５’

36. 『 movwf H’11’ 』 の説明
Wレジスタの内容をＦレジスタに書き込む。
Ｆレジスタは、Ｈ‘００’～Ｈ‘４Ｆ’番地
の８０個（８０バイト）
但し、Ｈ‘００’～Ｈ‘０Ｂ’は、特別な用途に予約
実は、Ｈ‘０５’番地の別名が 『ＰＯＲＴＡ』

37. 『 decfsz H'11', F 』 の説明
Ｆレジスタ(11番地)の内容を‘-１’（ﾃﾞｸﾘﾒﾝﾄ）
Decrement F-register, Skip if Zero の略
Ｆレジスタの内容が０ならば、
次の命令(行)をスキップ

38. ウェイト・ループの説明
45 movlw D'255‘
46 movwf H'11‘
47 LOOP1
48 decfsz H'11', F
49 goto LOOP1
50 nop
２５５
２５５
２５４ ≠０２５３ ≠０２５２ ≠０３ ＝０２１０

39. ウェイト・ループの入れ子構造
42 movlw D'255'
43 movwf H'12'
44 LOOP2
<< ＬＯＯＰ１ >>
54 decfsz H'12', F
55 goto LOOP2
56 nop

40. ウェイト・ループの時間調整
• Ｆレジスタ（××番地）の初期値を変える。
利点：微妙な時間調整が可能
欠点：大きな（２５６倍以上）調整が不可
• ループの階層を増やす／減らす。
利点：大きな（２５６倍以上）調整が不可
欠点：微妙な時間調整が不可能
2つの方法の利点を組み合わせて、
適切な時間調整を行う。

41. 本日の課題
• 机の上に、消しゴムや筆箱などの障害物を
置いて適当なコースを作り、そのコースを
いち早く駆け抜けるプログラムを作る。
＜＜ ポイント ＞＞
１．モータ駆動制御を操り、
前進、後退、旋廻などをおこなう。
２．ウェイト・ループを調整することで、
適切なタイミングで、ロボットの動きを操る。

42. マイコンロボット実習
第２部
単純なセンサー検知の方法

43. センサー検知 （ＰＡＲＴ１）
• Ｉ／Ｏ読み込みによる底面光センサの
検出方法
• 条件分岐命令による動作制御
• ポーリング処理
学習のポイント

44. 検知センサーのしくみ

45. 底面センサー回路図
HighLow
黒 High
白 Low
論理の逆転
(負論理）に注意！！
フォトレフレクタ
（広義の）フォトカプラ

46. マイコン(PIC)のピン配列
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
11
12
13
14
15
16
17
18
VDDVSS
OSC1
OSC2MCLR
RA0
RA1RA2
RA3
RB４
RB5
RB6
RB7
前

47. Ｉ／Ｏポートの説明
⇒ RB4
⇒ RB5
⇒ RB6
⇒ RB7
Low
ポートＢ
(PORTB)
High
High
High
端子電位
左前:白
左後:黒
右後:黒
右前:黒
０１１１
LSBMSB
Bit 4Bit 5Bit 6Bit 7

48. サンプルコード説明
1 ;***************************************
2 ; SAMPLE PROGRAM
3 ; source file : detect.asm
4 ; function : detect one bottom sensor
5 ; author : Yoshida Takehiko
6 ; date : 2002.3.13
7 ;***************************************
8
9 list p=16f84, f=INHX8M
10 #include p16f84.inc
11
12 __CONFIG _CP_OFF & _WDT_OFF & _PWRTE_OFF & _XT_OSC

49. 定数の定義
15 ;--- define constants ---------
16 COUNTER1 equ 0x11
17 COUNTER2 equ 0x12
18 COUNTER3 equ 0x13
19 ;--- define constants <END> ---
メモリアドレス値を直接記述すると紛らわしいので
文字列を別名として定義する。

50. サンプルコード説明
22 ORG H'00' ; reset vector
23 goto INIT
24
25
26 INIT
27 ; --- Initilize PORT A & B ---
28 clrf PORTA ; clear Port A latch
29 clrf PORTB ; clear Port B latch
30 bsf STATUS,RP0 ; switch BANK 0 -> 1
31 movlw B'11100000' ; 0:Output / 1:Input
32 movwf TRISA ; set I/O Port A
33 movlw B'11110011' ; 0:Output / 1:Input
34 movwf TRISB ; set I/O Port B
35 bcf OPTION_REG,7; set Pull-up of Input B Port
36 bcf STATUS, RP0 ; switch BANK 1 -> 0
37
38 ; --- Initilize Device ---
39 movlw B'00000000' ; stop motor
40 movwf PORTA ; write to PORT A
41 movlw B'11110011' ; off front LED
42 movwf PORTB ; write to PORT B
おまじない
（初期化）

51. サブルーチン呼び出し
44 ; --- idle wait loop ---
45 call WAIT
サブルーチン呼び出し（コール）
呼び出し（ジャンプ）先から “return”命令で戻る。
※ “goto”命令はジャンプしたまま（戻ってこない）。
電源ＯＮ直後は不安定なので、必ずＷＡＩＴ（待ち）を
入れてから、動き出すようにプログラムしましょう。

52. ウェイト・サブルーチンの説明
66 ;-----------
67 ; Idle Wait
68 ;-----------
69 WAIT
70 movlw H'0A'
71 movwf COUNTER3
<< 途中省略 >>
85 decfsz COUNTER3, F
86 goto LOOP3
87 return
“spin.asm” と同じ
ウェイト・ループ
ループ・カウンタの初期値を
変えることで、待ち時間を調整。
アドレスをH’13’と直接指定する
代わりに“COUNTER3”と書く。
呼び出し元の“call”命令に戻る。

53. 47 MAIN
48
49 ; --- check bottom sensors ---
50 btfss PORTB, 4 ; check “FRONT LEFT”
51 goto RIGHT_TURN ; go to RIGHT_TURN
52 goto LEFT_TURN ; go to LEFT_TURN
I/Oポートのビットによる分岐
プログラムの『実質的な』開始位置
PORTBの“4thﾋﾞｯﾄ”をテスト
ﾗﾍﾞﾙ “RIGHT_TURN” へ
ﾗﾍﾞﾙ “LEFT_TURN” へ

54. 『 btfss PORTB, 4 』 命令の説明
Bit Test F-register, Skip if Setの略
第１オペランド：Ｆレジスタのアドレス(または別名)
第２オペランド：テストするビットの位置
０
ポートＢ
(PORTB)
LSBMSB
Bit 4Bit 5Bit 6Bit 7 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
[ｸﾘｱ] 次の命令を実行
１ [ｾｯﾄ] 次の命令をｽｷｯﾌﾟ

55. 47 MAIN
48
49 ; --- check bottom sensors ---
50 btfss PORTB, 4 ; check "FRONT LEFT"
51 goto RIGHT_TURN ; go to RIGHT_TURN
52 goto LEFT_TURN ; go to LEFT_TURN
ビット・テストによる分岐
ＩＦ 左前ｾﾝｻ = “１”（非検知）
左前センサをテスト
ＩＦ 左前ｾﾝｻ = “０”（検知）
問：なぜ “call”命令ではなく
“goto”命令を使うの？
答：“call”では、returnで戻り、
いつも “LEFT_TURN” へ飛ぶ

56. 54 RIGHT_TURN
55 ; --- Control Motor (1) ---
56 movlw B'00000100' ; Left=Forward, Right=Stop
57 movwf PORTA ; write to PORT A
58 goto MAIN
59
60 LEFT_TURN
61 ; --- Control Motor (2) ---
62 movlw B'00000010' ; Left=Stop, Right=Forward
63 movwf PORTA ; write to PORT A
64 goto MAIN
ビット・テストによる分岐
左輪＝前進で右旋回
右輪＝前進で左旋回

57. プログラム全体の構成
左前センサ
テスト
右旋回 左旋回
白線あり 白線なし
ポーリング

58. 課題
• ４つ全ての底面（白線検出）センサの
検出条件を利用し、ロボットが土俵から
落ちないように制御する。
＜＜ ポイント ＞＞
１．各々のセンサが検出したとき、どのような
動きをさせれば、落ちないか考える。
（註）二つ以上同時検出する場合は考えない。
２．プログラムがポーリング処理となるように、
常に先頭に戻り、同じ処理を繰り返す。

59. マイコンロボット実習
第３部
高度なモータ制御の方法

60. モーター制御 （ＰＡＲＴ２）
• モータのスピード（トルク）調整
⇒ ＰＷＭ制御方式
• ＣＰＵサイクル（クロック）の理解
学習のポイント

61. サンプルコード説明
1 ;***************************************
2 ; SAMPLE PROGRAM
3 ; source file : slowturn.asm
4 ; function : PWM Control
5 ; author : Yoshida Takehiko
6 ; date : 2002.3.14
7 ;***************************************
=== 48行目まで省略 ===

62. メイン・ルーチンの説明
49 MAIN
50 call FORWARD
51
52 call WAIT100
53
54 call RIGHT_TURN
55
56 call WAIT100
57
58 goto MAIN
“FORWARD” へ
“WAIT100” へ
“RIGHT_TURN”へ
“WAIT100” へ
“MAIN” へ戻る

63. FORWARDルーチンの説明
62 FORWARD
63 ; --- Control Motor ---
64 movlw B'00000110‘
65 movwf PORTA
66 return
右輪：前進
左輪：前進
⇒ ロボット：直進

64. RIGHT_TURNルーチンの説明
69 RIGHT_TURN
70 ; --- Control Motor ---
71 movlw B'00000100‘
72 movwf PORTA
73 return
右輪：停止
左輪：前進
⇒ ロボット：右旋回前進

65. WAIT100ルーチンの説明
102 ; --- wait 100 micro sec (250cycle) ---
103 WAIT100
104 movlw H'52'
105 movwf COUNT
106 nop
107 LOOP100
108 decfsz COUNT, F
109 goto LOOP100
110 return

66. ＣＰＵサイクル
ＰＩＣの場合
 movlw、movwf、nop など 一般の命令
⇒ 実行時間 ＝ １ｃｙｃｌｅ
 goto、call、return など 無条件ジャンプ命令
⇒ 実行時間 ＝ ２ｃｙｃｌｅ
 btfss、btfsc、decfsz など 条件分岐命令
分岐（ｽｷｯﾌﾟ）なし ⇒ 実行時間 ＝ １ｃｙｃｌｅ
分岐（ｽｷｯﾌﾟ）あり ⇒ 実行時間 ＝ ２ｃｙｃｌｅ

67. ＣＰＵサイクルの計算
 LOOP100の場合、２５０Ｃｙｃｌｅ
 このマイコンは ２．５MＨｚ で動作
1[sec] ／ 2.5×106
[Hz] = 400×10-9
[sec/cycle]
= 400 [nsec/cycle]
400×10-9
[sec/cycle]×250[cycle] = 100×10-6
[sec]
= 100 [μsec]

68. モーター駆動
右輪
左輪
High
High
Low
Low
回る、回る、回る、・・・
回 止 回 止 回
パワー５０％ＯＦＦ

69. ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)
ＰＷＭ：一定周期、一定振幅のパルスの幅
（ON/OFF比）を変えることにより、
出力を制御する方法
ＯＮ／ＯＦＦ周期は、短くても長くても関係ないか？
⇒ 極端に短い周期では、回路（素子）の駆動が間に合わない。
⇒ 極端に長い周期では、なめらかな回転（走行）にならない。
周期（＝可聴周波数）によっては、モータやギアがうなる。

70. 課題
• 白線検知とＰＷＭ制御を組み合わせて、
速度を抑えた制御をおこなう。
⇒ 相撲プログラムとしては、これで８０％の仕上り
＜＜ ポイント ＞＞
１．白線検知とＰＷＭ制御を、いかに同一の
ループ（ポーリング）処理におさめるか。
２．相撲ロボットらしく、土俵の中を
探し回るような動きになれば、Ｇｏｏｄ！

71. マイコンロボット実習
第４部
高度なセンサー検知の方法

72. センサー検知（ＰＡＲＴ２）
• センサーの感度調整
⇒ タイマ（ウェイトループ）を利用した
積分検知方式
学習のポイント

73. 検知センサーのしくみ

74. 障害物（前面）センサー回路図
左：ＲＡ２
右：ＲＡ３
左：ＲＡ０
右：ＲＡ１
コンデンサ

75. 入力ポートの電位
時間
電位
反射光なし ←|→ 反射光あり
ｺﾝﾃﾞﾝｻ保持 さらに光が弱い

76. センサ入力の積分処理の利点
• 微小な信号を時間軸で足し合わせることで、
感度を上げたり、ノイズの影響を打ち消す
ことができる。
• 積分する時間を変えることで、センサの
感度を調整できる。

77. サンプルコード説明
1 ;***************************************
2 ; SAMPLE PROGRAM
3 ; source file : follow.asm
4 ; function : front sensor
5 ; author : Yoshida Takehiko
6 ; date : 2002.4.1
7 ;***************************************
=== 49行目まで省略 ===

78. 媒介変数の初期化
50 ; --- clear MOTOR ---
51 movlw B'00000000‘
52 movwf MOTOR
媒介変数 “MOTOR” の初期化

79. 前面ＬＥＤの消灯
55 MAIN
56 ; --- Light OFF Front LED ---
57 movf PORTB, W
58 andlw B'11110011‘
59 movwf PORTB
“PORTB” を “W” へ
B’11110011’AND “W”
“W” を “PORTB” へ

80. 『 movf 』 命令の説明
Mov F-registerの略
※ mov(コピー) 命令としては無意味。
但し、Fﾚｼﾞｽﾀがゼロor 非ゼロでゼロ・フラグが変化する。
movf H‘20’, F ； 20H番地から20H番地へコピー
第１オペランド：コピー元アドレス (Source)
第２オペランド：コピー先 (Destination) ［Ｗ|Ｆ］

81. 『 andlw B‘11110011’』 命令の説明
And Literal with Wの略
XXXXＷ X X X X
LSBMSB
１１１１Literal ０ ０ １ １
Bit 4Bit 5Bit 6Bit 7 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
XXXXＷ ０ ０ X X
AND (論理積)
＝

82. 『 movwf 』 命令の説明
Move W-register to F-registerの略
Wレジスタの内容をFレジスタに書き込む。
B ‘XXXX00XX’
B ‘XXXX00XX’
Wﾚｼﾞｽﾀ
Movwf PORTB を実行
B ‘XXXXXXXX’
B ‘XXXX00XX’
Fﾚｼﾞｽﾀ
PORTB

83. コンデンサ放電のためのウェイト
61 call WAIT100
62 call WAIT100
63 call WAIT100
64 call WAIT100
65 call WAIT100
ＬＥＤ消灯（反射光なし）を一定時間保ち、
検知なし(コンデンサ放電)状態にする

84. 前面ＬＥＤの点灯
67 ; --- Light ON Front LED ---
68 movf PORTB, W
69 iorlw B'00001100' ; LIGHT ON Front LED
70 movwf PORTB ; write to PORT B
“PORTB” を “W” へ
B’00001100’ OR “W”
“W” を “PORTB” へ

85. 『 iorlw B‘00001100’』 命令の説明
Inclusive Or Literal with Wの
略
XXXXＷ X X X X
LSBMSB
００００Literal １ １ ０ ０
Bit 4Bit 5Bit 6Bit 7 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
XXXXＷ １ １ X X
OR (論理和)
＝

86. コンデンサ放電のためのウェイト
72 call WAIT10
73 call WAIT10
74 call WAIT10
75 call WAIT10
76 call WAIT10
77 call WAIT10
反射光検知による電圧降下を待つ。

87. 媒介変数の初期化
79 ; --- clear MOTOR ---
80 movlw B'00000000‘
81 movwf MOTOR
媒介変数 “MOTOR” の初期化

88. PORTB(前面センサ)の読み取り
83 ; --- read EYES ---
84 movfw PORTB ; PORT B -> W
85 movwf EYES ; W -> EYES
“PORTB”(前面センサ)の値を“EYES”に格納

89. 左目の検出有無による分岐
87 ; --- check Left EYE ---
88 movlw B'00000000' ; Left=Stop, Right=Stop
89 btfss EYES, 0
90 movlw B'00000010' ; Left=Stop, Right=Forward
91 iorwf MOTOR, F
If (Bit 0 = 0) then w = 00000010
If (Bit 0 = 1) then w = 00000000
MOTOR = MORTOR || W

90. 右目の検出有無による分岐
93 ; --- check Right EYE ---
94 movlw B'00000000' ; Left=Stop, Right=Stop
95 btfss EYES, 1
96 movlw B'00000100' ; Left=Forward, Right=Stop
97 iorwf MOTOR, F
If (Bit 0 = 0) then w = 00000100
If (Bit 0 = 1) then w = 00000000
MOTOR = MORTOR || W

91. 媒介変数(MOTOR)をポートBへ反映
99 ; --- Control Motor ---
100 movfw MOTOR ; MOTOR -> W
101 movwf PORTA ; write to PORT A
102
103 goto MAIN ; go to the Top of Program
MOTORの値をポートBへ書き込み、
モータを駆動する。

92. プログラム作成
• 相撲プログラムの作成
白線検出による土俵ワレ回避ロジック
敵検出による攻撃(押出し)ロジック
土俵を動き回って敵を探す索敵ロジック

93. マイコンロボット実習
第５部
割込み処理

94. 割込み処理
• 割込み処理の理解と実装
学習のポイント

95. 割込みの種類
ソフトウェア割込み
ハードウェア割込み
CPU外部からの要因で発生
CPU内部からの要因で発生
例）割込命令、ゼロ除算、ページフォルト

96. 『割込み』とは
何か仕事をしている
最中に電話が
掛かってきました。
さて、どうしますか？

97. ポイント
• ２つ以上の処理を同時に実行できない。
• 割込みの原因が外部にある。
⇒いつ、どこで割込みが発生するか分からない。
• 割込む処理を出来るだけ速やかに
着手する。
• 中断した処理を確実に再開する。

98. 割込み処理の流れ
割込み発生
戻り番地の退避
0004H番地へｼﾞｬﾝﾌﾟ
レジスタの退避
割込禁止(GIEﾋﾞｯﾄのｸﾘｱ)
割込ビットのセット
割込処理本体
割込ビットのクリア
レジスタの復帰
割込許可(GIEﾋﾞｯﾄのｾｯﾄ)
RETFIE命令
割込前の処理に復帰

99. 割込み処理の準備
• ハードウェアが正しく結線されている
• ４番地から始まる割込み処理がある
• INTCONﾚｼﾞｽﾀのGIEﾋﾞｯﾄがＯＮである
• INTCONﾚｼﾞｽﾀの割込み要因毎の
許可ﾋﾞｯﾄがＯＮである

100. サンプルコード説明
1 ;***************************************
2 ; SAMPLE PROGRAM
3 ; source file : intrpt.asm
4 ; function : interrupt function
5 ; author : Yoshida Takehiko
6 ; date : 2002.4.12
7 ;***************************************
8
=== 25行目まで省略 ===

101. 割込みベクター初期化
19 ORG H'00' ; reset vector
20 goto INIT
21
22 ORG H'04' ; interrupt vector
23 goto INTRPT
割込みが発生したときに実行する命令
（へのジャンプ先）を設定する。

102. 媒介変数の初期化
43 ; --- clear MOTOR ---
44 movlw B'00000000‘
45 movwf MOTOR
媒介変数 “MOTOR” の初期化

103. 割り込み処理の設定
47 ; --- set interrupt ---
48 bcf INTCON, RBIF
49 bsf INTCON, RBIE
50 bsf INTCON, GIE
割り込みの設定
『INTCON』割込設定のための特殊なレジスタ

104. メイン・ループ
52 MAIN
53 ; --- Control Motor ---
54 movfw MOTOR ; MOTOR -> W
55 movwf PORTA ; write to PORT A
56
57 goto MAIN

105. 割り込み処理
59 INTRPT
60 ; --- push register ---
61 movwf STACK_W ; push Wreg
62 swapf STATUS, W
63 movwf STACK_S ; push STATUS reg
レジスタの退避
『Wﾚｼﾞｽﾀ』と『STATUSﾚｼﾞｽﾀ』の値(内容)を
“STACK_W”と“STACK_S”に保存する。

106. ポートB (PORTB) を参照
65 ; --- Read Sensor Status ---
66 movf PORTB, W
割り込みが発生したことで分かることは、
監視しているポート(PORTB)の値(bit)が
変化したことだけ。

107. 媒介変数 MOTOR のビット反転
68 ; --- Change MOTOR value ---
69 movlw B'00000110‘
70 xorwf MOTOR, F

108. 『 xorlf B‘00000110’』 命令の説明
eXclusive OR Literal with Fの略
００００Ｗ ０ ０ ０ ０
LSBMSB
００００Literal ０ １ １ ０
Bit 4Bit 5Bit 6Bit 7 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
００００Ｗ ０ １ １ ０
XOR (排他的論理和)
＝

109. 『 xorlf B‘00000110’』 命令の説明
eXclusive OR Literal with Fの略
００００Ｗ ０ １ １ ０
LSBMSB
００００Literal ０ １ １ ０
Bit 4Bit 5Bit 6Bit 7 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
００００Ｗ ０ ０ ０ ０
XOR (排他的論理和)
＝

110. 割込フラグのクリア
72 ; --- Clear RB Interrupt Flag ---
73 bcf INTCON, RBIF
次の割込処理(割込トリガ)を
受入れるための準備

111. 割り込み処理の後始末
75 ; --- pop register ---
76 swapf STACK_S, W
77 movwf STATUS
78 swapf STACK_W, F
79 swapf STACK_W, W
80 retfie
レジスタの復帰
『Wﾚｼﾞｽﾀ』と『STATUSﾚｼﾞｽﾀ』の値(内容)を
“STACK_W”と“STACK_S”から復帰する。
割込処理実行直前の命令へ戻る

112. マイコンロボット実習
第５部
タイマ処理

113. 割込み処理
• タイマの使い方の理解
学習のポイント

114. タイマとは
• 時間を計る周辺装置
• ＣＰＵサイクル毎にカウントアップする
カウンタ
• カウンタがオーバーフローするたびに
割込みを発生させることが出来る。

115. タイマ０
• PIC16F84に内蔵されているタイマは
『タイマ０』の一個だけ
• タイマ０のサイズは8ビット
⇒数えられる数は、０～２５５
２５５を超えると、オーバーフローして
０に戻る

116. タイマの限界
• 単純にＣＰＵの命令サイクルを数えるだけ
だと、２．５ＭＨｚで動作する場合
タイマの（オーバーフロー）周期
＝（１／（周波数））＊４ * ﾀｲﾏｻｲｽﾞ
＝（１／（２．５＊１０６）） ＊ ４ ＊ ２５６
＝４０９．６＊１０－６ [sec] ≒ ４００ [μsec]
1

117. 長い時間を計るためには？
• 解１：タイマのサイズを大きくする
⇒ ８ビット ⇒ １６ビット ⇒ ３２ビット
回路が複雑になり、コストがかさむ

118. 長い時間を計るためには？
• 解２：分周する
複数サイクル毎にカウントアップさせる。
例えば、２サイクル毎に１カウントアップ
４サイクル毎に１カウントアップ
↓
２５６サイクル毎に１カウントアップ

119. プリスケーラ
• OPTION_REGの 0th～2th ﾋﾞｯﾄで設定
2th 1th 0th ｽｹｰﾙ値
0 0 0 1:2
0 0 1 1:4
0 1 0 1:8
--- 途中省略 ---
1 1 1 1:256

120. プリスケーラによる拡張
スケール値 １：２のとき
４００ [μsec] ＊ ２ ＝ ８００ [μsec]
スケール値 １：２５６のとき
４００ [μsec] ＊ ２５６ ＝ １０２４００
[μsec]
≒ １００ [msec]

121. その他のタイマの使い方
• 周波数カウンタ
ＴＯＣＫＩピンに入力される信号の
Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗの回数を数える。
※信号の立ち上がり／立ち下がり
どちらでカウントアップするか設定できる

122. 信号の模式図
High
Low
時間
立ち上がり 立ち下がり

123. ウォッチドッグ・タイマ（ＷＤＴ）
• 番犬
• システムの健全動作をチェックする
• ＷＤＴがオーバーフローすると
マイコンがリセットされる

124. ＷＤＴの使い方
• ユーザプログラムは定期的に
ＣＬＲＷＤＴ命令を実行してＷＤＴをクリアす
る
• 万一、プログラムが暴走した場合は、ＣＬＲ
ＷＤＴ命令が実行されないため、ＷＤＴが
オーバーフローしてリセットが掛かる