PIC18F14K50の基本動作から応用プログラムまでを学びます。

RTCCは2000年～2099年まで対応するカレンダー時計です。時計の基準となるクロックは、外部に32.768KHzの水晶発振子を取り付けて使用すること基本ですが、内部のRC発振回路からのクロックを入力することもできます。基準クロックはモジュール内部のキャリブレーション回路を調整することで月差３秒にすることが可能です。実際の日時を保持している データ レジスターへの読み書きは他の多くのモジュールと異なり、どのデータレジスタにアクセスするかを RTCPTR ポインタにセットしてから、各レジスター共有の RTCVAL 入出力レジスタで読み書きします。さらに、簡単に時刻が書き変わらないように、書き込みを実施するためには、特別なシーケンスで書込みロックを解除する必要があります。

高低２レベルの優先度を使用するタイマー2に関連するレジスターを一覧で説明します。

RTCデータレジスタの読み書き

実際の日時を保持している、どのデータレジスタにアクセスするかを RTCPTR ポインタにセットしてから、各レジスター共有の RTCVAL 入出力レジスタで読み書きします。　たとえば、RTC「月」のレジスタは、RTCPTRに、「１０」をセットした後に、RTCVALH に読み書きを行います。　さらに、RTCPTRポインタの値は、RTCVALHにアクセスする毎に自動的に -1 ようになっているため、すべてのデータを読み書きするときは、RTCPTRポインタの値をユーザーが変更しなくても良いよう設計されています。アラームに関するデータレジスターも同様に、ALRMPTR ポインタにセットしてから、各レジスター共有の ALRMVAL 入出力レジスタで読み書きします。　なお、どちらのデータレジスタも、その内容は、2進数ではなく BCD （２進化１０進数）で表記されています。

書込み許可シーケンス

誤って時刻が書き変わらないように、RTCEN　ビット　や　RTCVAL に書き込みを実施するためには、特別なシーケンスでロックを解除し、書き込み許可をする必要があります。 EECON2 に、0x55、0xAA と連続して書き込むと、次のワンサイクルだけ RTCWREN を「１」にすることができ、書込み許可をすることができます。

プログラム例

32.768KHzの時計用水晶発振子を使用したカレンダー時計を作成しました。 RTCCの基本プログラムのために、現在時間の設定変更やアラーム機能は盛り込まれていません。 時刻表示は、I2C液晶上に行います。　さらに、PushSWで日時の設定を変更することができる応用プログラムを、RTCC リアルタイムカレンダーとして作成しました。

＜プログラム＞ main.c

//*********************************************************
//  PIC18F26J50 RTCC Program//        :  MPLAB xc8
//  カレンダー時計の初期時間設定は、プログラムの最初にセットされる。
//  時間は、I2C接続のLCDに表示される。
//  外部 32.768KHz クリスタルを使用
//  Note:  4MHzシステムクロック
//         PORTB(5)pin26    :  SDA1
//         PORTB(4)pin25    :  SCL1
//*********************************************************

#include <xc.h>
#include <stdio.h>              // printfなどのライブラリ
#define _XTAL_FREQ 4000000      //delay_ms(x) のための定義

//*********************************************************************
//  調整用定数
//*********************************************************************
#define CONTRAST  0x28          // for 3.3V

//*********************************************************************
// もし、RTCC クロックがずれているようなら、
// RTCC キャリブレーションの値をセットし、毎分のクロック数を増減する。
//*********************************************************************
#define RTCCALIBRATION    0

//-------------- コンフィグレーション ----------------------
     #pragma config WDTEN = OFF, PLLDIV = 2, STVREN = ON, XINST = OFF
     #pragma config CPUDIV = OSC1, CP0 = OFF
     #pragma config OSC = INTOSC, T1DIG = OFF
     #pragma config LPT1OSC = OFF, FCMEN = OFF, IESO = OFF
     #pragma config WDTPS = 32768
     #pragma config DSWDTOSC = INTOSCREF, RTCOSC = T1OSCREF
     #pragma config DSBOREN = OFF, DSWDTEN = OFF, DSWDTPS = 8192
     #pragma config IOL1WAY = OFF, MSSP7B_EN = MSK7
     #pragma config WPFP = PAGE_1, WPEND = PAGE_0, WPCFG = OFF
     #pragma config WPDIS = OFF

//******************* プロトタイプ *******************************
void i2cByteWrite(char, char, char);
void i2cTxData(char);
void LCD_dat(char);
void LCD_cmd(char);
void LCD_clr(void);
void LCD_posyx(char,char);
void LCD_int(void);

//*********************************************************
// LCD で printf関数が使用できるようにするため putch を設定する
void putch(char data) {
        LCD_dat(data);      // LCD への一文字表示関数
}

//*********************************************************
void main(void){
    unsigned char year, yearh, month, day, hour, min, sec;
    OSCCON = 0b01100011;       // 内部クロック4Mhz
    ANCON0 = 0b00011111;       // すべてのポートをデジタルに設定
    ANCON1 = 0b00011111;       //
    T1CON = 0b00001000;        // T1 Oscを有効にする
    
    // I2C設定 -----------------------------------------------
    TRISBbits.TRISB4 = 1;      // SCL1(RB4)を入力に設定
    TRISBbits.TRISB5 = 1;      // SDA1(RB5)を入力に設定
    INTCON2bits.RBPU = 0;      // 弱プルアップ ON
    SSP1STAT = 0b10000000;     // スルーレート制御はOff
    SSP1ADD  = 9;              // クロック設定 100k@4MHz
    SSP1CON1 = 0b00101000;     // I2C Master modeにする
    // LCD初期化 ---------------------------------------------
    LCD_int();
    // RTCC設定 ----------------------------------------------
    // RTCC レジスタを unlock し、RTCCの設定する
    EECON2 = 0x55;
    EECON2 = 0xAA;
    RTCCFGbits.RTCWREN = 1;
    // RTCC 日時の設定 (起動時のみ)
    RTCCFGbits.RTCPTR1 = 1;    // RTCVALHにアクセスする毎に
    RTCCFGbits.RTCPTR0 = 1;    // RTCPTRは自動的に -1 する
    RTCVALL = 0x09;            // 年
    RTCVALH = 0xFF;            // 未設定
    RTCVALL = 0x01;            // 日
    RTCVALH = 0x01;            // 月
    RTCVALL = 0x12;            // 時
    RTCVALH = 0x01;            // 曜日（0:日、1:月、…）
    RTCVALL = 0x00;            // 秒
    RTCVALH = 0x00;            // 分
    RTCCFGbits.RTCEN = 1;      // RTCC を有効に
    RTCCAL = RTCCALIBRATION;   // キャリブレーション値セット
    while(1){
        RTCCFGbits.RTCPTR1 = 1;         // RTCPTR のセット
        RTCCFGbits.RTCPTR0 = 1;
        while(RTCCFGbits.RTCSYNC != 1); // RTCの位上げ中に、読み込ぬよう
        while(RTCCFGbits.RTCSYNC == 1); // SYCが「０」になるまで待つ
        year  = RTCVALL;
        day   = RTCVALH;     // RTCPTR を -1 するためのダミー読み込み
        day   = RTCVALL;
        month = RTCVALH;
        hour  = RTCVALL;
        sec   = RTCVALH;     // RTCPTR を -1 するためのダミー読み込み
        sec   = RTCVALL;
        min   = RTCVALH;
        // --------- 上段にカーソル移動 ------------------
        LCD_posyx(0,0);
        printf("20%02X/%02X/%02X", year, month, day);
        // --------- 下段にカーソル移動 ------------------
        LCD_posyx(1,0);
        printf("%02X:%02X:%02X", hour, min, sec);
    }
}

//********************************************************************
// I2C 関連 
//********************************************************************
//-------- ByteI2C送信
void i2cByteWrite(char addr, char cont, char data){
    SSP1CON2bits.SEN = 1;      // Start condition 開始
    while(SSP1CON2bits.SEN);   // Start condition 確認
    i2cTxData(addr);           // アドレス送信
    i2cTxData(cont);           // 制御コード送信
    i2cTxData(data);           // データ送信
    SSP1CON2bits.PEN = 1;      // Stop condition 開始
    while(SSP1CON2bits.PEN);   // Stop condition 確認    
}
//-------- Data送信
void i2cTxData(char data){
    PIR1bits.SSP1IF = 0;       // 終了フラグクリア
    SSP1BUF = data;            // データセット
    while(!PIR1bits.SSP1IF);   // 送信終了待ち
}
//********************************************************************
// LCD 関連 
//********************************************************************
//-------- １文字表示
void LCD_dat(char chr){
    i2cByteWrite(0x7C, 0x40, chr);
    __delay_us(50);            // 50μsec
}
//-------- コマンド出力
void LCD_cmd(char cmd){
    i2cByteWrite(0x7C, 0x00, cmd);
    if(cmd & 0xFC)             // 上位６ビットに１がある命令
        __delay_us(50);        // 50usec
    else
        __delay_ms(2);         // 2msec ClearおよびHomeコマンド
}
//-------- 全消去
void LCD_clr(void){
    LCD_cmd(0x01);             //Clearコマンド出力
}
//-------- カーソル位置指定
void LCD_posyx(char ypos, char xpos){
    unsigned char pcode;
    switch(ypos & 0x03){    
        case 0:    pcode=0x80;break;
        case 1:    pcode=0xC0;break;
    }
    LCD_cmd(pcode += xpos);
}
//-------- 初期化
void LCD_int(void){
    __delay_ms(100);
    LCD_cmd(0x38);             // 8bit 2行 表示命令モード
    LCD_cmd(0x39);             // 8bit 2行 拡張命令モード
    LCD_cmd(0x14);             // OSC  BIAS 設定1/5
                               // コントラスト設定 
    LCD_cmd(0x70 + (CONTRAST & 0x0F));
    LCD_cmd(0x5C + (CONTRAST >> 4));
    LCD_cmd(0x6B);             // Ffollwer
    __delay_ms(100);
    __delay_ms(100);
    LCD_cmd(0x38);             // 表示命令モード 
    LCD_cmd(0x0C);             // Display On 
    LCD_cmd(0x01);             // Clear Display 
}