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【電子工作】初心者向け!PICマイコン「特長とは」

【電子工作】初心者向け!PICマイコン「特長とは」

様々な装置の制御システムに組込れるマイコン、多様化される中で利用されているPICマイコンについて簡単に説明します。

 

PICとは

PIC : Peripheral Interface Controller ピックマイコン/ピックと呼ばれ、
Peripheral(周辺機器)Interfaceは(接続部)Controller(装置)つまり「周辺機器の接続部分を制御する専用の電子部品」、元々はキーボードやマウスなどの周辺処理部用に考えられ誕生しました。

マイクロチップ・テクノロジー社 (Microchip Technology Inc.) が製造しているマイクロコントローラ(制御用IC)製品群の総称です。

 

特長

ワンチップマイコン

IC(単体・個体(ワンチップ))の中に CPU、 ROM、RAM 、I/Oポートを備え、このチップ単体でコンピュータとして動作させることができます。

 

豊富な種類

2016年にAtmel社を買収して、現状では2000種に及ぶ勢いで増えています。
8、16、32ビットごとに構成され、その中で数種のファミリーで類別されてます。

 

8ビットファミリー

  • ベースラインファミリー
    PIC10/12:6ピンから18ピンの最小PICマイコン
  • ミッドレンジファミリー
    PIC16:PIC16F1xxxで昨今では通称F1ファミリーでおなじみのPIC
  • ハイエンドファミリー
    PIC18:8ビットの多種のインターフェースを持つ高機能型
  • AVRファミリー
    旧Atmel社製品群、tiny,megaAVR,XMEGAなど

 

16ビットファミリー

  • PIC24ファミリー
    汎用16ビットマイコン
  • dsPICファミリー
    PIC24Fに高速演算制御、他のデジタル処理追加

 

32ビットファミリー

  • グラフィック、高機能アプリケーション対応型

 

※本ブログ内では、この中で電子工作に適した8ビットのPIC10/12/16ファミリーを基準に記述します。

 

用途で選択

非常に多く豊富な種類があり、使用電源、接続方法、内臓モジュールなど・・・ 仕様・用途に適す中からPICマイコンが選別できます。

 

汎用性

入手

PICマイコン(特に8ビットファミリー)は、入手が容易で通信販売や秋葉原などの電子部品量販店でも個数単位での購入が可能

価格

一般的タイプの製品は、供給量も安定し価格も安価で入手できます。

DIP形状タイプも豊富でソケットにそのまま挿せ、ブレッドボードやユニバーサル基板などを利用し運用することができ、便利で使いやすい

ピン

PICには色々なピン(足)数があります。
ピン数が少なく構成し、シンプルな回路で小型化される製品から、ピン数が多く周りとの接続数などの優位な製品まで制御が可能です。

メモリー

プログラムを書込むメモリーのROM(Read Only Memory)
フラッシュメモリを採用するタイプ、何度(一万回程度)でも上書き可能で大変便利です。
なお、ワンタイムタイプ(一度きりの書込み:製品向け)やJWタイプ(紫外線消去用窓付き:高価)も存在します。

  • フラッシュタイプ(Flash)
    上書き可能 : PICxxXXX (PIC10F322,PIC12F683,PIC16F817など)
    電子工作、学習、研究及び試作など、繰返し書換え可能で重宝します。

 

  • ワンタイムタイプ(EPROM)
    一度切り : PICxxxxx (PIC12C509,PIC16C54,PIC16C56など)
    (消去窓付き : xxx/JW)

 

小規模なシステムに特化

PIC単体でわずか数百円。
わずかこの価格で、CPU・ROM・RAM・I/O・EEPROM、A/D変換・通信モジュールが構成されたコンピュータボードと同様なシステムが、ワンチップ内で動作が可能です。

命令数

本サイトで紹介しますPICファミリー、CPU自体は他のワンチップマイコンに比べて、わずか35種と命令数は少なく機能は小さいのですが逆に簡単に取扱えることができます。

シンプルな命令で、ビット操作、バイト処理、ジャンプ命令などプログラム全体の制御の流れが把握しやすい。

 

開発環境

製造メーカーのマイクロチップ・テクノロジー社 から、統合開発環境(IDE:Integrated Development Environment)と呼ばれ、エディタ、コンパイラやデバッガ等が提供される、マイコン開発ツール(マイコンソフトウエア開発環境)が便利に利用できます。

PC、IDE、ハードウェアツール、テストボードで開発環境が整い、高機能で高価な専用の開発システムは不要です。

 

豊富な情報量

入門書、参考書、電子工作の製作例から専門用の技術資料の書籍等が沢山あり、Web上にもデータシート、説明書、など種類豊富に情報が存在します。

 

考察

  • 書籍や他の情報も多く便利ですが、世代による環境等の違いなどの情報収集も重要となります。
  • リリース期が異なり、多くの種類があるPICシリーズであるがゆえに、
    対応する開発環境は、その時のIDEやハードウェアシステムの環境が必要とされる場合もあります。

 

これからPICを初めてみる方、初心者の方など、
現状の最新IDE・最新ハードウェア環境での運用をお勧めします。

 

まとめ

  • ピックと呼ばれるマイクロチップ・テクノロジー社が製造するマイコン
  • 種類が豊富、複数のファミリーで)種別化
  • 汎用性が高く、小規模なシステム向きの組込み用チップ

PICは、マイコンシステムの中で、マイコンボードやワンボードマイコンとは全く異なる単体のIC(小さなコンピュータ)
➡ ワンチップマイコン でお馴染みの代表格な電子部品