いつになく厳密なＡＤＣを

例のＭＥＧＡ４８とＡＤ５９５登載のボードについて
さらに確認をしてみる…。

ＭＥＧＡ４８とＡＤ３２０２を使ってＰＣとの通信は
問題なく出来ることが判ったので、あとはＡＤＣの
プログラムも付け足して、実際にＡＤ５９５とＫ型
熱電対を接続してみようという作戦に。

接続する前に、まずはＡＤＣ周りのプログラムを
付け足して抵抗の分圧値を取り込んだ値と、テスター
で計った電圧と比較することで、プログラムや回路
自体の動作内容について確認してみる。

おりゃー。

ＯＫ。
基準電圧はＬＭ４０４０Ａ（０．１％誤差）から
取っているので、かなり信頼性は高いはず。入力した
データ（１０ビットデータ）から電圧を逆算してみると、
テスターで計った値とほぼ一致。どっちかって言うと
安物テスターの方が信頼性低そうだからな。
このテスター、なんだかいつも微妙にちょっとだけ高い
電圧出すんだよな…


そういう意味では誤差を作り出している可能性が
高いのは、このテスターと、ＭＥＧＡ４８の内蔵ＡＤＣ。

内蔵ＡＤＣはデータシート上４．５ＬＳＢ程度の誤差
を生じる可能性があるらしいから、
　　　４．０９６Ｖ÷１０２４×４．５　＝　１８ｍＶ
程度の測定誤差が生じる訳だな…
ＬＭ４０４０Ａは０．１％だから
　　　４．０９６Ｖ×０．１％　＝　４ｍＶ
程度。

あわせて最大２２ｍＶ程度の誤差ってことかな？


で、ようやくＡＤ５９５とＫ型熱電対を装着。

うーん、マトモに動かん…
０がずーーーとならんだと思ったら数十程度の数値
が現れる…しかもマチマチな数値でいかんともし難い。

データシートをもう一度見直してみる…。うーん、
別になんてことは無い気がするな。ん？
データシートの回路図を良く見ると、クロメル側が
点線でＧＮＤに落としてあるなぁ。何だ？この点線…？

もしや、銅線をコマギリにして並べておくとか？

という冗談はおいておいて、ＡＤ５９５の入力は差動入力
だから、別に片方をＧＮＤとかに落としておく必要とか
無く無くない？無く無く無く無くない？

この間拾っておいたアプリケーションノートの方も
見直してみる↓。
http://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/34661261AN369.pdf

やっぱり、アルメル側かクロメル側のどっちかが
ＧＮＤに落としてあるみたいだなぁ。

試してみるか…


うぉ。一気にＡＤＣが安定した数値を吐き出すように！

うーん、差動入力って、電圧差を拾うもんじゃないの？？？
変だなぁ…　オイラの知識が未熟なのか？？？

まぁ、とりあえず一生懸命ＰＣＢＥで書いた回路は
１箇所ＮＧってことだね。まぁ今回は実験用基板だから
後で適当にジャンパーで繋いでしまおう。


で、出てきた数値を温度に換算してみると…
約２４．０度？うーん、微妙。目覚し時計の温度計では
２２．４度を示してる…
目覚ましの温度計を信じるべきか、ＭＥＧＡ４８君を
信じてあげるべきなのか…？

ちなみに、湯沸しポット（以前ニトリで買ったやつ）で
お湯を沸かし、ほぼ沸騰したところで熱電対を放り込む。
（注：ステンレスで覆ってある熱電対です）

…９６～７℃。そうね。沸騰が治まった状態だから、こっちは
ほぼ合っているみたい。

室温付近でアレなのは、もしかしたらＡＤ５９５の電源
が５Ｖの片電源だからなのかな？

ＡＤ５９５の内部って、要は一種のアンプ回路（＋補正回路）
だから、片電源で使っちゃうと入力・出力ともrail-to-rail
にならないっていうことか？それでＧＮＤ付近の出力電圧
は微妙に浮いてしまう…と。
やっぱ、両電源にしておいたほうが安心なのかな？
ＡＤ５９５のＧＮＤはそれなりに安定する様な回路
にしてあるはずなんだけどなぁ。なんだろうな？

ちなみにＡＤＣの誤差が最大２２ｍＶだとすると、
ＡＤ５９５は１℃あたりおよそ１０ｍＶなわけだから、
最大で２℃少々の誤差が出るわけだな…。
（本当はさらにＡＤ５９５の誤差も考えないとイカン
　のですが、ひとまず室温付近でしか使ってないので無視）

でもこの誤差はＡＤＣのゼロクロス歪みなんかも含めた
最大見積もりだから、その数値がモロに出ているとも
思い難いんだけどなぁ…

オフセット誤差か？それとも増幅率のエラーか？

データシート読んでも良く判らなかったキャリブレーション
については、アプリケーションノートの方を読むともう少し
わかり安そうに書いてあるから、あとでキャリブレーション
も検討してみるかな。１５ＭΩ、８ＭΩとかいう微妙に
大きい抵抗は持ってないなぁ。４６４Ωや１８２Ωなどと
いう中途半端な抵抗も持ってないし。うーん。

そもそもホントはＩＣそのまま無調整で使いたいんだ
けどなぁ…

とにかく、一旦ブレッドボード上で±の両電源にした
時にどんな反応になるのかは確認しておきたいな。
久々に両電源対応のスイッチング電源登場か？

そうそう。こんなものを発見。

久々にＰＩＣネタ。

ＰＩＣでビデオ表示するというボード発見。
http://www.urbancorp.co.jp/kit.htm

１６Ｆ８８で、シリアル入力したａｓｃｉｉコード
をテキストＶＲＡＭ展開して、２０×１０文字で
表示しちゃうというもの。

しかも、シリアル経由で外字登録したり、スクロール
したり、カナも使えたり、表示位置の微妙な補正が
できたり…

よくできてるねぇ…。ソフトもハードも。実用的だ…


おいらがＴＩＮＹ２３１３で作ったテキスト表示器
http://picavr.uunyan.com/avr_m_text.html
よりもずっと高機能だもんな。
（だって、ＴＩＮＹ２３１３ってＳＲＡＭが全然
　無いんだもん…）

１２００ｂｐｓをチョイスしているのは、
やはりおいらと同じ理由なのかな？垂直同期１回に
つき２バイト分処理ってことで…
（それ以上やろうとしても、ＵＳＡＲＴのダブル
　バッファが溢れちゃう）


そういえばテキスト表示器を作った後に色々
考えたんだけど、ＳＲＡＭさえ一杯登載して
いるなら、各水平同期期間中にＵＡＲＴからの
入力を１０バイトとか２０バイトとかバッファリング
させるようにして、垂直同期期間に一気にテキスト
ＶＲＡＭに反映させるってことを考えたら、もう少し
ボーレート上げてもいいよなぁ、って思った。
思っただけ。いや、手は動かしてないんだけどね…

でもそうすれば９６００ｂｐｓとか１９２００ｂｐｓ
とかには届きそうなんだけどな。

いずれにしてもＴＩＮＹ２３１３じゃぁメモリが
足らなさ過ぎ。うーん。

ＭＥＧＡ版でも考えるか？秋月でＭＥＧＡ８８が
２５０円で手に入るご時世だし。

１６カラーを超えたいという野望に

以前、Ｃｈａｎさんの汎用ディスプレーコントローラ
http://elm-chan.org/works/crtc/report_j.html
を見て以来、ずーーーーーとアタマから離れなかった
のが、カラーで１ドット単位で自由自在にビデオ表示
をしたいって言う野望。しかも汎用部品で。

Ｃｈａｎさんのこれは１６色表示。例のＡＶＧＡ
（ｍｅｇａ１６８ワンチップでマリオとかやっちゃう
あれね）も１６色表示。

オイラとしては以前から１ドット３ビット（８色）や
４ビット（１６色）を超える発色を実現したい、
しかもカラーＮＴＳＣ表示で、と思っているんですが、
色々考えてみるとすぐに一つの壁にぶち当たってしまう…

単に表示するだけならともかく、マイコンからの
描画信号を受け取りながらＶＲＡＭとして使用する
外部ＳＲＡＭ（ＦＰＧＡと違ってブロックＲＡＭが
無い）への読み書きタイミングを取りつつ、
かつ１４．３Ｍｈｚの４クロック単位（Ｖ、Ｕ、－Ｖ、－Ｕ）
で１ドット確実に表示するということを同時処理して
いかないといけないわけですが、ＳＲＡＭへの書き込みは
最低でも３クロック（アドレスとデータをセット、
ＷＥ立ち下げ、ＷＥ立ち上げ）は必要だし、ＳＲＡＭの
アクセス速度によってはあと１～２クロックは必要かも。

とすると、書き込みだけ、もしくは読み出すだけで
約４クロック、しかも書き込みだけで読む暇が無い…
（ん？読み出しはもう少し少ないクロックでも
　いけるか？）

うーん、そうか。Ｃｈａｎさんの回路で１６色（４ビット）
しか使っていないのは、１バイト分の読み書きで２ドット
扱える（つまり８クロックに１回書き込めばいい）という
ことも一つの目的になっているわけだな…といまさら
になって気付く。

なるほどね。これならば８－４＝４クロック分はマイコン
から受け取ったデータの書き込み用に充てられるわけだ。
頭いいなぁ。


うーん、じゃぁ１４．３ＭｈｚのＣＰＬＤでは
やはり４ビット以上の表示は不可能なのか？
これより速いクロック源を探さないといけないのか？

というのが、ここ数ヶ月ずーーーーとアタマから
離れなかったことでした。大きな壁。


ところが、今日電車乗ってボーーーーーとしてたら、ふと
思いついた。（といっても、解法ではなくてまだ糸口程度）

１＋１は２だな。考えてみれば当たり前のことだけど…
いままで気付かなかったおいらはやっぱ毛が３本足りない
んだな。

問題は、これをＶＨＤＬに上手い具合に押し込むことが
出来るのか？

かなり面倒なステートマシンを書かないといけないかも
知れない…（規模ではなく処理内容が）

でもこれが出来れば１６色どころではなくなるもんな…
面白いかも！


まぁこの件に限らず、以前作ったスプライト表示器
http://picavr.uunyan.com/avr_m_sprite.html
とかも、頭の中で「おっ？なんかできちゃいそうだな…」
って思いついちゃったら、あとは力技でむりやり
ねじ伏せるまで突っ走ったから、こんかいも馬鹿丸出し
で突っ走ってみるか？？？

そう。馬車は嘶きゃ治らない（(c)ログイン／アスキー）
なのだ。

あ、馬車丸出しか。


とりあえず、目指すは３２０×２００の８ビット表示だ！
（注：８色表示ではない）

でもその前に、ようやく完成したＣＰＵボードを弄り
倒す方が先だな。

接続確認してみた

出来上がったＣＰＵボード。とりあえずマイコン類を
ソケットに差し込んで、ＡＶＲ－ＩＳＰｍｋⅡから
ちゃんとアクセス出来るのか、接続確認をしてみました。

ＴＩＮＹ２３１３のボード、ＴＩＮＹ８６１のボード、
ＭＥＧＡ８８のボードについては、書き込むべきプログラム
を用意するのは面倒なので、とりあえずコンフィグビット
を読み出してみるだけやってみたところ、とりあえず
エラーらしいメッセージは出ず。
ｏｋ、ｏｋ。

ＡＤ５９５＋ＭＥＧＡ４８のボードは、とりあえず
高価なＡＤ５９５を壊すとイタいので、ＭＥＧＡ４８と
ＡＤＭ３２０２だけ挿して、簡単なプログラムを書いて
ＰＣ（ｔｅｒａ　ｔｅｒｍ）とシリアル通信をやってみる
だけやってみました。

ＡＶＲｓｔｕｄｉｏでｇｃｃのプログラムをでっち上げて、
9600bpsのシリアル経由でＭＥＧＡ４８とコンニチハ。
　→無事送受信ともｏｋなことを確認完了。

それにしても、またハマりましたよ。…シミュレータ。

ＡＶＲｓｔｕｄｉｏの最適化のデフォルト設定値ですよ。

コンパイラの最適化設定って、デフォルトで－Ｏｓ
になってるんですが、そのままだと最適化が効き過ぎて、
シミュレーションの時に不自由が。
最適化時に省略されたロジックがシミュレーション時
にも当然すっ飛ばされるので、ステップバイステップで
シミュレーションしようとすると上手く行かない…

というわけで、最適化オプションを－Ｏ０に変更して
再度シミュレーション。とりあえず想定どおりに。
最近アセンブラばかりだったので、すっかり忘れてた。


そうは言っても、やっぱりｇｃｃとアセンブリ言語
ではシミュレーションのきめ細かさっていうのがやっぱり
ちがうんだなぁ…

アセンブリ言語では細かいところまで手が届く…
１クロックまで、１ビットまで…細かいところまで
あれこれ見たりモディファイしたり出来るんだけど、
ｇｃｃの場合はシリアル通信用のレジスタファイル
（UDR0）のモディファイが上手く取り込まれない…
シリアル出力の結果はそれなりにURD0に反映される
んだけどなぁ…

アセンブラのときでも確かUDR0の読み出しは微妙な
ものがあったなぁ。それというのも、UDR0レジスタ
が読み書き共用って言うのが問題なんだよな。
でも、アセンブラならクセが判ればなんとかなる
んだけど、ｇｃｃはアセンブラソースレベルで
シミュレーションするわけじゃないから、あまり
こまかいところまで弄れないんだよな…


細かい事いうと、UDR0は物理的には読み込み元と
書き込み先が内部構造としては別物だから
レジスタ番号が一緒でも困ることは無いんだけど、
シミュレータの場合はレジスタ番号毎にしか読み書き
できないってから、それが原因で不便が起きるん
だろうな…

シミュレータだけはUDR0の読み出し用／書き込み用
のエリアを分けて表示してくれればいいんだけどなぁ…

まぁ、いずれにしてもＡＶＲのｇｃｃについては
最適化レベルは０にしておく（最適化を全く
行わない）のが吉なのかも知れません。

じゃないと、シミュレータでは動作確認なんて
やれたものじゃないっす…

そういえばＩＣＥ環境を手に入れればもうすこし
まともになるのかなぁ…？


あ、ＩＣＥといえば、やねうらおさんやtokoyaさん
のブログで以前取り上げられていたKEE Electronics製の
AVR JTAGICE mkII互換機の話。
http://www.keeelectronics.com/catalog/product_info.php?products_id=50&osCsid=47906acecd407ed4b0e1f988d70e728f

最近やっぱり気になっていて、買おうかどうしようか
迷ってます。円高の今のうちに…

この話はまた今度。

そうそう。
KEE ElectronicsのICD2.5 Debugger互換機は$49.94で
お買い得って感じなんだけど、なぜAVR用の
JTAGICE mkII互換機は$99.95もするのかな？ＡＶＲ
フリークの足元をみてるのか？

うーん。

ハンダ付け完了

エッチングの終ったボード類。ようやくハンダ付け
を完了。ふぅ。



ＩＣを挿す前に、テスター当てて一通り確認完了。
ＩＣには思ったとおりの電圧来てるし、電流制限
抵抗なども想定どおり機能しているようです。
一安心。

１２ボタンのキーボードは、逆流防止ダイオードも
登載しているので、複数キーの同時押しも正確に
検知可能です。これだけはブレッドボードの面と並行
に挿さないといけないので、ピンコネクタは
アクロバティックなハンダ付け。片面なのに下から
ピンが生えてます。

ＣＰＵボード類はどうしようか迷った挙句、
Ｌ型のピンを使うことに。ブレッドボードには
垂直に立った状態で使います。しかも足が太い
からすんごい力を入れないと挿さらない…
まぁ仕方ない。

ＭＥＧＡ４８シリーズ用のＣＰＵボードには
ＭＥＧＡ８８を、ＴＩＮＹ２６シリーズ用
にはＴＩＮＹ８６１を、ＴＩＮＹ２３１３用
には２３１３を挿しておくことにしよう。

これでようやくＴＩＮＹ８６１も使えるように
なるなぁ。

これら３つのＣＰＵボードはクロックを適宜
変更できるように、３ピンのソケットだけ接続
してあります。
リセットはジャンパーと抵抗を経由してＶｃｃ
に繋ぐようにしてあって、ジャンパーを外すと
外からリセットを操作することも可能って具合。

それ以外はパスコンとＤＣコネクタが載っている
という程度のシンプルボード。そう。あまり色んな
機能が載ってない方が使いやすいかな、と。

これらを使えばようやくＩＳＰ書き込みが
ラクチンになるなぁ。色々試してみるときの
障壁が少し低くなるな。

残り１個のボードはＡＤ５９５のテスト用。４．０９６Ｖ
のＬＭ４０４０基準電圧を登載してますが、これも
色々載せ変え出来るように３ピンソケットで挿してます。

１２キーボードは一通り動作確認を完了。
一気にハンダ付けしたので、さすがにお疲れ。
ＣＰＵボード類を試すのはまた今度にしよう。

あ、角が尖ってて痛いので、あとでニッパーで丸めて
おこうかな。