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マイコン選定

　PLCを実現する関数が揃ったので、マイコンを選定します。

　入出力は、各８ビットを利用するとして合計１６ビット
　なので、２８ピン以上のマイコンが必要です。

　手元にはPIC、AVR、H8、ARM、78K等の４０ピン以上のマイコン
　があります。どれも一長一短がありますが、ひとつのマイコン
　で動作するファームウエアを作成すれば、高レベル言語である
　Ｃで記述しているので、移植は簡単です。

　マイコンの選定条件を与えて、ひとつに絞ります。

４０ピンＤＩＰ
EEPROM内蔵
シリアルインタフェース回路内蔵
アルカリ乾電池２本で動作可能
I/O数は多いほどよい
GCCでファームウエアを開発可能

　これらの条件をすべて満たす手元のマイコンは、AVRだけでした。

　マイコン決定後、パーツボックスの中にあるAVRを
　調べてみると、次の種類がありました。

AT90S8515
AT90S8535
ATMega644

　それぞれ特徴がありますが、PLC動作は単純なので
　現在主流ではないAT90Sシリーズを利用することに
　しました。

　AT90S8515、AT90S8535ともにテストボードは作成して
　あるので、AT90S8535で開発してみます。





　AT90S8535の最高動作クロック周波数は、８MHzなので
　８MHzで動作させています。

　インタプリタは作成済みなので、通信処理とタイマー割込み
　に分けて、動作を考えます。


通信処理
　通信処理は、次の２つのフェーズで必要になります。

ラダー図情報のEEPROMへの転送(save)
EEPROMからラダー図情報の取得(load)

　通信にはプロトコルが必要なので、次のように決めました。

データ転送速度　38400bps
同期方式　　　　調歩同期
フロー制御　　　なし
パリティ　　　　なし
ストップビット　１ビット
saveコマンド　　Ｓ
loadコマンド　　Ｌ

　コマンドをS、Lにしたので、フォーマットを規定します。

　Ｓコマンド
　　ラダー図情報は、16ビットデータでEEPROMに保存する
　　ので、アドレスとデータが必要です。
　　アドレス、データともに、16進4けたで指定します。

　　EEPROMのアドレス0100hに、9001hを設定する場合は
　　次のように記述します。
　　　S01009001'\r'

　　通信内容をモニタできるように、文字で送信します。

　Ｌコマンド
　　EEPROMに格納されている、ラダー図情報を取得します。

　　コマンドを示す１文字’Ｌ’を送信します。
　　　L'\r'

　　マイコン側は、このコマンドを受信すると、０から
　　EEPROMの最終アドレスまで、内容を16進4けたで返信
　　します。

　コマンドを決めたので、PLCファームウエア処理を修正します。
    if ( mode == IDLE ) {
      if ( SFLAG == ON ) {
        SFLAG = OFF ;
        /* get command */
        cmd = *(rbuf+0) ;
        /* set circuit infomation */
        if ( cmd == 'S' ) {
          /* get address */
          cadr = get_ad(OFF) ;
          /* get data */
          cdat = get_ad(ON)  ;
          /* save */
          put_dat_eeprom( cadr , cdat );
        }
        /* get circuit infomation */
        if ( cmd == 'L' ) {
          *(xdat+2) = 0 ;
          for ( rom_address = 0 ; rom_address < 512 ; rom_address++ ) {
            tmp = read_eeprom( rom_address ) ;
            *(xdat+0) = asc_cha[ (tmp >> 4) & MASK0F ];
            *(xdat+1) = asc_cha[ tmp & MASK0F ];
            rs_puts( xdat );
          }
        }
      }
    }

　受信割込みから与えられたトリガーを使います。
　トリガーが着たら、saveとloadを判断し、EEPROMの
　アクセスを切り分けます。

　プロトコルが確定したので、通信ブロック初期化と
　受信割込みの内容を定義します。

　通信ブロック初期化
　　データ転送速度を設定します。
    #define FOSC   8000000
    #define BAUD   38400
    #define MYUBRR (FOSC/16/BAUD)-1
    /* set Baud Rate Registers */
    UBRR = MYUBRR ;
    /* Enable receive interrupt , receive module and transmit module */
    UCR = (1 << TXEN) | (1 << RXEN) | (1 << RXCIE);

　　受信バッファが必要なので、配列で指定します。
　　また、格納データの位置を指定する変数を宣言します。
    #define BUFSIZE 10

    volatile UBYTE rbuf[BUFSIZE] ; 
    volatile UBYTE rindex;

　受信割込み
　　受信バッファに１文字ずつ格納し、デリミタで
　　あったなら、フラグSFLAGをセットします。
    ISR(SIG_UART_RECV)
    {
      volatile UBYTE ch ;
      /* get 1 charactoer */
      ch = UDR ;
      /* store */
      *(rbuf+rindex) = ch ;
      rindex++ ;
      /* judge */
      if ( ch == '\r' ) {
        SFLAG = ON ;
        rindex = 0 ;
      }
    }


タイマー割込み
　PLCでは、スキャン処理周期を10msとします。

　10msごとに、スキャン処理開始のトリガーを
　与えるため、タイマー割込みを使います。

　10msごとにフラグTFLAGをセットします。

　仕様を決めたので、初期設定と割込み処理を定義します。
　初期設定
　　タイマー１を、コンペアマッチで動かします。
    /* clear timer/counter */
    TCNT1 = 0 ;
    /* set counter */
    OCR1A = 9999 ;
    /* Control Register 1-B */
    TCCR1B = (1 << CS10) ;

　　カウンタ用クロックは、８MHzを８分周して１MHzにします。
　　０〜9999まで、カウントとすると10msになります。

　割込み処理
　　割込みでカウンタクリアとフラグ設定します。
    ISR(SIG_OUTPUT_COMPARE1A)
    {
      /* clear timer/counter */
      TCNT1 = 0 ;
      /* set flag */
      TFLAG = ON ;
    }

　シーケンス処理動作をさせるか、通信処理をさせるかを
　トグルスイッチを利用して切り替えます。

　スイッチを使うので、チャタリングが発生します。
　チャタリング除去のために、20ms程度ごとにスイッチ状態
　をシフトレジスタに読み込みます。
　シフトレジスタに、スイッチ状態を入力するトリガーを
　タイマー割込みで発生させます。

　仕様を決めたので、初期設定と割込み処理を定義します。
　初期設定
　　タイマー０を、オーバーフローで動かします。
    /* clear timer/counter */
    TCNT0 = 56 ;
    /* Control Register */
    TCCR0 = (5 << CS00) ;

　　カウンタ用クロックは、８MHzを1024分周して入力します。
　　さらに、56〜256までカウントして25.6msごとに割込みが
　　発生するカラクリを作ります。

　割込み処理
　　割込みでカウンタクリアとフラグ設定します。
    ISR(SIG_OVERFLOW0)
    {
      /* clear timer/counter */
      TCNT0 = 56 ;
      /* set flag */
      MFLAG = ON ;
    }

　２つのタイマーを動かすため、初期化後、次の命令を与えます。
  　TIMSK = (1 << OCIE1A) | (1 << TOIE0);

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