PIC16F84内部動作スピードについて

質問

マイコンを始めて触る　超超初心者　です。

PIC16F84を使用してHS Modeで10MHzで動作をさせています。

内部での動作する周期は10MHzで動作するものでしょうか？

whileループでソフトカウンタを作成し8bitカウンタのLSBをオシロスコープでみ

たところ１カウントアップするのに500KHzでした。

何かレジスタで設定すると10MHz外部オシレータと同スピードで動作するのでしょ

うか？

下が今回使用したソースです。

どうぞ宜しくお願いします。

#include <pic.h>

__CONFIG(0x3FFE);

unsigned char count;

void ioport(void);

main()
{
ioport();
}

void ioport(void)
{
TRISA=0b11111;
TRISB=0b00000000;

count=0b0;
while(1){
PORTB=count;
count++;
}
}

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回答No.4

zwi

[補足]
ＰＩＣの参考になるサイトを掲載しておきます。

ＰＩＣのアセンブラ命令です。
http://www.picfun.com/prog4frame.html
ＭＰＡＳＭの使い方
http://www.picfun.com/asmframe.html
PICのアセンブラ命令の使い方
http://www.picfun.com/prog1frame.html
PICプログラミングの実際
http://www.picfun.com/prog2frame.html
ＰＩＣのメモリアーキテクチャ
http://www.picfun.com/memframe.html
ＰＩＣの内蔵モジュールの使い方
http://www.picfun.com/moduleframe.html
PICプログラミングテクニック
http://www.picfun.com/prog3frame.html

以上、電子工作の実験室より。
http://www.picfun.com/
PIC活用製作例
http://www.picfun.com/appframe.html

お礼

zwi様、いろいろと有難うございました。
マイコン及びC言語と始めて触れるものばかりで、あたふたしていましたが
zwi様に教えていただき、またＰＩＣの参考になるサイトまで教えていただき
感謝いたします。これから参考になるサイトを見て勉強をしていきたいと思います。

回答No.3

zwi

>お手数ですが、アセンブルリストの見方を教えて頂けないでしょうか。
>また、アセンブルリストは、使用するツールによって見方は変わるものなのでしょうか。
>５命令とはMOVF/BANKSEL/MOVWF/INCF/GOTOの事でしょうか。
そうですこの５つがアセンブラ命令です。

>また６サイクルとは_count/_PORTB/_PORTB/_count/_00110/_DSの事でしょうか
それらはラベルで、メモリアドレスを示しますのでサイクルと無関係です。６サイクルは、５命令が消費するサイクル時間です。

マイコンというかＣＰＵは、マシン語(命令コード)で動作するステートマシンだと思ってください。で、アセンブラ命令はマシン語(PICだと14bitの2進数)と一対一で対応する命令コードを人が分りやすいように記号化したものです。

>あと、マイコンで以下のVHDLで作成した論理回路（10us毎にパルスを出力)のような動作をさせる場合どのようにすればよいのでしょうか。

Ｃ言語系のコンパイラ言語は、コンパイラによって変換されマシン語になります。その時Ｃ言語の一命令が何個のマシン語になるかは書かれた記述内容によります。これがＶＨＤＬで書かれた記述が何個のロジックセルになるかやってみないと分からないのと同じです。

>ソフトカウンタで作成する場合は、アセンブルリストを見て何サイクル使用されるかを確認し作成しないと出来ないのでしょうか。

基本的には、アセンブルリストを見るし無いですね。あるいはＣ言語を使わずに直接アセンブラ言語で書くのが一般的です。

>それとも何か別の方法（関数）などを使用すればできるものでしょうか。
ＰＩＣ内蔵回路のタイマで時間をカウントする方法がありますが、周期はどうしても500Khzよりも長くなります。タイマ割り込みを使います。

回答No.2

zwi

>上記の説明で内部で５サイクルかかるので、２．５Ｍｈｚ÷５サイクル＝５００Ｋｈｚと言う理解でよろしいのでしょうか？

その通りです。

>すると、内部処理によりcountの１カウント繰り上がる処理スピードは変わるという事でしょうか？

count自体もそうですが、whileループやポート出力するの操作自体でマシン語命令が何命令か必要になります。

>アセンブルリストを添付したいと思ったのですが、すみません拡張子がよくわかっていません。もしよければ教えて頂けないでしょうか。

コンパイラによりますのが、普通はアセンブラリストはオプションを指定しないと出力されません。
ちなみに、手持ちのSDCCだと-Sオプションです。

上記ソースのwhile部分のSDCCのアセンブルリスト。
_00110_DS_
; .line 23; "goo090507.c" PORTB=count;
MOVF _count,W
BANKSEL _PORTB
MOVWF _PORTB
; .line 24; "goo090507.c" count++;
INCF _count,F
GOTO _00110_DS_

これだと５命令で６サイクル(GOTOが２サイクル)ですね。
質問者さんのコンパイラは勘ですが「PICC Lite」を使われていると思いますので、-ASMLISTで試してみてください。

補足

zwi様ご回答有難うございます。

今まではfpgaの論理回路を作成していたのですが、これからPICマイコンを
触れなくてはいけなくなり急遽、PICC Liteをダウンロードをし始めたばかりです。
マイコン及びC言語を始めて触れるため、あたふたしています。

お手数ですが、アセンブルリストの見方を教えて頂けないでしょうか。
また、アセンブルリストは、使用するツールによって見方は変わるものなのでしょうか。

５命令とはMOVF/BANKSEL/MOVWF/INCF/GOTOの事でしょうか。
また６サイクルとは_count/_PORTB/_PORTB/_count/_00110/_DSの事でしょうか。

>上記ソースのwhile部分のSDCCのアセンブルリスト。
>_00110_DS_
>; .line 23; "goo090507.c" PORTB=count;
>MOVF _count,W
>BANKSEL _PORTB
>MOVWF _PORTB
>; .line 24; "goo090507.c" count++;
>INCF _count,F
>GOTO _00110_DS_
>これだと５命令で６サイクル(GOTOが２サイクル)ですね。

あと、マイコンで以下のVHDLで作成した論理回路（10us毎にパルスを出力)のような動作をさせる場合どのようにすればよいのでしょうか。
ソフトカウンタで作成する場合は、アセンブルリストを見て何サイクル使用されるかを確認し作成しないと出来ないのでしょうか。
それとも何か別の方法（関数）などを使用すればできるものでしょうか。

FPGAの事もご存知そうなので聞いてしまいました。
的外れな質問ばかりして、誠に申し訳ございません。

-------------------------------------------------------------------
-- エンティティ宣言
-------------------------------------------------------------------

entity COUNTER_EN_GEN is
port (
RESET_N : in std_logic ; -- リセット
CLOCK : in std_logic ; -- クロック10Mhz(100ns)
COUNT_RESET : in std_logic ; -- 初期化
ENA : out std_logic ; -- 出力イネーブル

moni_count : out std_logic_vector (9 downto 0)
);
end COUNTER_EN_GEN;

-------------------------------------------------------------------
-- アーキテクチャ
-------------------------------------------------------------------

architecture RTL of COUNTER_EN_GEN is

-------------------------------------------------------------------
-- 内部信号作成
-------------------------------------------------------------------

signal flg_gen : std_logic;
signal count_gen : std_logic_vector (9 downto 0);
signal en_gen : std_logic;

-------------------------------------------------------------------

begin

-------------------------------------------------------------------
-- ロジック
-------------------------------------------------------------------

process (CLOCK, RESET_N)
begin
if (RESET_N = '0') then
flg_gen <= '0';
elsif (CLOCK'event and CLOCK = '1') then
if (COUNT_RESET = '1') then
flg_gen <= '1';
else
flg_gen <= flg_gen;
end if;
end if;
end process;

process (CLOCK, RESET_N)
begin
if (RESET_N = '0') then
count_gen <= (others=>'0');
en_gen <= '0';
elsif (CLOCK'event and CLOCK = '1') then
if (COUNT_RESET = '1') then
count_gen <= (others=>'0');
en_gen <= '0';
elsif (count_gen = "1100100") then -- 10us = 10Mhz[100ns] × 100clk
count_gen <= (others=>'0');
en_gen <= '1';
elsif (flg_gen = '1') then
count_gen <= count_gen + "0000000001";
en_gen <= '0';
else
count_gen <= count_gen;
en_gen <= '0';
end if;
end if;
end process;

-------------------------------------------------------------------
-- 出力信号作成
-------------------------------------------------------------------

ENA <= en_gen;

moni_count <= count_gen;

end RTL;

回答No.1

zwi

ＰＩＣは４クロックを１サイクルとして命令（一部命令は２サイクル）を処理します。なので、１０Ｍｈｚでもマシン語一命令は２．５Ｍｈｚで動くことになります。

５００Ｋｈｚだとすると
・whileループで２サイクル。
・countで１サイクル。
・PORTB出力で２サイクル。
って所ですかね。
アセンブルリストを見てみないと断言は出来ませんが。

補足

zwi様ご回答有難うございます。
まだ、理解をしていない部分がありますので教えて頂けないでしょうか。
文中割り込みにて質問を書かせていただきます。

>ＰＩＣは４クロックを１サイクルとして命令（一部命令は２サイクル）を処理します。
>なので、１０Ｍｈｚでもマシン語一命令は２．５Ｍｈｚで動くことになります。

上記は、理解いたしました。
有難うございます。

>５００Ｋｈｚだとすると
>・whileループで２サイクル。
>・countで１サイクル。
>・PORTB出力で２サイクル。

上記の説明で内部で５サイクルかかるので、２．５Ｍｈｚ÷５サイクル＝５００Ｋｈｚと
言う理解でよろしいのでしょうか？
すると、内部処理によりcountの１カウント繰り上がる処理スピードは変わるという事で
しょうか？

>アセンブルリストを見てみないと断言は出来ませんが。

アセンブルリストを添付したいと思ったのですが、すみません拡張子がよくわかっていません。
もしよければ教えて頂けないでしょうか。

どうぞ宜しくお願いします。