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ＰＩＣ１６Ｆ８４Ａの詳細仕様(4)

このページではPIC16F84Aのプログラム書き込み仕様( ICSP : In-Circuit Serial Programming )を説明します。
PICへのプログラム書き込みにはライターと呼ばれるツールを使います。
ライター装置およびライターソフトで自動的にICSPの制御が行われるので、通常はこの仕様を細かく知っている必要はありません。
私もいずれはライターを作ろうかと思い、仕様を少し調べてみました。まだ、完全には理解していません。

ICSPの仕様
    PIC16F84Aはフラッシュメモリにプログラムを書くようになっています。そのプログラムをフラッシュメモリに書く動作は以下のようになっています。
データの読み書きに使用するピンは以下の５本です。
ピン名称ピン番号プログラム書き込み時の役割
ピン名称ピンタイプピンの説明
RB612CLOCKIクロック入力
RB713DATAI/Oデータ入／出力
MCLR4VTEST MODEPプログラムモード選択
VDD14VDDP電源
VSS5VSSP接地
I = 入力,O = 出力,P = 電源
プログラム書き込みモードにするためには MCLR の電圧をVHH = +13V にする必要があります。
また、VDD は +5V の電圧をかけます。

プログラムの書き込み動作は以下のような手順で行われます。 VDD には事前に +5V が掛けられている必要があります。
    ICSPモードへの切り替え
(1) RB6、 RB7および MCLR を 0V (Low) にします。
(2) MCLRに +13V (VHH) の電圧をかけます。
以上でPICはICSPモードになります。

    プログラムの書き込み／読み出し
RB7にICSP制御用のクロックを入力し、RB6でデータの入力または出力を行います。
以上でプログラムの書き込み、または、読み出しが行われます。

    PICをICSPモードで使用するときには通常PICを動作させるクロック発振器は使いません。RB6に入力されるクロックだけで制御されます。
    PICが実回路に実装されていてクロック発振器を外せない場合には、電源を入れてPICが動作を開始する時間(約72㍉秒)より前にMCLRを VHH にする必要があります。そうしないと、PICが動作を開始してプログラムカウンタが更新されてしまい、書き込み開始アドレスが違ってしまいます。
    PICをライターにセットしてプログラムの読み書きを行う場合、クロック発振器を付ける必要はないので、この条件はあまり関係ありません。

ICSPの詳細仕様

    シリアル信号の制御

      PICのデータの読み書きにはRB6(クロック入力)とRB7(データ入出力)が使われます。ですから、データは１ビットつづシリアルに送／受信されます。データの形式は６ビットのコマンドと１６ビットのデータが組み合わされています。
      プログラムメモリーは１４ビットですが、データは最初の１ビットがスタートビットで最後にストップビットが１ビット付いて合計１６ビットです。
      データメモリの場合、８ビットが必要なデータですが、送／受信はプログラムメモリと同じように１６ビットで行われます。スタートビットの次から８ビットが有効で残りの６ビットは無効なデータになります。
      データの送／受信は常に最下位ビット(LSB)側から行われます。
      データの書き込み、または、読み出しのタイミングはRB6のクロックパルスの立ち下がりで行われます。












    ICSPのコマンド
ICSPで使用するコマンドは以下の９種類です。

コマンド ビット構成
データフィールド
ｺﾝﾌｨｷﾞｭﾚｰｼｮﾝﾃﾞｰﾀの書き込み0, ﾃﾞｰﾀ( 14 ), 0
ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑﾒﾓﾘの書き込み0, ﾃﾞｰﾀ( 14 ), 0
ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑﾒﾓﾘの読み出し0, ﾃﾞｰﾀ( 14 ), 0
ｱﾄﾞﾚｽｶｳﾝﾀの更新(+1)なし
書き換え処理開始なし
ﾃﾞｰﾀﾒﾓﾘの書き込み0, ﾃﾞｰﾀ( 14 ), 0
ﾃﾞｰﾀﾒﾓﾘの読み出し0, ﾃﾞｰﾀ( 14 ), 0
ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑﾒﾓﾘの全消去なし
ﾃﾞｰﾀﾒﾓﾘの全消去なし


    ICSPでの処理の流れ

ICSPモードでプログラムの書き込みを行う場合の処理の流れは以下のようになります。



ICSPモードでｺﾝﾌｨｷﾞｭﾚｰｼｮﾝﾃﾞｰﾀの書き込みを行う場合の処理の流れは以下のようになります。



アドレスカウンターが2000hを越えると最上位ビット(14ビット目)は"1"に固定されます。ですから、コンフィギュレーションデータを書いた後、通常のプログラムメモリの書き込みを行う場合にはPICをリセットし、再び、ICSPモードにセットし直す必要があります。

Microchip社の推奨方法では上記の処理の後にVDDを下限電圧と上限電圧にしてデータを読み込み、全てが正常かをチェックするようになっています。