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デジタル時計　処理説明



ラベル定義
;****************  Label Definition  ********************
        cblock  h'20'
データエリアにはCBLOCK疑似命令を使用して20hから自動割付を行っています。割付の終了にはENDCを使います。
以下に今回使用しているデータエリアの意味（使用目的）を示します。

ラベル
用　　途
count:20ミリ秒(50Hz)のクロックを５０回カウントして１秒(1Hz)毎に時計を更新するためのカウンタです。
disp_p: ＬＥＤ表示の桁指定データを格納します。
時１０位：６，時１位：５、分１０位：４、分１位：３、秒１０位：２、秒１位：１
disp_pw:ＬＥＤ表示位置を算出するときに使用するワークエリアです。
disp_data:ＬＥＤ表示処理で表示データを一時格納するエリアです。PORTCの処理を共通化するために設けています。
disp_h10w:時１０位の内容を処理するためのワークエリアです。
disp_h10:時１０位のデータを格納するエリアです。
disp_h1:時１位のデータを格納するエリアです。
disp_m10:分１０位のデータを格納するエリアです。
disp_m1:分１位のデータを格納するエリアです。
disp_s10:秒１０位のデータを格納するエリアです。
disp_s1:秒１位のデータを格納するエリアです。
mode: 時計モード、時刻設定モードの識別データを格納するエリアです。
時計モード：１、時刻設定モード：０
rb6ll:RB6（０秒設定／時刻設定解除スイッチ）の変化を検出するために使用します。
rb7ll:RB7（時刻設定桁変更スイッチ）の変化を検出するために使用します。
rb7count:RB7（時刻設定要求スイッチ）が２秒間ＯＮであることを検出するためのカウンタです。
digit_posi: 時刻設定桁指定データを格納します。
時１０位：０、時１位：１、分１０位：２、分１位：３
digit_posiw:時刻設定桁を算出するために使用するワークエリアです。
digit_save:時刻設定モードのとき、該当する桁の数字を点滅させます。表示データを一時格納するエリアです。
digit_blink:時刻設定モードで点灯／消灯時間をカウントするカウンタです。２０ミリ秒を１０回カウントして２００ミリ秒を作ります。
blink_cont:時刻設定モードでの指定桁点滅で、点灯か消灯かのデータを格納するエリアです。
change_st:ロータリエンコーダによるアップ／ダウン検出をするための状態管理エリアです。
change_wk:ロータリエンコーダ入力(RB4,RB5)を一時格納するエリアです。
seg7_ha:７セグメントＬＥＤ制御データテーブルの先頭アドレスを格納するエリアです。
seg70-7b:７セグメントＬＥＤ制御データを格納するエリアです。



環境指定　他
    LIST および INCLUDE疑似命令、プログラム開始については「ライト・コントローラー」を参照して下さい。

    コンフィグレーションワードとして以下を指定しています。
    発振器の種類：ＨＳ
    ウォッチドッグタイマー：ＯＦＦ
    パワーアップタイマー：使用する
    低電圧プログラミング： ＯＦＦ
    （これをＯＦＦにしないとＲＢ３を入出力ポートに使用できません）

    結果は3F72hです。




初期化処理
;****************  Initial Process  *********************
    ポート初期化
      PIC16F873のRAポートはアナログ入力／デジタル入出力が兼用されています。RAポートをデジタル入出力モードにするためにはADCON1でデジタル指定する必要があります。RA、RB、RCに必要な入出力モードを設定します。

    ＬＥＤ表示周期タイマの初期化
      タイマー０を１ミリ秒周期に設定します。今回はクロックとして４ＭＨｚを使用しているので、タイマーのカウントは１ﾏｲｸﾛ秒毎に行われます。プリスケーラを１：８にしているので、実際には８ﾏｲｸﾛ秒毎にカウントされます。１２５回カウントすれば１ミリ秒になります。タイマー０はカウントアップタイマーでFFhから00hになるときにタイムアウト割り込みが発生します。ですから、ＴＭＲ０への設定値は２５６から希望するカウント値を引いた値を設定します。２５６−１２５＝１３１が設定値になります。

    ポート初期化
      ポートの出力状態を初期化します。
      PORTCはＬＥＤ制御に使用していて、"1"を出力するとＬＥＤが消える回路にしています。

    ワークエリア初期化
      disp_pは時１０位から制御するように初期値を６にしています。０を設定しても問題はありません。他のワークアリアは０を設定しています。
      モードデータは０で時刻設定モードなので、初期化した後は時刻設定モードになります。要は電源を入れた時には時刻設定モードで動作することになります。
      ワークエリア初期化では７セグメントＬＥＤ用のデータもワークエリアに設定しています。

    割り込み初期化
      GIE、T0IE、INTE、RBIEを設定しています。

    割り込み待ち処理
      処理というほどではないのですが、初期化処理が終わった後は割り込みを待つだけです。同じアドレスの処理を繰り返し実行させています。



LＥＤ表示処理
;*********  LED disply Process (1msec interval) *********
    １ミリ秒周期でＬＥＤを１桁づつ点灯します。残像が残らないように最初にＬＥＤを消しています。disp_pの内容をチェックして制御する桁を決めます。時１０位の処理は少し複雑で、AM/PMと時１０位に１を設定するか消すかの制御を行っています。
    時刻設定モードで時１０位に消灯データ(0Ah)が入っている場合には特に制御は行いません。先頭で消灯処理を行っているからです。


時計処理
;******  Clock count up Process (20msec interval) *******
    この処理は外部クロックにより２０ミリ秒毎に起動されます。起動されると時計更新の前に以下の処理を行います。
    時刻設定モードチェック
      時刻設定モードの場合、時計処理は行わず、時刻設定処理にジャンプします。

    ０秒設定チェック
      時計モードで０秒スイッチが押されていることを検出すると、秒表示を００秒にします。この処理は２０ミリ秒毎に行われるので、最大２０ミリ秒の誤差が生じますが、実質的には問題ないと思います。
      ０秒設定スイッチはラストルック監視をしています。スイッチＯＮを検出する前の状態がＯＦＦの場合だけ０秒設定処理を行います。スイッチが連続的に押されていても、最初の変化以降のＯＮ状態は０秒設定に影響ないようにしています。

    時刻設定要求チェック
      時計モードで時刻設定スイッチを２秒間連続して押されている場合、時刻設定処理にジャンプします。２秒の監視はカウンタにより監視しています。
      時刻設定処理を行う前に、変更桁を時１０位にし、秒を００秒にし、さらにRBポートの変化検出割り込みを可能にしています。RB変化検出はロータリーエンコーダからの入力を取り込むためです。RB7LLを１にしているのは時刻設定モードになるときに桁位置が変化しないようにするためです。

    １秒カウントチェック
      この処理は２０ミリ秒毎に起動されるので、カウンタを使って１秒を監視しています。１秒経つと時計更新処理に入ります。
上記のチェックで時刻設定モードでなく、１秒が経過した時に時計の更新が行われます。各桁は最大数から０になるときに桁上げが行われます。
今回の処理では少し凝ってAM11:59からPM12:00へ、PM11:59からAM0:00にしています。


時報制御
;*** Time signal check
    時計更新で時１位が更新される都度、時報のチェックをしています。
    今回の処理では以下の８種類を時報にしています。
    AM7:00AM9:00PM6:00PM8:00
    AM8:00AM10:00PM7:00PM9:00

この時刻になると時報信号としてRB1をＯＮにして時報回路を動作させます。RB1のＯＦＦは１秒後に行われます。１秒の更新時にはいつも時報信号をＯＦＦにしています。


時刻設定処理
;****** Time adjust mode Process (20msec interval) ******
    時刻設定処理は外部クロックにより２０ミリ秒毎に起動されます。
    時刻設定解除
      ０秒設定ＳＷを押すと時刻設定モードが解除されます。
      時刻設定解除処理では設定対象桁を２００ミリ秒周期で点滅させているので、表示が消えている可能性があります。ですから、表示エリアにデータを再設定しています。また、RBの変化割り込みをＯＦＦにしています。

    変更桁指定
      桁指定スイッチ(RB7)を押す都度、設定対象桁を移動しています。
      設定できる桁は時／分のみで、秒の設定はしていません。時刻設定の時は常に０秒になります。
      表示の点滅処理のために対象桁のデータをセーブしています。移動前の桁の表示が消えている場合には、表示を戻してから移動後の桁のデータをセーブしています。

    表示点滅
      設定対象桁を２００ミリ秒周期で点滅させています。消灯するためにはＬＥＤの全セグメントを消せば良いのですが、点灯するためには元のデータをセーブしておく必要があります。digit_saveはそのためのエリアです。


時刻変更処理
;**************** Digit change process ******************
    時刻データの変更はロータリエンコーダで行います。
    ロータリエンコーダには２つの出力(A,B)があり、それぞれのＯＮするタイミングが右回転の場合と、左回転の場合とで異なっています。
    今回の処理では状態管理データを使って、右回転、左回転の判断をしています。
    ここでＯＮは「１」、ＯＦＦは「０」です。
    状態０Ａ：ＯＮ、Ｂ：ＯＦＦを検出
    状態１Ａ：ＯＦＦ、Ｂ：ＯＮを検出
    状態２Ａ：ＯＮ、Ｂ：ＯＮを検出

    Ａ：ＯＦＦ、Ｂ：ＯＦＦの状態は管理していません。ＡとＢが両方ＯＮになる直前の状態が分かれば良いからです。

状態遷移図で表すと左図のようになります。

状態０でＡ＝ＯＮ、Ｂ＝ＯＮを検出すると、右回転で設定対象桁の数字を増加させます。状態１でＡ＝ＯＮ、Ｂ＝ＯＮを検出すると、左回転で数字を減少させます。
ロータリエンコーダの出力にはチャッタリング（ＯＮまたはＯＦＦになるときにＯＮ／ＯＦＦを繰り返す現象）が発生します。しかし、今回のような状態管理を行えば問題はありません。




チャッタリングを想定したときの信号変化と状態遷移の関係を左図に示します。