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ＰＩＣの仕組み（ＰＩＣ１６Ｆ８４Ａ編）
更新日２００５．９．１０
ＰＩＣ(PIC16F84A)のピン配置とメモリ構造について説明します。
ＰＩＣを使った電子回路を作るため、およびプログラムを作るために最低限必要な情報です。
| ＰＩＣのピン配置と、各ピンの使い方
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| ・ | ＰＩＣのピン配置は以下のようになっています。
左は外観、右は同じ向きでのピン配置図です。上に半円の切りかきがありますが、これが目印になります。
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|  |  切りかきの左に小さな窪みがあり、ここが１番ピンです。後は反時計回りに連続した番号が振られ、最後は１８番ピンとなります。
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| 各ピンの意味と使い方は以下のようになります。
| ピン | 意味・使い方
| | Vss | 電源（ＧＮＤ）
| | Vdd | 電源（＋５Ｖ）
| | MCR | マスター・クリア（リセット），通常＋５Ｖに接続しておきます。
| | OSC1 | オシレータ，通常セラミック発振子などのレゾネータを接続します。
| | OSC2 | オシレータ，通常セラミック発振子などのレゾネータを接続します。
| | RA0 | 入出力ピンとして使用します。
各ピンは、最大２０ｍＡの電流が流せますので、ＬＥＤを直接接続する事が可能です。（抵抗を使って電流制限しますが。）
ただし、PORTA(RA0〜4)全体で50mA（引き込み電流の場合は80mA），PORTB(RB0〜7)全体で100mA（引き込み電流の場合は150mA）を超えてはいけません。
モーターのように大きな電流を必要とするものを制御する場合は、トランジスタで増幅して使用します。
ロジックＩＣは直接接続可能です。
ＲＡ４だけは特殊なピン（出力オープンドレイン）で、出力として使用する場合はプルアップが必要です。（使い方にもよりますが）
| | RA1
| | RA2
| | RA3
| | RA4
| | RB0
| | RB1
| | RB2
| | RB3
| | RB4
| | RB5
| | RB6
| | RB7
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| ＰＩＣのメモリ構造
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| ・ | ＰＩＣのメモリには以下の種類があります。
| プログラムメモリ | 作成したプログラムが格納されるメモリで、ＰＩＣライタで書き込みます。
フラッシュメモリですので、電源を切っても消えません。ＰＩＣライタで書き込むことで変更することができます。
メモリのサイズは１Ｋワードです。１ワードは１４ビットとなっています。ＰＩＣ１６Ｆ８４の命令は、全て１ワード（１４ビット）ですので、１０２４の命令を格納できます。
プログラムの先頭アドレスが０で、１ワード（１命令）毎にアドレスが＋１されます。
プログラムメモリの先頭の0000h（０番地）と0004h（４番地）は、それぞれリセットベクタ，割込みベクタと呼ばれ、次のように使用されます。
| ・リセットベクタ | ：電源投入時やＭＣＬＲピンによるリセット時に、ここの命令から実行される。
| | ・割込みベクタ | ：割込み発生時にここの命令から実行される
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| | データメモリ | データメモリは、プログラムから読み書き可能なメモリで最小単位は１バイト（８ビット）です。
プログラムメモリと異なり、電源を切ると内容は消えてしまします。
用途で、汎用ＲＡＭ（ＧＰＲ）と特殊レジスタ（ＳＦＲ）の２つにより構成されます。
さらに、厄介な事にバンクと呼ぶ単位で２つに分かれています。（バンク０とバンク１）
イメージ的に表すと以下のようになります。
データメモリにアクセスするには、バンク０か１を指定した後バンク内のアドレスでアクセスします。
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| | 00h〜0Bh | | 80h〜8Bh |
| | 0Ch〜4Fh | 8Ch〜CFh
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| | 汎用ＲＡＭ（ＧＰＲ） | 汎用ＲＡＭは、プログラムから自由に使用できるメモリです。プログラムで必要なデータ（ループカウンタとか計算の中間値など）を自由に格納できます。
大きさは、バンク０に６８バイト実装されています。バンク１には実装されていませんが、バンク１にアクセスするとバンク０の対応するメモリがアクセスされます。
| | 特殊レジスタ（ＳＦＲ） | 特殊レジスタは、用途が規定されています。入出力ピンを入力／出力どちらにするか指定したり、計算の結果が０ならセットされるフラグなどがあります。
以下の「ＰＩＣのレジスタ」で詳細を説明します。
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| この他にＥＥＰＲＯＭと言うメモリがありますが、ここでは省略します。（電源を切っても内容が消えない便利なメモリです。）
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| ＰＩＣのレジスタ （特殊レジスタ：ＳＦＲ）
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| ・ | ＰＩＣのレジスタは、データメモリのバンク０，１にＳＦＲとして存在します。
バンク０，１のＳＦＲの構成は以下のようになっています。
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| バンク０ | | バンク１
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| 00h | Ｉｎｄｉｒｅｃｔ
| | 01h | ＴＭＲ０
| | 02h | ＰＣＬ
| | 03h | ＳＴＡＴＵＳ
| | 04h | ＦＳＲ
| | 05h | ＰＯＲＴＡ
| | 06h | ＰＯＲＴＢ
| | 07h | −
| | 08h | ＥＥＤＡＴＡ
| | 09h | ＥＥＡＤＲ
| | 0Ah | ＰＣＬＡＴＨ
| | 0Bh | ＩＮＴＣＯＮ
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| 80h | Ｉｎｄｉｒｅｃｔ
| | 81h | ＯＰＴＩＯＮ
| | 82h | ＰＣＬ
| | 83h | ＳＴＡＴＵＳ
| | 84h | ＦＳＲ
| | 85h | ＴＲＩＳＡ
| | 86h | ＴＲＩＳＢ
| | 87h | −
| | 88h | ＥＥＣＯＮ１
| | 89h | ＥＥＣＯＮ２
| | 8Ah | ＰＣＬＡＴＨ
| | 8Bh | ＩＮＴＣＯＮ
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| | バンク０，バンク１のどちらを使用するかは、STATUSレジスタのRP0(ビット5)で切り分けます。
また、バンク０とバンク１に同じレジスタが存在するものがありますが、これはどちらのバンクからでも同じものがアクセスできる事を意味します。
良く使うレジスタはこのようになっています。
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| 【例】バンク１のＴＲＩＳＢをクリアする
| BSF | STATUS,RP0 | ; STATUSのRP0(ビット5)をセット（１に）する⇒バンク１に切り替え
| | CLRF | TRISB | ; TRISBをクリア(0)⇒PORTBは全ビット出力モード
| | BCF | STATUS,RP0 | ; STATUSのRP0をクリア（０に）する⇒バンク０に戻す
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必ず使うレジスタは、ＳＴＡＴＵＳ，ＰＯＲＴＡ／Ｂ，ＴＲＩＳＡ／Ｂレジスタです。
以下では、この５つのレジスタとＯＰＴＩＯＮレジスタ，ＩＮＴＣＯＮレジスタについて説明します。他のレジスタは必要に応じて説明します。
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| ＳＴＡＴＵＳレジスタ
| ＳＴＡＴＵＳレジスタは８ビットで構成され、各ビットは以下のようになっています。
| Bit7 | Bit6 | Bit5 | Bit4 | Bit3 | Bit2 | Bit1 | Bit0
| | IRP | RP1 | RP0 | ^TO | ^PD | Z | DC | C
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| IRP | PIC16F84では未使用
| | RP1 | PIC16F84では未使用
| | RP0 | バンク選択ビット
0=バンク０
1=バンク１
| | ^TO | タイムアウトビット
1=電源ON後，CLRWDT命令またはSLEEP命令実行後
0=WDTタイムアウト発生
| | ^PD | パワーダウンビット（SLEEP命令実行有無判定用）
1=電源ON後またはCLRWDT命令実行により１になる
0=SLEEP命令により０になる
| | Z | ゼロビット
1=計算結果またはロジック演算結果がゼロ
0=計算結果またはロジック演算結果がゼロでない
| | DC | デジットキャリービット
1=結果により下位４ビット目からキャリーが発生した
0=結果により下位４ビット目からキャリーが発生しなかった
| | C | キャリービット
1=結果により最上位ビットからキャリーが発生した
0=結果により最上位ビットからキャリーが発生しなかった
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| | ＰＯＲＴＡ，ＰＯＲＴＢレジスタ
| ＰＯＲＴＡ，ＰＯＲＴＢレジスタはそれぞれ８ビットで構成され、各ビットはＰＯＲＴＡのＲＡ０〜ＲＡ４ピンおよびＰＯＲＴＢのＲＢ０〜ＲＢ７ピンに対応しています。
入力モードであれば、レジスタのビットの状態をチェックすれば該当ピンの状態（オンかオフ）を知る事ができます。
出力モードであれば、レジスタのビットをオン／オフする事で該当ピンの出力を変更できます。
入力モードか出力モードかは、次に説明するＴＲＩＳＡ，ＴＲＩＳＢレジスタでポート毎（ビット毎）に設定します。
《PORTA》
| Bit7 | Bit6 | Bit5 | Bit4 | Bit3 | Bit2 | Bit1 | Bit0
| | - | - | - | RA4 | RA3 | RA2 | RA1 | RA0
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《PORTB》
| Bit7 | Bit6 | Bit5 | Bit4 | Bit3 | Bit2 | Bit1 | Bit0
| | RB7 | RB6 | RB5 | RB4 | RB3 | RB2 | RB1 | RB0
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| | ＴＲＩＳＡ，ＴＲＩＳＢレジスタ
| ＴＲＩＳＡ，ＴＲＩＳＢレジスタはそれぞれ８ビットで構成され、各ビットはＰＯＲＴＡのＲＡ０〜ＲＡ４ピンおよびＰＯＲＴＢのＲＢ０〜ＲＢ７ピンの入出力モードを設定します。
各ビットの状態とピンのモード（入出力）は以下のようになります。
0=出力
1=入力 （使わないポートは安全のために１をセットしておきましょう）
《TRISA》
| Bit7 | Bit6 | Bit5 | Bit4 | Bit3 | Bit2 | Bit1 | Bit0
| | - | - | - | TRISA4 | TRISA3 | TRISA2 | TRISA1 | TRISA0
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《TRISB》
| Bit7 | Bit6 | Bit5 | Bit4 | Bit3 | Bit2 | Bit1 | Bit0
| | TRISB7 | TRISB6 | TRISB5 | TRISB4 | TRISB3 | TRISB2 | TRISB1 | TRISB0
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| | ＯＰＴＩＯＮレジスタ
| ＯＰＴＩＯＮレジスタは８ビットで構成され、各ビットは以下のようになっています。
| Bit7 | Bit6 | Bit5 | Bit4 | Bit3 | Bit2 | Bit1 | Bit0
| | ^RBPU | INTEDG | T0CS | T0SE | PSA | PS2 | PS1 | PS0
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| ^RBPU | PORTBプルアップイネーブル
1=PORTBプルアップを使用しない
0=PORTBプルアップを使用する
| | INTEDG | 割込みエッジ選択ビット
1=RB0/INTピンの立ち上がりエッジによる割込み
0=RB0/INTピンの立ち下がりエッジによる割込み
| | T0CS | TMR0クロックソース選択ビット
1=RA4/T0CKIピンの入力
0=内部命令サイクルクロック
| | T0SE | TMR0ソースエッジ選択ビット
1=RA4/T0CKIピンの入力がHighからLowでインクリメント
0=RA4/T0CKIピンの入力がLowからHighでインクリメント
| | PSA | プリスケーラ割り当てビット
1=プリスケーラはWDTへ割り当て
0=プリスケーラはTMR0へ割り当て
| | PS2-PS0 | プリスケーラレート選択ビット
| PS2-PS0 | TMR0レート | WDTレート
| | 000 | 1:2 | 1:1
| | 001 | 1:4 | 1:2
| | 010 | 1:8 | 1:4
| | 011 | 1:16 | 1:8
| | 100 | 1:32 | 1:16
| | 101 | 1:64 | 1:32
| | 110 | 1:128 | 1:64
| | 111 | 1:256 | 1:128
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| | ＩＮＴＣＯＮレジスタ
| ＩＮＴＣＯＮレジスタは８ビットで構成され、割込み制御のために使用します。各ビットは以下のようになっています。
| Bit7 | Bit6 | Bit5 | Bit4 | Bit3 | Bit2 | Bit1 | Bit0
| | GIE | EEIE | T0IE | INTE | RBIE | T0IF | INTF | RBIF
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| GIE | グローバル割込みイネーブルビット
1=全てのマスクされていない割込み発生を許可する
0=全ての割込み発生を禁止する
| | EEIE | EEPROMライト完了割込みイネーブルビット
1=EEPROMライト完了割込み発生を許可する
0=EEPROMライト完了割込み発生を禁止する
| | T0IE | TMR0割込みイネーブルビット
1=TMR0割込みを許可する
0=TMR0割込みを禁止する
| | INTE | RB0/INT割込みイネーブルビット
1=RB0/INT割込みを許可する
0=RB0/INT割込みを禁止する
| | RBIE | RBポート変化割込みイネーブルビット
1=RBポート変化割込みを許可する
0=RBポート変化割込みを禁止する
| | T0IF | TMR0割込みフラグビット
1=TMR0割込みが発生した（ソフトウェアでクリア要）
0=TMR0割込みが発生していない
| | INTF | RB0/INT割込みフラグビット
1=RB0/INT割込みが発生した（ソフトウェアでクリア要）
0=RB0/INT割込みが発生していない
| | RBIF | RBポート変更割込みフラグビット
1=１つ以上のRB7:RB4ピンの状態が変化した（ソフトウェアでクリア要）
0=状態が変化したRB7:RB4ピンは無い
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