PIC講習/条件分岐

概要

本章では、条件に応じて実行する命令列を変える方法を解説します。

重要語

スキップ

次の命令を実行せず飛ばすこと

必要語

サイクル

命令実行の最小時間単位

条件分岐

条件分岐Conditional Branchとは、条件に応じて異なる命令列を選択することです。
これによって、コンピュータは数値を速く計算するだけの機械から大きく進歩しました。

スキップ

PICマイコンにおけるスキップSkipとは、機能的には、次の命令を実行せずに飛ばすことです。
実際には、次の命令を、プログラムメモリの内容にかかわらず、NOP命令と解釈します。
これらの表現の間の差異は、スキップしたときの実行時間にあります。
実際には、NOP命令1つ分、すなわち1サイクルの時間を要します。

BCS/BSS命令

BCS命令は、BCF命令と同じ引数を持ちます。
ただし、指定したビットを0にするのではなく、0だった場合にスキップを行います。
BSS命令も同様に、1であればスキップを行います。
スキップが起こらなかった場合は次の命令を実行します。
また、どの場合でも、指定したビットの値は変更されません。

複数命令のスキップ

PICのスキップ系命令は、その次の1命令のみしか飛ばせません。
しかし、GOT命令などを組み合わせることで、複数の命令を飛ばすことができます。

入力による分岐

PORTA/PORTBの特定のビットを条件にすることで、スイッチなどによって操作できるようになります。
入出力関係のレジスタの設定を忘れないようにしてください。

スイッチ付きLチカ

このプログラムは、Lチカのプログラムに4行追加したものです。
スイッチを押している間のみ点滅するようにしました。
入力をプルダウンするのを忘れないでください。
スイッチ付きLチカ 
  COL.STR.3       #どのバンクからでもアクセス可
    COL.CF.0      #クリアフラグ
    COL.ZF.2      #ゼロフラグ
  COL.TRISA.$0C   #バンク1
  COL.TRISB.$0D   #バンク1
  COL.OSCCON.$19  #バンク1、オシレータ設定
  COL.LATA.$0C    #バンク2
  COL.LATB.$0D    #バンク2
  COL.ANSELA.$0C  #バンク3
  COL.ANSELB.$0D  #バンク3
  COL.WAITA_0.$20 #自由に使えるメモリは$20から
  COL.WAITB_0.$21
  COL.WAITB_1.$22{{定数定義}}
  
  COL.PWC.$8007 #コンフィギュレーションビット
  WCF.$03.%100  #内蔵オシレータ
  COL.PWC.0     #戻す{{コンフィギュレーションビット}}
  
  MBS.1         #バンク1に移動
  BSF.TRISA.0   #RA0に入力{{追加部分}}
  CLR.TRISB     #全ピン出力
  MOV.%01101000 #4MHzで内部発振
  MOV.OSCCON.F  #設定する
  MBS.3
  CLR.ANSELA    #アナログ入力は使わない{{追加部分}}
  MBS.0         #バンク0に戻る{{起動時設定}}
    
  COL.START     #ループ開始
    MOV.%00000001
    MBS.2       #バンク2
    BCS.LATA.0  #RA0がLowならスキップ{{追加部分}}
      XOR.LATB.F #RB0の出力を反転する
    MBS.0
    CAL.WAITA   #1秒待つ
    GOT.START   #戻る(無限にループする){{メインのループ}}

  COL.WAITA          #1秒待つサブルーチン
    MOV.100          #0.01秒を100回回す
    MOV.WAITA_0.F    #カウンタに代入
    COL.WAITA-LOOP   #ループ開始
      CAL.WAITB      #0.1秒待つ関数を呼ぶ
      DES.WAITA_0.F  #0ならスキップ
      GOT.WAITA-LOOP #戻る
    RET              #関数を抜ける{{サブルーチン}}

  COL.WAITB           #9998サイクルかかる
    MOV.38            #263サイクル*38回=9994サイクル
    MOV.WAITB_0.F     #上の命令、最後のRETと合わせて4サイクル
    COL.WAITB_L0      #1つめのループ(1周263サイクル)
      MOV.87          #3サイクル*87回=261サイクル
      MOV.WAITB_1.F   #上の命令と合わせて2サイクル
      COL.WAITB_L1    #2つめのループ(1周3サイクル)
        DES.WAITB_1.F #通常1、スキップ時2サイクル
        GOT.WAITB_L1  #戻る、2サイクル
        NOP           #スキップ時の誤差1サイクル
      DES.WAITB_0.F
      GOT.WAITB_L0    #戻る
    NOP               #誤差1サイクル
    RET               #関数を抜ける(2サイクル){{サブルーチン}}

練習問題

理解できたか確認するために、練習問題を解いてもらいます。
(1) 前項のプログラムを書き換え、スイッチを離している間のみ点滅するようにしてください。
(2) さらに、RB1ピンにもLEDを付け、交互に点滅するようにしてください。
(3) RA1ピンにもスイッチを付け、押すと休止状態に入るようにしてください。
抵抗を忘れずに付けるようにしましょう。
各問題のように動作するプログラムを書いて、試してみてください。
うまく動かなければ、間違いがないか確認してください。
どうしても動かなければ、以下の解答例を見てください。
なお、変更点の周囲のみ記載しています。
(1)解答
(1)解答例 
  COL.START     #ループ開始
    MOV.%00000001
    MBS.2       #バンク2
    BSF.LATA.0  #RA0が1ならスキップ{{変更部分}}
      XOR.LATB.F #RB0の出力を反転する
    MBS.0
    CAL.WAITA   #1秒待つ
    GOT.START   #戻る(無限にループする)
(2)解答
(2)解答例 
  COL.START     #ループ開始
    MOV.%00000011{{変更部分}}
    MBS.2       #バンク2
    BSF.LATA.0  #RA0が1ならスキップ
      XOR.LATB.F #RB0の出力を反転する
    MBS.0
    CAL.WAITA   #1秒待つ
    GOT.START   #戻る(無限にループする)
(3)解答
(3)解答例 
  MBS.1         #バンク1に移動
  MOV.%00000011 #RA0/RA1に入力
  MOV.TRISA.F{{追加/変更部分}}
  CLR.TRISB     #全ピン出力
  MOV.%01101000 #4MHzで内部発振
  MOV.OSCCON.F  #設定する
  MBS.3
  CLR.ANSELA    #アナログ入力は使わない
  MBS.0         #バンク0に戻る{{起動時設定}}
    
  COL.START     #ループ開始
    MOV.%00000001
    MBS.2       #バンク2
    BCS.LATA.0  #RA0がLowならスキップ
      XOR.LATB.F #RB0の出力を反転する
    MBS.0
    CAL.WAITA   #1秒待つ
    BSS.PORTA.1 #入力にはPORTAでもよい{{追加部分}}
      GOT.START   #戻る(無限にループする){{メインのループ}}

  SLP           #休止状態{{追加部分}}{{休止}}