押し釦５個ゲーム

Ｎｏ．０９押し釦５個ゲーム

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全部ONでブザーが鳴る
今回は昔からあるゲームをPICで作ってみました。
オルタネイトの押し釦が５個あります。オルタネイトは押すたびにON/OFFが切り換わるスイッチのことで、見ためではONなのかOFFなのか分かりません。
５個のスイッチが全部ONになるとブザーが鳴るというおもちゃです。

このおもちゃをモーメンタリ（押しているときだけONする）スイッチで作りました。
ゲーム自身にLEDは必要ないのですがPICによるオルタネイト化がちゃんとできているか確認するために付けてあります。
ジャンパーピンを外すとLEDのON/OFF状態が分からなくなり、おもちゃになります。

PIC16F84Aを使っています。4MHzで設計しましたが手持ちが無かったので3．58MHzの水晶を使いました。

ソフトによる誤動作対策
いつもはポート直読みで入力していますが今回はまじめに作りました。
ノイズやチャタリングによる誤動作の対策について私の意見を書きます。

１．いつ入力するか
　どのタイミングでポートを読み込んでも一緒じゃないか・・・いいえ、ハード回路によっては出力直後はノイズが発生したり、電源低下が起きます。
なので、出力後しばらくしてから入力した方が安全です。
main()ルーチンを、
while(1){
　　input();　　// まとめて入力　　　（RAMに保存）
　　sub1();　　// 制御・処理本体１（RAMデータで計算）
　　sub2();　　// 制御・処理本体２（出力データをRAMに保持）
　　output();　// まとめて出力
　　timer();　　// 10mSecとか20mSec,時間をおく
}
以上のようにするとプログラムも見やすく、１秒間に100回ループしているとか計算もしやすくなります。
タイマーがあると無駄に思えますが、タイマー無しで作るとプログラムを変更するたびに動作が思わぬ方向に変わったりします。

２．入力フィルタ
　入力をサブルーチンでまとめるとノイズ・チャタリング防止ソフトが作りやすくなります。
　今回は方法３で作りました。

方法１： AND・OR
　入力をANDかORしながら何回か繰り返す方法。
　入力データが０方向か１方向どちらかに偏ってしまうので良くないです。

方法２：２回チェック
　入力を２回して同じデータならOKとする方法。
　比較的良い方法ですがバイト入力の場合、クロックのようにH/Lを繰り返すビットがあると残りのビットまで入力ができなくなってしまいます。

方法３：２回連続で更新
　１回だけ変化したデータには反応せず、入力値が２回同じならデータを更新する方法です。
通常、ノイズやチャタリングは一瞬ポートが反転し、10m秒・20m秒後には消えています。
そのような考えにしたがって作られたソフトです。昔読んだＺ８０のアセンブラの本に書いてありました。
コンデンサによる積分と一緒になります。
内容は実際のプログラムで確認してください。
（すみません、計算の説明がうまくできないです。真理値表を書くと解りやすいかも）
フィルタの段数を増やす（３回連続なら更新にする）と精度は上がりますが反応時間も長くなります。

XORについて
入力フィルタなどを考えるとき、ExOR(排他的論理和、XORとかEOR)を知らないと作れません。
なじみが無い方のために少し説明します。２つの使い方があります。

１．違い検出
　　ＡとＢが一緒なら　０、
　　ＡとＢが違ってたら１。

　　変化ビット = 前回の8ビット XOR 今回の8ビット；　になります。

２．出力反転
　　Ａが０なら、ＹはＢそのもの
　　Ａが１なら、ＹはＢの（1/0）反転

　　ＭＳＢだけ反転 = データ XOR ０x８０；　のように使います。

更新履歴
2009年 2月 8日：押し釦５個ゲームを公開。

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