MPLAB Snapにつなぐマイコン書き込み基板の作成

2024年12月8日

PICマイコン (PIC12F1822) にプログラムを書き込むために、市販のデバッガMPLAB Snapとつないで使える、書き込み用の基板を作ってみました。MPLAB X IDEからプログラムをマイコンに書き込めます。

ひとつ前の記事では、MPLAB X IDEでアセンブラpic-asを使ってプログラムを開発する方法を説明しましたが、ここでは完成したプログラムをPICマイコンに書き込むための基板を作ったことについて、紹介します。

デバッガMPLAB Snapを使う

マイコンのプログラムは、ビルドするとHEXファイルとなりますが、実際にマイコンで実行するためには、HEXファイルに記録されているデータをマイコンのチップに内蔵された不揮発性メモリに書き込む必要があります。

マイコンにプログラムを書き込む装置を「プログラマ」と呼び、マイコンにプログラムを書き込むことを「プログラミング」と呼ぶことが多いです。

プログラマを一から作るのは難しいので、市販されているデバッガ「MPLAB Snap」を使います。MPLAB Snapは、ネット通販で3000円弱しました。最近は品不足で、値段が上がっている様子があります。

MPLAB Snapの箱

MPLAB Snapは、箱を開けると以下のような一枚の基板がむき出しで入っています。

MPLAB Snapの基板

micro USBの端子があり、パソコンとUSBで接続できます。ただし、USBケーブルは付属していないので、別途用意する必要があります。

PICマイコンとの接続は、PICマイコン書込用の基板を、MPLAB Snapのピンソケットにつなぐことで行います。

書き込み用の基板は、MPLAB Snapには付属していないので、自分で用意する必要があります。

なお、MPLAB Snapでは、PICマイコンにプログラムを書き込む「プログラミング」と、書き込んだプログラムを少しずつ実行しながらマイコンの状態をパソコン側で把握する「デバッグ」の両方ができる装置です。今回作った「地下鉄ブザー」では、デバッグに必要なピンを他の用途で使ってしまっているため、デバッグしながら実行することはできません。従って、マイコンにプログラムを書き込むための基板を、地下鉄ブザーの基板とは別に用意することにします。

マイコン書込用基板の設計

どのような回路の基板を作ればマイコンに書込ができるかは、MPLAB Snapのドキュメントに記載があります。

今回は、8ピンのPIC12F1822への書込を行うため、以下の回路図で書込用の基板を作成することにしました。

PIC12F1822書き込み用の基板の回路図

MPLAB Snapの8ピンコネクタを、PICマイコンのピンとつなぐ回路となっています。

RA1とRA0は、マイコンにプログラムを書き込むときのシリアル通信のインターフェースとして使えるようになっています。

MCLRピンは、書き込みを行っている間は、MPLAB SnapによりLowレベルとなります。MCLRピンをLowレベルとして書き込みを行う機能を、Low Voltage Programming (LVP)と呼びます。MPLAB Snapは、LVPに対応したマイコンのみ書き込み可能です。PIC12F1822はLVPに対応しているので、MPLAB Snapと上記の回路で書き込みが可能です。

MCLRピンは電源電圧で弱くプルアップし、不意にリセット状態にならないようにしています。

書込が行われるマイコンが消費する電流は、MPLAB Snapからは供給されません。基板側で、単3形電池2本を使い、約3Vを供給することにします。ちなみに、PIC12F1822はプログラムの実行は1.8Vの電源電圧で可能ですが、書込や消去を行う場合は、2.7V以上の電源電圧が必要となる場面があるため、ニッケル水素電池(2本で2.4V程度)ではなく、アルカリ乾電池(2本で3V程度)を使ったほうが無難です。