C 言語による PIC プログラミング入門

PIC マイコンの C 言語によるプログラミングの基礎を分かりやすく解説。2 進数や 16 進数などのデータ表現や C 言語の基礎も掲載。USB 機能を持つ PIC18F2550 を使って解説。簡単な回路でパソコンと接続できる。
第 1 章 マイコンと PIC-USB マイコン
1.1 マイコンとは
1.2 PIC-USB マイコン
1.3 C 言語によるプログラムの開発
章末問題
第 2 章 データの表現
2.1 数体系
2.2 数値データ
2.3 論理演算
章末問題
第 3 章 C 言語の基礎
3.1 C 言語の概要
3.2 プログラムの基本構成
3.3 数値の表示と変数
3.4 演算子と関数
3.5 基本処理
章末問題
第 4 章 PIC-USB マイコンボード
4.1 PIC-USB マイコンボードの概要
4.2 PIC-USB マイコンボードの回路構成
4.3 PIC-USB マイコンボードを構成する部品
4.4 スルーホール
4.5 ファームウェア
章末問題
第 5 章 PIC-USB マイコン用プログラムの作成
5.1 プログラムの書式と記述例
5.2 基本操作
5.3 総合プログラム
章末問題
第 6 章 プログラム開発ツールの利用
6.1 開発に必要なソフトウェア
6.2 開発ツールのダウンロード方法
6.3 開発ツールのセットアップ
6.4 開発ツールの設定
6.5 開発ツールの使い方
6.6 シミュレータの使い方
章末問題 解答
付録
索引

PIC マイコンのプログラムを C 言語で書いてボードを動かすところまでを、データ表現と言語の基礎から順に学べる入門書が『C 言語による PIC プログラミング入門』です。著者は浅川 毅、版元は東京電機大学出版局で、2015 年 6 月に刊行されました。教材に使うのは USB 機能を持つ PIC18F2550 で、版元の紹介文は、簡単な回路でパソコンと接続できると説明しています。前書きは対象を「C 言語でマイコンプログラムを作成したい方」とし、「マイコンを初めて使う方」や「やってみたけど上手くいかなかった方」も使えるように、基礎知識から実例までを解説したと述べています。

全 6 章の構成、データ表現から PIC-USB マイコンのプログラム作成まで

第 1 章「マイコンと PIC-USB マイコン」はマイコンの基礎知識と C 言語によるプログラムの開発の概要、第 2 章「データの表現」は数体系、数値データ、論理演算を扱います。第 3 章「C 言語の基礎」は、前書きによれば初めて C 言語を使う人を意識した一般的な基礎の解説と演習です。第 4 章「PIC-USB マイコンボード」はボードの回路構成と部品、スルーホール、ファームウェアを取り上げ、前書きはパソコンだけでプログラムの開発から書き込みまでを行う手法をこの章で解説したとしています。前書きが本書のメインの部分と位置づけるのは第 5 章「PIC-USB マイコン用プログラムの作成」で、プログラムの書式と記述例、基本操作、総合プログラムの 3 節を、フローチャートとプログラム中のコメントで説明します。第 6 章「プログラム開発ツールの利用」は開発に必要なソフトウェアのダウンロード、セットアップ、設定、使い方とシミュレータの使い方です。

章末問題は第 1 章から第 5 章の後に置かれ、第 6 章の後に章末問題の解答、付録、索引が続きます。前書きは、どの章からも学習を始められるように章ごとに内容を完結させたと説明しています。版元のサイトからはソースファイルなどの関連ファイルをダウンロードできます。

パソコンで書いてマイコンへ書き込むクロス開発の流れ

マイコンのプログラム開発は、プログラムを動かす機械と書く機械が別になるのが普通です。パソコン上で C 言語 のソースを書き、マイコン向けの コンパイラー で機械語に変換し、できあがったデータをマイコンの内部のメモリへ書き込んでから電源を入れ直して動かします。この形をクロス開発と呼びます。マイコンでは入出力の端子や内部の設定を、レジスターと呼ばれる記憶場所のビットを 1 つずつ立てたり落としたりして操作します。PIC18F2550 は 8 ビットのマイコンで、USB の通信機能をチップの中に持っています。USB 経由で書き込みを受け付けるプログラムをあらかじめマイコンに入れておけば、専用の書き込み器を使わずにパソコンとケーブル 1 本でつなぐ構成が組めます。

シミュレータによるデバッグと、刊行時の開発環境

組込みのプログラムは画面に結果を出せない場面が多く、どこで期待と違う動きをしたのかを見つけにくい分野です。そこで、パソコン上でマイコンの動きを再現するシミュレータを使い、1 命令ずつ実行しながらレジスターや変数の値を確かめる デバッグ の方法がよく使われます。前書きは第 6 章について、MPLAB を使って一般的な C 言語を学ぶ方法と、デバッグ時に威力を発揮するシミュレーションの方法も解説したと述べています。第 6 章のダウンロードと設定の手順は 2015 年の刊行時点の開発ツールに基づいています。

前書きによれば、本書は同じ著者の『PIC アセンブラ入門』の C 言語版を意識し、ゼミでの 5 年間に渡るプログラミング入門講座を経て完成しました。マイコンを初めて使う人が、データ表現と C 言語の基礎、ボードの回路、プログラム作成、開発ツールの使い方を 1 冊で順に追える構成です。目次に Arduino や Raspberry Pi など PIC 以外のボードを扱う章はなく、題材は PIC18F2550 のボードに絞られています。