PICマイコンのお勉強用基板を作ってみる【PIC16F18857】

PICマイコン：PIC16F18857-I/SPを使った自分の勉強用の基板です。

何年か前に作った基板ですが、忘れない様に覚え書きとして記事にしておきます。

使用するPICマイコン

今回使用するPICマイコンはPIC16F18857-I/SPです。

PICマイコンでは新しいPIC16F1xxxxシリーズのDIP28パッケージ品で、秋月電子で購入できます。

PIC16F18857-I/SPについては、トラ技の付録冊子（2023年4月）で特集もされています。
詳細は参考文献を見てください。

回路図

回路図は下記になります。
一枚に部品が収まりきらなかったので、KiCADの階層シート機能を使ってみました。

一枚目は親階層のシートです。

2枚目は電源周りです。

USBからの5Vから、シリーズレギュレータを使って3.3Vにしています。

3枚目がメインのマイコンの回路図です。

自分のお勉強用にLED、タクトスイッチ、DIPスイッチ、VR、ロータリーエンコーダ、ブザーなど色々と載せてみました。

【注意】3色LED（D4）ですが、今回は下記の記事で使用しているフルカラーLEDを使用しています。
上記の回路図は極性を間違えているため、ご注意ください。

4枚目はI2C接続のLCDキャラクタディスプレイのみです。

部品リスト

使用する部品リストは下記になります。

種類	参照名	数量	数値・仕様	形状・フットプリント	備考	購入先(通販コード)
抵抗	R1, R2	2	220Ω	1608サイズ	例:RC0603J220R、 ±5%、1/10W、50V	秋月電子(R-13833)
	R14	1	120Ω	1608サイズ	例:RC0603J120R、 ±5%、1/10W、50V	秋月電子(R-06121)
	R15, R17, R22 R25, R27, R30 R32	7	100Ω	1608サイズ	例:RC0603J100R、 ±5%、1/10W、50V	秋月電子(R-06101)
	R3, R4, R5 R6, R7, R8 R9, R10, R11 R13, R16, R18 R19, R20, R21 R23, R24, R26 R28, R31	20	10kΩ	1608サイズ	例:RC0603J10K、 ±5％、1/10W、50V	秋月電子(R-06103)
	R12, R29	2	1kΩ	1608サイズ	例:RC0603J1K、 ±5%、1/10W、50V	秋月電子(R-14122)
コンデンサ	C1, C4	2	100uF、6.3V~	電解コンデンサ 直径：6.3mm ピッチ 2.50mm	例:100μF,35V,105℃, ルビコンZLH	秋月電子(P-02724)
	C5, C6	2	22pF、50V	1608サイズ	例:GRM1882C1H220JA01 村田	秋月電子(P-11626)
	C2, C3, C7 C10	4	0.1uF、6.3V～	1608サイズ	例:GRM188F11H104ZA01 村田	秋月電子(P-13374)
	C8, C9	2	1uF、6.3V～	1608サイズ	例:GRM188R71E105KA12 村田	秋月電子(P-14526)
ダイオード	D2, D5	2	GS1010FL	SOD-123FL	表面実装品、一般整流用	秋月電子(I-06014）
LED	D1, D3	2	OSHR1608C1A	1608サイズ	赤色 OptoSupply	秋月電子(I-03978)
RGB LED	D4	1	LED_RGB	5050-6	RGB LED, 6 pin package	秋月電子(I-06117）
リセッタブル ヒューズ	F1	1	MR-F050	0.5A、1Aで遮断 耐圧60V	Bourns	秋月電子(P-12628)
IC	IC1	1	PIC16F18857-I/SP	28-Pin SPDIP (300mil)	PIC16F1xxxxシリーズマイコン	秋月電子(I-11888）
	IC2	1	NJM2845DL1-05-TE1	TO-252-3	LDO 三端子レギュレータ 3.3V、800mA	秋月電子(I-11299）
USBコネクタ	J1	1	USB_B_Microコネクタ	基板実装	電源のみ	秋月電子(C-10398)
端子	J2, J3	2	Conn_01x02	ピンヘッダ1×02 ピッチ2.54mm	配線引き出し用	–
	J4, J6	2	Conn_01x14	ピンヘッダ1×14 ピッチ2.54mm	配線引き出し用	–
	J5	1	Conn_01x06	ピンヘッダ1×06 ピッチ2.54mm	Lアングルタイプ PICKIT接続用	秋月電子(C-05336)
LCDキャラクタ ディスプレイ	LCD1	1	AQM1602Y-NLW-BBW	–	16×2行、白色バックライト付 白文字、青背景	秋月電子(P-12485）
圧電スピーカー	LS1	1	PKM13EPYH4000-A0	直径13mm	30Vpp、70dB、村田	秋月電子(P-04118）
N-ch MOSFET	Q1, Q2 Q3, Q4	4	2N7002	SOT-23	60V 115mA	秋月電子(I-03919）
スイッチ	SW1,	1	トグルスイッチ	1x03_Pitch2.54mm	single pole double throw	秋月電子(P-02399）
	SW7,	1	DIPスイッチ	DIPx3_W7.62mm_Slide	KSD32	秋月電子(P-09992）
	SW8, SW2, SW3 SW4, SW5,	5	タクトスイッチ	基板取付	例：TS-0606-F-N-RED 色は好みで	秋月電子(P-03647）
ロータリー エンコーダ	SW6	1	EC12E2420801	アルプス電気 EC12シリーズ	クリック数24、パルス数24 A、B 2信号の位相差出力	秋月電子(P-06357）
ボリューム	VR1	1	10kΩ、Bカーブ	RK09Dシリーズ	センタークリック有り	秋月電子(P-14827）
クリスタル	Y1	1	8MHz	HC-49/S型パッケージ	例:HUSG-8.000-20 負荷容量：20pF	秋月電子(P-08667)
ICソケット	IC1用	1	28PinICソケット	300mil(3/10インチ) 7.6mm	板ばね式	秋月電子(P-00013)

お勉強用にスイッチなどを色々乗せていますが、実際は必要分のみでいいと思います。

KiCADで基板設計

今回もKiCADを使用して基板設計を行います。

基板の空きスペースに、ユニバーサル基板状にスルーホールを配置してみました。

表面の3Dビュー表示です。
基板のサイズは95mm×72mmにしてみました。
（秋月電子のユニバーサル基板 Bタイプと同じサイズです）

裏面の3Dビュー表示

部品レイアウト

表面側の部品配置図です。

裏面側の部品配置図です。

発注→完成した基板

Elecrowに発注して、完成した基板の写真です。

レジスト色は赤色にしてみました。
光りに充てると、かなり鮮やかです。

製作

部品実装後の写真です。
基板表面側

基板裏面側

チップ部品のパッドサイズについて、旧バージョンのKiCAD（5.1.2）の頃のデフォルトを使いましたが、手はんだするには幅が小さすぎました。

この後から、パッドサイズを修正するようにしました。

書き込み時に使用するPICkitが、LCDモニタを取り付けると干渉して挿せなくなったので、ケーブルで延長して接続しています。

作ってみて気が付きましたが、部品配置が良くなかったですね。

まとめ

秋月電子で売っているPICマイコン、PIC16F18857-I/SPのお勉強用の基板を作ってみました。

何年か前に作ったものですが、Arduinoなど市販のマイコンボードのお手軽さにかまけて、あまり使っていません。

マイコンのお勉強として下記の本も買っているので、これから勉強していきます。
忘れない様に覚え書きとして記事にしておきます。

参考文献

トランジスタ技術 2023年4月号 別冊付録でPIC16F18857の特集があります。

今回の基板を作るにあたってと、PICマイコンのお勉強のために購入した書籍2冊です。