Pic kontrollerlari kam xarajatli, kam quvvatli, kam nazorat talab qiladigan ixcham tizimlar uchun mashhur bo'lib qolmoqda
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Urganch filiali kompyuter injiniring fakulteti 961-18-guruh talabasi Qazoqboyev Jaloliddinning Katta ma’lumotlar bilan ishlash(Big data) fanidan
MUSTAQIL ISHI
Mavzu: PIC microkontrolleri
2022-yil
PIC kontrollerlari kam xarajatli, kam quvvatli, kam nazorat talab qiladigan ixcham tizimlar uchun mashhur bo'lib qolmoqda. Ushbu kontrollerlar apparat mantig'ini yaxshi portlar orqali tashqi qurilmalar bilan o'zaro ta'sir qiluvchi moslashuvchan dasturiy ta'minot bilan almashtirishga imkon beradi..
Miniatyura PIC kontrollerlari ketma-ket ma'lumotlar interfeysi konvertorlarini yaratish, "qabul qilish - qayta ishlash - ma'lumotlarni uzatish" funktsiyalarini va avtomatik boshqaruv tizimlarining oddiy regulyatorlarini amalga oshirish uchun yaxshi..
Microchip ikkilik fayllarni PIC mikrokontrollerlariga dasturchilar orqali yozadigan bepul integratsiyalangan dasturlarni tahrirlash va disk raskadrovka muhiti bo'lgan MPLABni tarqatadi.
MPLAB va Matlab/Simulink ning o'zaro ta'siri Simulink muhitida PIC kontrollerlari uchun dasturlarni ishlab chiqish imkonini beradi - dinamik tizimlarning grafik simulyatsiyasi va tahlili. Ushbu maqolada PIC kontroller dasturlash vositalari: MPLAB, Matlab/Simulink va PIC-KIT3 dasturchisi quyidagi bo'limlarda muhokama qilinadi..
• Miniatyura PIC kontroller PIC12F629 xususiyatlari
• Integratsiyalashgan ishlab chiqish muhiti MPLAB IDE
• Matlab/Simulinkni MPLAB ga ulash
• PIC-KIT3 dasturchisini ulash
Miniatyurali PIC kontrollerning texnik xususiyatlari
PIC12xxx oilasi o'rnatilgan soat generatoriga ega miniatyura 8 pinli paketdagi kontrollerlarni o'z ichiga oladi. Tekshirgichlar RISC arxitekturasiga ega va ko'pgina protsessor ko'rsatmalarini bitta mashina siklida bajarilishini ta'minlaydi.
Misol tariqasida, quyida ko'p funksiyali portlar, kam quvvat iste'moli va keng quvvat manbai diapazoni bilan arzon narxlardagi ixcham 8-bitli PIC12F629 kontroller xususiyatlari keltirilgan.
• Arxitektura: RISC
• Ta'minot kuchlanishi VDD: 2,0V dan 5,5V gacha (<6,5V)
• Iste'mol:
- <1,0mA @ 5,5V, 4MHz
- 20 µA (tip) @ 32 kHz, 2.0V
— <1,0 mA (tip) SLEEP rejimida @ 2,0V
• Quvvat sarfi: 0,8 Vt
• Ko'p funksiyali kirish/chiqish kanallari: 6/5
• GPIO portlarining maksimal chiqish oqimi: 125mA
• Dasturlashtiriladigan ichki portlar orqali oqim: ≥50 (250) ≤400µA @ 5,0V
• Controller bit chuqurligi: 8
• Tashqi generatordan soat chastotasi: 20 MGts
Mashinaning aylanish vaqti: 200 ns
• Ichki RC osilatoridan soat chastotasi: 4 MGts ±1%
Mashinaning aylanish vaqti: 1µs
• FLASH dastur xotirasi: 1K
Oʻchirish/yozish davrlari soni: ≥1000
• RAM ma'lumotlar xotirasi: 64
• EEPROM ma'lumotlar xotirasi: 128
Oʻchirish/yozish davrlari soni: ≥10K (-40°C ≤TA≤ +125°C)
• Maxsus maqsadli apparat registrlari: 16
• Buyruqlar ro‘yxati: 35 ta ko‘rsatma, barcha buyruqlar bitta mashina siklida bajariladi,
2 tsiklda bajariladigan o'tish buyruqlaridan tashqari
• Uskunalar to'plami: 8 daraja
• Taymer/taymer TMR0: oldindan o'lchovli 8-bit
• Taymer/taymer TMR1: oldindan o'lchovli 16-bit
Qo'shimcha funktsiyalar:
• Yoqilganda asliga qaytarish (POR)
• Taymerni asl holatiga qaytarish (PWRT generatorini ishga tushirish taymeri (OST
• Past kuchlanishni tiklash (BOD)
• WDT Watchdog
• Multipleksli chiqish -MCLR
• Kirishlarda signal darajasini o'zgartirish uchun uzilish tizimi
• Har bir kirish uchun alohida dasturlashtiriladigan tortishish rezistorlari
• Dasturlashtiriladigan kirish himoyasi
• SLEEP past quvvat rejimi
• Soat generatorining ish rejimini tanlash
• Ikki pin yordamida ICSP in-circuit dasturlash
• To'rtta foydalanuvchi ID uyasi
E versiyasi uchun maksimal ish harorati (kengaytirilgan diapazon) -40 ° C dan + 125 ° C gacha;
Saqlash harorati -65 ° C dan + 150 ° C gacha.
CMOS kontroller texnologiyasi to'liq statik ish rejimini ta'minlaydi, bunda soat generatorining to'xtashi ichki tugunlarning mantiqiy holatini yo'qotishiga olib kelmaydi.
PIC12F629 mikrokontrolleri 6 bitli GPIO I/U portiga ega. GPIO portining bitta GP3 pinlari faqat kirish sifatida ishlaydi, qolgan pinlar bo'lishi mumkin.
ham kirish, ham chiqish sifatida ishlash uchun tuzilgan. Har bir GPIO pinida kirishlarda signal darajasini o'zgartirish uchun individual uzilishni yoqish biti va ichki tortishish qarshiligi uchun yoqish biti mavjud.
Integratsiyalashgan ishlab chiqish muhiti MPLAB IDE
MPLAB IDE - bu PIC mikrokontrollerlari uchun bepul integratsiyalashgan dasturiy ta'minot ishlab chiqish muhiti bo'lib, u dasturlarni yaratish, tahrirlash, disk raskadrovka qilish, tarjima qilish va bog'lash, dasturchilar orqali mikrokontrollerlarga mashina kodini yozish vositalarini o'z ichiga oladi.
PIC bu Garvard arxitekturasiga ega mikrokontrollerlar seriyasidir va Amerikaning Microchip Technology Inc kompaniyasi tomonidan ishlab chiqarilgan. PIC nomi inglizcha uchun qisqa. periferik interfeys boshqaruvchisi, bu "periferik interfeys boshqaruvchisi" degan ma'noni anglatadi. Bu nom dastlab PIC seriyali mikrokontrollerlar 16 bitli CP1600 mikroprotsessorlarining kiritish-chiqarish imkoniyatlarini kengaytirish uchun mo'ljallanganligi bilan izohlanadi [1].
PIC brendi ostida Microchip 8, 16 va 32 bitli mikrokontrollerlar va raqamli signal kontrollerlarini (DSC) ishlab chiqaradi, ularning o'ziga xos xususiyati turli oilalarning yaxshi uzluksizligi: dasturiy ta'minotning muvofiqligi (umumiy ishlab chiqish vositalari: bepul IDE MPLAB, umumiy kutubxonalar, eng mashhur ma'lumotlarni uzatish protokollarining umumiy to'plamlari), pinlar, atrof-muhit qurilmalari, ta'minot kuchlanishlari bo'yicha muvofiqligi. Assortiment xotira hajmi, pinlar soni, unumdorligi, ta'minot kuchlanish diapazonlari, ish harorati va boshqalar bilan farq qiluvchi har xil periferik o'zgarishlarga ega 500 dan ortiq turli kontrollerlarni o'z ichiga oladi.
Muayyan mahsulotda narx jihatidan maqbul bo'lgan mikrokontrollerdan foydalanishga imkon beradigan keng assortiment (shu jumladan qatorda bir martalik dasturlashtiriladigan mikrokontrollerlar mavjudligi), kam quvvat iste'moli, katta moslashuvchanlik va oilaning ko'p qirraliligi. elektronika ishlab chiqaruvchilari o'z mahsulotlari uchun asosiy oila sifatida PIC kontrollerlarini tanlash sabablari
16-bitli mikrokontrollerlar PIC24F va PIC24H
Asosiy xususiyatlar:
• generatorning 2 siklida buyruqni bajarish;
• Kafolatlangan uzilishlar javob vaqti - 5 ta buyruq sikli;
• 1 buyruq siklida xotiraga kirish (shu jumladan o‘qish-o‘zgartirish-yozish ko‘rsatmalari);
• apparat multiplikatori (1 sikl uchun);
• 32/16 va 16/16 sonli apparat ajratgich (17 ta buyruq sikli);
• kuchlanish diapazoni 1,8…3,6 V, bitta quvvat manbai;
sxemada va o'z-o'zini dasturlash;
• PLL bilan o'rnatilgan generator;
• kengaytirilgan tashqi qurilmalar (3 SPI gacha, 3 I2C gacha, 4 tagacha UART (IrDA, LINni qo'llab-quvvatlaydi), CAN (va kengaytirilgan ECAN), USB OTG);
• zaryad vaqtini o'lchash moduli (CTMU), asosiy ilovasi sig'imli sensorlarni boshqarish;
• umumiy maqsadli kiritish-chiqarish portining oqimi — 18 mA;
• portlar 5V qurilmaga chidamli;
• to'qqiztagacha 16-bitli umumiy maqsadli taymerlarni qo'llab-quvvatlash;
• sakkiztagacha suratga olish modullarini qo'llab-quvvatlash;
• bir nechta energiya tejash rejimlarini qo'llab-quvvatlash;
• konfiguratsiya qilinadigan bit chuqurligi bilan ikkitagacha ADC (32 kanal) ni qo'llab-quvvatlash;
• sakkiztagacha 16-bitli PWM taqqoslash / ishlab chiqarish modullarini qo'llab-quvvatlash;
• dasturiy ta'minot pinini belgilash (PPS);
• DMA xotirasiga bevosita kirish (PIC24H uchun);
• kengaytirilgan ko'rsatmalar to'plami;
• 16 ta umumiy maqsadli ortogonal registrlar;
• vektor ustuvor uzilishlar tizimi;
• va boshqa xususiyatlar (adreslash usullari, apparat davrlari).
16-bitli mikrokontrollerlar ikkita modifikatsiyada taqdim etilgan - PIC24F va PIC24H, ular flesh-dastur xotirasini ishlab chiqarish texnologiyasida farqlanadi. Bu ta'minot kuchlanish diapazonini aniqlaydi - PIC24F uchun - 2,0 ... 3,6 V, PIC24H uchun - 3,0 ... 3,6 V.
Birinchi oilaning kontrollerlari (PIC24F) arzonroq texnologiya (0,25 mikron) yordamida ishlab chiqariladi va maksimal yadro ishlashi (16 MIPS, 32 MGts) bilan ishlaydi. Ikkinchi oilaning (PIC24H) kontrollerlari tezroq ishlash imkonini beruvchi (40 MIPS, 80 MGts) murakkabroq texnologik texnologiya yordamida ishlab chiqariladi. Ikkala oilaning kontrollerlari elektron dasturlashni (ICSP) va o'z-o'zini dasturlashni (RTSP) qo'llab-quvvatlaydi.
dsPIC30F va dsPIC33F raqamli signalni qayta ishlash kontrollerlari
Microchip flesh-xotira va DSP ko'rsatmalariga ega 16 bitli mikrokontrollerlarning ikkita oilasini, dsPIC30F va dsPIC33Fni taklif etadi. Tezlik (dsPIC30F uchun 30 MIPS, dsPIC33FJ uchun 40 MIPS, dsPIC33EP uchun 70 MIPS) va samarali buyruq tizimi boshqaruvchilardan real vaqt rejimida foydalanishga imkon beradi. Xususiyatlari:
• kengaytirilgan buyruqlar tizimi, shu jumladan raqamli signalni qayta ishlashni (DSP) qo'llab-quvvatlash uchun maxsus buyruqlar;
• 24-bitli buyruqlar dsPIC30F da 4 ta va dsPIC33FJ(EP) da 2 ta takt siklida bajariladi, boʻlish koʻrsatmalaridan tashqari,
• registrdan registrga va jadvalga o'tish buyruqlari, ma'lumotlarni uzatish buyruqlari;
• dastur hisoblagich sig'imi (24 bit) dastur xotirasining 4 M so'zgacha (4 M*24 bit) adreslanishiga imkon beradi;
• DO va REPEAT sikllarini apparat ta'minoti, ularning bajarilishi dastur xotirasining qo'shimcha xarajatlarini va tugatish shartlarini tahlil qilish vaqtini talab qilmaydi. Shu bilan birga, bu tsikllar istalgan vaqtda uzilish hodisalari bilan uzilishi mumkin;
• 16 ta ishchi registrlar. Registrlar ma'lumotlarni, manzilni yoki manzil ofsetini saqlashi mumkin;
• ko'rsatmalarning ikkita sinfi: mikrokontroller ko'rsatmalari (MCU) va raqamli signalni qayta ishlash (DSP) ko'rsatmalari. Bu sinflarning ikkalasi ham boshqaruvchi arxitekturasiga teng ravishda kiritilgan va bitta yadro tomonidan qayta ishlanadi;
• adreslashning har xil turlari;
• Buyruqlar tizimi yuqori darajadagi C tilida dasturlashda maksimal samaradorlik uchun optimallashtirilgan.
Agar siz PIC24F haqida dsPIC30F ning kesilgan o'zgartirilgan versiyasi (DSP yadrosisiz, uch voltli quvvat manbai va qayta ishlangan quvur liniyasi bilan) haqida gapira olsangiz, PIC24H dsPIC33F ning qisqartirilgan versiyasidir. Garchi bu taqqoslash sababiy bog'liqlikni buzsa ham, texnik jihatdan to'g'ri. dsPIC33F yadrosi dsPIC30F yadrosiga butunlay o'xshaydi, bundan tashqari dsPIC33F da buyruq ikkita generator siklida bajariladi. Oilalar ko'rsatmalar to'plami, dasturlash modeli va manzillash usullari bo'yicha to'liq mos keladi, bu dsPIC30F uchun yozilgan kutubxonalar va dastur manba kodlaridan foydalanish imkonini beradi. dsPIC30F bilan solishtirganda qayta ko'rib chiqilgan soat tizimi alohida e'tiborga loyiqdir. dsPIC33F, PIC24H oilasi kabi, 4 MGts kvarts rezonatori yordamida 0,25 MGts qadamlarda 12,5 MGts dan 80 MGts gacha bo'lgan chastotalar tarmog'ini olish imkonini beruvchi fraksiyali multiplikator PLL (dasturiy ta'minot sozlanishi) ga ega. Bundan tashqari, dsPIC33F va PIC24H kontrollerlarida 7,3728 MGts va 32,768 kHz chastotalarda ikkita ichki yuqori barqaror RC osilatorlari mavjud. Alohida yadroli soat ajratuvchi (DOZE moduli) barcha yangi 16-bitli kontrollerlar oilalarida mavjud. Quvvat cheklangan ilovalarda iste'molni kamaytirish uchun zarur bo'lgan periferik modullarning takt chastotasidan qat'i nazar, yadroga beriladigan soat chastotasini kamaytirishga imkon beradi. Periferik qurilmalarning katta tanlovi.
Umumiy tashqi qurilmalar:
• taqvim va real vaqt soati RTCC;
• CRC ning apparat hisobi;
• kengaytirilgan tashqi qurilmalar (SPI, I2C, UART (IrDA, LINni qo'llab-quvvatlaydi), CAN (ECAN));
• 10 va 12 bitli ADC;
• solishtiruvchilar;
• 10 va 16 bitli DAC;
• xotiraga bevosita kirish (DMA);
• asosiy parallel port (PMP);
• dasturiy ta'minot pinini belgilash (PPS);
• ko'p darajali kodni himoya qilish tizimi (kod himoyasi).
Dvigatellar va energiya konvertorlarini boshqarish uchun mo'ljallangan tashqi qurilmalar:
• haydovchini boshqarish uchun ixtisoslashtirilgan PWM (motorni boshqarish PWM);
• to'rtburchak kodlovchi interfeysi.
Quvvat manbalarini almashtirish uchun tashqi qurilmalar (SMPS):
• yuqori aniqlikdagi ixtisoslashtirilgan PWM (SMPS PWM);
• ixtisoslashtirilgan ADC (SMPS ADC).
Audio tashqi qurilmalar:
• 12-bitli ADC;
• 16-bitli DAC;
• ixtisoslashtirilgan PWM (chiqish PWM solishtirish);
• DCI ma'lumotlarni kodlash interfeysi (I2S, AC97).
Grafik displeylarni boshqarish uchun mo'ljallangan tashqi qurilmalar:
• yetakchi parallel port PMP (QVGA);
• CTMU zaryad vaqtini o'lchash moduli (sensorli displeylar).
32-bitli mikrokontrollerlar
32-bitli mikrokontrollerlarning PIC32 oilasining o'ziga xos xususiyatlari:
• so'z uzunligi: 32 bit;
• yadro: MIPS32 M4K;
• yadro chastotasi: 120 MGts gacha (MX seriyasi uchun) va 200 MGts gacha (MZ seriyasi uchun) [manba 2339 kun ko'rsatilmagan];
• Generatorning 1 siklida ko'pchilik buyruqlarni bajarish;
• unumdorligi: 1,53 Dhrystone MIPS/MHz;
• I/U portlari asosiy chastota diapazoniga tegishli, shuning uchun, masalan, siz portlarni takt chastotasi bilan burishingiz mumkin;
• dastur tomonidan sozlanishi mumkin bo'lgan ajratgich yordamida asosiydan periferiya uchun qo'shimcha chastota diapazoni tashkil etiladi, shuning uchun energiya sarfini kamaytirish uchun periferiyaning taktli chastotasini kamaytirish mumkin;
• pinlar soni: 28, 44, 64 va 100;
• SRAM hajmi: 128 kB gacha;
• flesh-xotira hajmi: oldindan yuklangan kesh bilan 512 KB;
• pinlar va disk raskadrovka vositalarining Microchip’dan 16-bitli kontrollerlar bilan mosligi;
• asosiy yadrodan mustaqil tezlikni optimallashtirilgan quvur liniyasiga ega apparat multiplikator-bo'linuvchi;
• Ba'zi dasturlar kodining hajmini 40% ga qisqartirishi mumkin bo'lgan kengaytirilgan 16-bitli MIPS16e™ ko'rsatmalari to'plami;
• Asosiy yadrodan mustaqil USB kontroller.
32-bitli mikrokontrollerlarning PIC32 oilasi 16-bitli PIC24/dsPIC mikrokontrollerlari va raqamli signallarni qayta ishlash kontrollerlari bilan solishtirganda unumdorligi va chipdagi xotirani sezilarli darajada oshirdi. PIC32 kontrollerlari, shuningdek, turli xil aloqa interfeyslarini o'z ichiga olgan ko'p sonli periferik modullar bilan jihozlangan - PIC24 bilan bir xil va 16 bitli parallel port, masalan, tashqi xotira chiplari va TFT suyuq kristalli ko'rsatkichlariga xizmat ko'rsatish uchun ishlatilishi mumkin.
PIC32 oilasi MIPS32® yadrosi asosida qurilgan bo‘lib, kam quvvat sarfi, tez uzilishlar javobi, ishlab chiquvchi vositalarining funksionalligi va sinfda yetakchi 1,53 Dhrystone MIPS/MGts ishlashiga ega. Ushbu tezlikka samarali ko'rsatmalar to'plami, 5 bosqichli quvur liniyasi, akkumulyatsiya apparat multiplikatori va 32 bitli yadro registrlarining bir nechta (8 tagacha) to'plamlari tufayli erishiladi.
Dasturlash va disk raskadrovka vositalari
PIC oilasining mikrokontrolörlarini dasturlash uchun IC PROG, ICD-2, ICD-3, REAL ICE, Pickit, Pickit2, Pickit3, Pickit4 xususiy dasturchi-debuggers qo'llaniladi. Ushbu dasturchilar nafaqat dasturlash, balki kodni tuzatishga ham imkon beradi. Imkoniyatlar: bosqichma-bosqich o'tish, to'xtash nuqtalarini o'rnatish, RAM va dastur xotirasi tarkibini ko'rish, stek tarkibini ko'rish.
PIC-kontrollerlarning yaratilish tarixi.
RISC arxitekturasiga ega PIC kontrollerlar oilasining prototipi 1975 yilda General Instrument Microelectronics Inc boʻlimi tomonidan 16-bitli protsessorning kiritish/chiqarishini qoʻllab-quvvatlash uchun ishlab chiqilgan Periferik interfeys boshqaruvchisi (PIC) boʻldi. Tekshirish moslamasi ma'lumotlarni qayta ishlashga yuqori talablarga ega bo'lmaganligi sababli, undagi deyarli barcha buyruqlar bir mashina siklida bajariladigan cheklangan buyruqlar to'plamiga ega edi. Kontrollerning yana bir xususiyati - ma'lumotlar va buyruqlar uchun avtobuslar va xotira maydonlarini ajratishga asoslangan Garvard arxitekturasidan foydalanish.
Keyinchalik General Instrument filiali mustaqil kompaniyaga aylandi (Microchip Technology Ltd.), u 1980-yillarning oxirida P1C16C5x oilasining mikrokontrollerlarining birinchi modellarini ishlab chiqdi va ishlab chiqardi. Kontrollerlarni yanada rivojlantirish va takomillashtirish periferik qurilmalar tarkibini va buyruqlar to'plamini kengaytirish, texnologiyani takomillashtirish va ish faoliyatini yaxshilash yo'lidan bordi. O'tgan yillar davomida kompaniya bir nechta PIC oilalarini chiqardi, ularning har biri doimiy ravishda yangi modellar (versiyalar) bilan yangilanadi.
PIC kontrollerlarining umumiy ko'rinishi.
Microchip hozirda mikrokontrollerlarning beshta oilasini ishlab chiqaradi:
● PIC 16 C 5 X minimal qo'shimcha qurilmalar to'plamiga ega arzon kontrollerlarni o'z ichiga oladi:
● P I S12Sxxx o'rnatilgan soat generatori va 8 bitli ADC moduliga ega (ba'zi modellar uchun) miniatyura 8-pinli paketdagi MKni o'z ichiga oladi;
● R I S16x/7x/8x/9x MK ni ilg'or tashqi qurilmalar (taqqoslash/taqqoslash imkoniyatlariga ega taymer-hisoblagichlar, impuls kengligi modulyatorlari, analog komparatorlar, ADC, ketma-ket interfeys kontrollerlari) bilan birlashtiradi;
● R IC 17C4x/5xx kengaytirilgan buyruq tizimi va keng ko'lamli tashqi qurilmalarga ega yuqori unumdor MCU'larni o'z ichiga oladi. Ushbu oilaning mikrokontrolörlarida o'rnatilgan apparat ko'paytmasi 8 r 8 mavjud bo'lib, u bitta mashina siklida ko'paytirish operatsiyasini bajaradi;
● P I C18Cxxx - C-optimallashtirilgan RISC yadrosi va 10 MGts gacha bo'lgan ichki avtobus chastotasiga ega yangi oila.
Nazoratchilarning xususiyatlari.
Shuni ta'kidlash kerakki, nafaqat turli oilalarning mikrokontrollerlari turli xil apparat tarkibi va xususiyatlariga ega, balki bir oilaning modellari (versiyalari) ham mavjud. Biroq, ko'pchilik kontroller modellari uchun umumiy:
● RISC arxitekturasi (ikki bosqichli quvur liniyasi bilan), bu ko'pchilik protsessor ko'rsatmalarining bir mashina siklida bajarilishini ta'minlaydi;
● Ma'lumotlar va dastur xotirasiga bir vaqtning o'zida kirishni ta'minlaydigan Garvard arxitekturasi (alohida ma'lumotlar va dastur avtobuslari bilan);
● CMOS texnologiyasi quyidagilarni ta'minlaydi:
• to'liq statik ish rejimi, bunda soat generatorining to'xtashi ichki tugunlarning mantiqiy holatlarini yo'qotishiga olib kelmaydi;
• kuchlanishning keng diapazoni (2…6 V) va haroratlar (-40…+70 °S);
• kam quvvat sarfi;
● dasturlashtiriladigan oldindan o'lchovli taymer hisoblagichi, o'rnatilgan R C-generatorli qo'riqchi taymer, real vaqtda taymer hisoblagichi - TM R 0, holat registrining mavjudligi - STATUS ; bilvosita manzil registri - FSR va boshqalar.
● bevosita va bilvosita manzillash rejimlari; kam quvvat rejimi.
Misol tariqasida, jadvalda. 6.1.1 o'rtacha modellarning MC ko'rsatkichlarini ko'rsatadi.
Nazoratchilarning afzalliklari
PIC mikrokontrollerlarining afzalliklari quyidagilardan iborat:
● yuqori tezlikda real vaqtda ishlaydigan turli xil qurilmalarni (avtomobil va elektr motorlarini boshqarish tizimlari, video o'yinlar va boshqalar) amalga oshirish imkonini beradigan yuqori mahsuldorlik. Xususan, P I C16C5x ning 20 MGts taktli chastotada ishlashi 5 MIPS (Million Instruction Per Second - million ko'rsatmalar per soniya). Yuqori samaradorlikka quyidagilardan foydalanish orqali erishiladi:
PIC mikrokontrolleri birinchi marta Microchip Technologies tomonidan 1993 yilda taqdim etilgan. Dastlab, bu mikrokontrollerlar PDP (Programmed Data Processor) kompyuterlarining bir qismi sifatida ishlab chiqilgan va barcha periferik qurilmalar ushbu PIC mikrokontrolleri yordamida ushbu kompyuterga ulangan. Bu erdan PIC mikrokontrollerlari o'z nomini oldi - Periferik interfeys tekshiruvi (periferik interfeys boshqaruvchisi). Yaqinda Microchip ko'plab PIC seriyali chiplarni ishlab chiqdi, ular yorug'lik kabi deyarli har qanday kichik ilovalar uchun juda "ilg'or" qurilmalargacha ishlatilishi mumkin.
Bugungi dunyoda har bir mikrokontroller ma'lum bir arxitektura atrofida qurilgan, mikrokontrollerlar uchun bugungi kunda eng mashhur arxitektura turi Garvard arxitekturasidir. PIC mikrokontrollerlari esa ana shu arxitekturaga asoslangan, chunki ular klassik 8051 oilasiga mansubdir.Shuning uchun keling, ushbu arxitektura asoslarini ko'rib chiqamiz.
PIC16F877A mikrokontrolleri o'rnatilgan protsessor, kiritish-chiqarish portlari, xotiraning bir nechta turlari, analogdan raqamliga o'tkazgich (ADC), taymerlar / hisoblagichlar, uzilish tizimi, ketma-ket aloqa portlari, generator va CCP modulidan iborat. Bu uni ko'pgina o'rnatilgan loyihalarda foydalanishga yaroqli qiladi elektronika. PIC mikrokontroller arxitekturasining blok diagrammasi quyidagi rasmda ko'rsatilgan.
Markaziy protsessor (CPU)
PIC mikrokontrollerlaridagi markaziy protsessor arifmetik va mantiqiy operatsiyalarni va xotirani o'qish / yozish operatsiyalarini bajarish uchun mo'ljallangan. Shuningdek, u tasodifiy kirish xotirasi (RAM) va mikrokontrollerning boshqa periferik qurilmalari o'rtasida koordinator vazifasini bajaradi.
Markaziy ishlov berish bloki quyidagi asosiy qismlardan iborat:
• arifmetik va mantiqiy amallarni bajaruvchi arifmetik mantiq birligi (ALU);
• Xotira bloki (MU), ko'rsatmalar (buyruqlar) bajarilgandan keyin saqlaydi;
• boshqaruv bloki, markaziy protsessor va mikrokontrollerning boshqa periferik qurilmalari o'rtasida aloqa shinasi vazifasini bajaradi.
Tasodifiy kirish xotirasi (RAM) mikrokontroller tezligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadigan komponentlardan biridir. U registrlar to'plamidan iborat bo'lib, ularning har biri o'ziga xos funktsiyalarni bajaradi. Ushbu registrlarni ikkita asosiy xususiyatga ko'ra tasniflash mumkin:
umumiy maqsadli registrlar (General Purpose Register, GPR);
maxsus registrlar (Special Function Register, SFR).
Nomidan ko'rinib turibdiki, umumiy maqsadli registrlar (RON) qo'shish, ayirish va hokazo kabi asosiy funktsiyalarni bajaradi. PIC mikrokontrollerlarida bu operatsiyalar 8 bit bilan cheklangan. Umumiy registrlar yozish va o'qish uchun mavjud bo'lib, dasturda ko'zda tutilmagan bo'lsa, hech qanday maxsus funktsiyalarni bajara olmaydi.
Maxsus registrlar, o'z navbatida, murakkab maxsus funktsiyalarni bajarish uchun ishlatiladi va ular uchun 16 bitli operatsiyalar mavjud. Ushbu registrlarni o'qish mumkin, ammo ularga hech narsa yozib bo'lmaydi. Ushbu registrlar tomonidan maxsus funktsiyalarning bajarilishi mikrokontroller ishlab chiqaruvchisida dasturlashtirilgan.
Faqat o'qish xotirasi (ROM)
Faqat o'qiladigan xotira (ROM) bizning dasturimiz saqlanadigan joy. U dasturimizning maksimal hajmini belgilaydi, shuning uchun u dastur xotirasi deb ham ataladi. ROM faqat PIC mikrokontrollerini dasturlash paytida yozish uchun mavjud, dasturni bajarish paytida u faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira hisoblanadi.
Elektr bilan o'chiriladigan dasturlashtiriladigan faqat o'qish xotirasi (EEPROM, EEPROM)
EEPROM xotiraning yana bir turi bo'lib, u ko'pincha zamonaviy mikrokontrollerlarda uchraydi. Ushbu xotira dastur ishlayotgan vaqtda ma'lumotlarni saqlaydi. Ushbu ma'lumotni faqat elektr bilan o'chirish mumkin, ya'ni mikrokontroller o'chirilgan bo'lsa ham ma'lumotlar saqlanib qoladi.
Flash xotira
Flash xotira - bu dasturlash mumkin bo'lgan faqat o'qish xotirasining (PROM) yana bir turi bo'lib, unda biz dasturni ming marta yozishimiz, o'qishimiz va o'chirishimiz mumkin.
I/U portlari
PIC16F877A mikrokontrolleri beshta portga ega: A porti, B porti, C porti, D porti va E porti. Bu beshta portdan faqat A porti 16 bitli va PORT E 3 bitli. Qolgan 3 ta port 8 bitli.
Port ma'lumotlar pinlari TRIS registrining konfiguratsiyasiga qarab ma'lumotlarni kiritish va chiqarish uchun ishlatilishi mumkin. Kirish-chiqarish funktsiyalariga qo'shimcha ravishda, port pinlari maxsus funktsiyalarni bajarishi mumkin: PWM signalini ishlab chiqarish, uzilishlarni qayta ishlash, SPI aloqasi va boshqalar.
Shina
"Avtobus" atamasi kirish va chiqish qurilmalarini protsessor va RAMga ulaydigan simlar to'plamini anglatadi. Ma'lumotlar shinasi ma'lumotlarni yuborish yoki qabul qilish uchun ishlatiladi.
Manzil shinasi xotira manzilini tashqi qurilmalardan protsessorga o'tkazish uchun ishlatiladi. I/U pinlari tashqi atrof-muhit qurilmalarini ulash uchun ishlatiladi. UART va USART seriyali aloqa protokollari GSM, GPS, Bluetooth, infraqizil va boshqalar kabi qurilmalarni ulash uchun ishlatiladi.
Loyihalarimiz uchun PIC mikrokontrollerini tanlash
Microchip-dan PIC mikrokontrollerlari 4 ta katta oilaga bo'lingan. Har bir oilaning o'ziga xos tarkibiy qismlari va xususiyatlari mavjud.
1. Birinchi oila PIC10 (10FXXX) Low End deb ataladi.
2. Ikkinchi oila PIC12 (PIC12FXXX) Mid-Range deb ataladi.
3. Uchinchi oila - PIC16 (16FXXX).
4. To'rtinchi oila - PIC 17/18 (18FXXX).
Kelajakda biz veb-saytimizda PIC mikrokontrollerlari asosidagi ko'plab loyihalarni ko'rib chiqamiz, bu loyihalar uchun biz 16F oilasiga tegishli juda universal mikrokontrollerni tanlashga qaror qildik - bu PIC16F877A mikrokontrolleri. U SPI, I2C va UART kabi mashhur interfeyslar bilan ishlashga qodir.
Mikrokontrollerni tanlaganingizdan so'ng, birinchi qadam uning ma'lumotlar jadvalini o'rganishdir. Ushbu ma'lumotlar jadvalidan siz PIC16F877A mikrokontrolleri 3 ta taymerni o'z ichiga olganligini bilib olishingiz mumkin, ulardan ikkitasi 8-bitli, uchinchisi esa 16-bitli preskalerga ega. Ushbu taymerlardan hisoblagich sifatida ham foydalanish mumkin. Shuningdek, ma'lumotlar jadvalidan mikrokontroller CCP opsiyalarini (Capture Compare va PWM) qo'llab-quvvatlashini bilib olishingiz mumkin, bu unga PWM (impuls kengligi modulyatsiyasi) signallarini ishlab chiqarish va kirish signallarining chastotasini o'qish imkonini beradi. Tashqi qurilmalar bilan aloqa qilish uchun u SPI, I2C, PSP va USART interfeyslariga ega.
PIC16F877A mikrokontrolleri 8-kanalli 10-bitli ADC (analog-raqamli konvertor) ni o'z ichiga oladi, bu sizga analog qiymatlarni 10 bit ruxsati bilan raqamli qiymatlarga aylantirish imkonini beradi. Ushbu konvertatsiya mikrokontrollerning 8 ta pinida amalga oshirilishi mumkin. Shuningdek, mikrokontrollerda ikkita o'rnatilgan komparator mavjud bo'lib, ular kiruvchi kuchlanish qiymatlarini dasturiy ta'minotda o'qimasdan to'g'ridan-to'g'ri solishtirish imkonini beradi.
Mikrokontrollerning dastur xotirasi 100 000 tagacha qayta yozish sikllarini qo'llab-quvvatlaydi, bu esa uni 100 000 marta qayta dasturlash imkonini beradi. ICSP™ (In-Circuit Serial Programming™) ulagichi bizga PICKIT3 yordamida mikrokontrollerni dasturlash imkonini beradi. Dasturni ICD (In-Circuit Debug) ulagichi orqali tuzatish mumkin. Mikrokontroller shuningdek, agar kerak bo'lsa, dasturni qayta o'rnatishga imkon beradigan kuzatuv taymerini (WDT) o'z ichiga oladi.
Quyidagi rasmda PIC16F877A mikrokontrollerining pinouti ko'rsatilgan, bu erda siz mikrokontrollerning ma'lum pinlari bajaradigan barcha maxsus funktsiyalarni ko'rishingiz mumkin.
http://fayllar.org
|
