Микроконтроллеры серии PIC16

Рассмотрим микроконтроллеры фирмы MICROCHIP cерии PIC интересные доступностью цены и простотой в освоении и применении.

Все микроконтроллеры серии PIC (Peripheral Interface Controller - периферийный контроллер интерфейса) построены по так называемой Гарвардской архитектуре, когда используются раздельные области памяти и шины для данных и для команд. Это позволяет одновременно, за один цикл, получать доступ, как к памяти команд, так и к данным. Кроме того, существует двухступенчатый конвейер, который обеспечивает одновременное исполнение команды и выборку следующей. Все команды, кроме команд перехода, выполняются за один машинный цикл. Переходы, включая возврат из подпрограмм, выполняются за два цикла.

Система команд высокосимметрична, то есть позволяет выполнять любую операцию над любым регистром с применением любого спосо­ба адресации. Такая система команд значительно упрощает процесс программирования, сокращает объем программы и увеличивает про­изводительность.

Память программ располагается на кристалле и снабжается битом защиты. Микроконтроллеры выпускаются в отладочном, однократно программируемом и масочном вариантах.

Отладочные кристаллы бывают как с электрически стираемой FLASH- памятью, так и с ультрафиолетовым стиранием. Наиболее удобны для отладки микроконтроллеры с FLASH-памятью, позволяющие быстро и многократно перепрограммировать контроллер, внося изменения в программу.

Однократно программируемые контроллеры дешевле отладочных и позволяют пользователю самому записать в них окончательную версию программы, что удобно при мелкосерийном производстве. Кроме того, некоторые однократно программируемые контроллеры дополнительно имеют EEPROM (электрически перепрограммируемое ПЗУ) памяти данных, что позволяет, даже после записи программы в кристалл, изменять константы программы, например, код доступа к сигнализации, частоты передатчика/приемника, частоту вращения двигателя и т. д. Таким образом, осуществляется индивидуальная настройка устройства. Такие контроллеры имеют в маркировке букву F, например PIC16F.

Масочно программируемые кристаллы имеют самую низкую стоимость и программируются при изготовлении крупных партий на заводе фирмы Microchip.

Некоторые микроконтроллеры обладают специальными функциями: встроенный драйвер ЖКИ, до 16-ти каналов АЦП, ШИМ, поддержка протоколов I²С™ и SPI™, контроль за напряжением питания и т. д.

Для написания и отладки программ удобно использовать фирменный пакет - интегрированную среду разработчика MPLAB-IDE, включающую в себя редактор, ассемблер и программный симулятор с возможностью пошаговой отладки. Также поддерживается фирменный программатор и внутрисхемный эмулятор. MPLAB-IDE распространяется бесплатно и может быть загружен с сайта производителя www.microchip.com или с сайта российского дистрибьютора www.microchip.ru.

Микроконтроллеры PIC16F8x могут программироваться непосредственно на плате устройства, что позволяет отлаживать программу либо записывать константы и калибровочные данные. Для программирования на плате необходимо максимум пять проводов: питание 5 В, напряжение программирования, последовательные данные, тактирующие импульсы. Микроконтроллер РIC16F имеют функциональную схему, приведенную на рис. 7.6, включающую: АЛУ, регистры , память, порты ввода- вывода, таймеры, АЦП, генератор и делители частоты.