Аппаратные средства микроконтроллеров серии PIC

В этой лекции рассказывается об особенностях организации и параметрах популярных PIC-микроконтроллеров фирмы ’Microchip", а также более подробно о составе, структуре и возможностях аппаратных средств микроконтроллеров подгруппы PIC16F8X.

Основные особенности микроконтроллеров серии PIC

Состав и назначение семейств Р1С-контроллеров

Микроконтроллеры семейств PIC (Peripheral Interface Controller) шмпании Microchip объединяют все передовые технологии микроконтроллеров: электрически программируемые пользователем ППЗХ минимальное энергопотребление, высокую производительность, хэрошо развитую RISC-архитектуру, функциональную законченность и минимальные размеры. Широкая номенклатура изделий обеспечивает использование микроконтроллеров в устройствах, предназначенных для разнообразных сфер применения.

Первые микроконтроллеры компании Microchip Р1С16С5х появились в конце 1980-х годов и благодаря своей высокой производительности и низкой стоимости составили серьезную конкуренцию производившимся в то время 8-разрядным МК с CISC-архитектурой.

Высокая скорость выполнения команд в PIC -контроллерах достигается за счет использования двухшинной гарвардской архитектуры вместо традиционной одношинной фон-неймановской. Гарвардская архитектура основывается на наборе регистров с разделенными шинами и адресными пространствами для команд и данных. Все ресурсы микроконтроллера, такие как порты ввода/вывода, ячейки памяти и таймер, представляют собой физически реализованные аппаратные регистры .

Микроконтроллеры PIC содержат RISC-процессор с симметричной системой команд, позволяющей выполнять операции с любым регистром, используя произвольный метод адресации. Пользователь может сохранять результат операции в самом регистре -аккумуляторе или во втором регистре, используемом для операции.

В настоящее время компания Microchip выпускает пять основных семейств 8-разрядных RISC-микроконтроллеров, совместимых снизу вверх по программному коду:

  • • PIC12CXXX - семейство микроконтроллеров, выпускаемых в миниатюрном 8-выводном исполнении. Эти микроконтроллеры выпускаются как с 12-разрядной (33 команды), так и с 14- разрядной (35 команд) системой команд. Содержат встроенный тактовый генератор, таймер /счетчик, сторожевой таймер, схему управления прерываниями. В составе семейства есть микроконтроллеры со встроенным 8-разрядным четырехканальным АЦП. Способны работать при напряжении питания до 2,5 В;
  • • PIC16C5X - базовое семейство микроконтроллеров с 12- разрядными командами (33 команды), выпускаемое в 18-, 20- и 28-выводных корпусах. Представляют собой простые недорогие микроконтроллеры с минимальной периферией. Способность работать при малом напряжении питания (до 2 В) делает их удобными для применения в переносных конструкциях. В состав семейства входят микроконтроллеры подгруппы PIC16HV5XX, способные работать непосредственно от батареи в диапазоне питающих напряжений до 15 В;
  • • PIC16CXXX - семейство микроконтроллеров среднего уровня с 14-разрядными командами (35 команд). Наиболее многочисленное семейство, объединяющее микроконтроллеры с разнообразными периферийными устройствами, в число которых входят аналоговые компараторы, аналогово-цифровые преобразователи, контроллеры последовательных интерфейсов SPI, USART и I2C, таймеры-счетчики, модули захвата/сравнения, широтноимпульсные модуляторы, сторожевые таймеры, супервизорные схемы и так далее;
  • • PIC17CXXX - семейство высокопроизводительных микроконтроллеров с расширенной системой команд 16- разрядного формата (58 команд), работающие на частоте до 33 МГц, с объемом памяти программ до 16 Кслов. Кроме обширной периферии, 16-уровневого аппаратного стека и векторной системы прерываний, почти все микроконтроллеры этого семейства имеют встроенный аппаратный умножитель 8x8, выполняющий операцию умножения за один машинный цикл. Являются одними из самых быстродействующих в классе 8- разрядных микроконтроллеров;
  • • PIC18CXXX - семейство высокопроизводительных микроконтроллеров с расширенной системой команд 16- разрядного формата (75 команд) и встроенным 10-разрядным АЦП, работающие на частоте до 40 МГц. Содержат 31-уровневый аппаратный стек, встроенную память команд до 32 Кслов и способны адресовать до 4 Кбайт памяти данных и до 2 Мбайт внешней памяти программ. Расширенное RISC-ядро микроконтроллеров данного семейства оптимизировано под использование нового Си-компилятора.

Большинство PIC -контроллеров выпускаются с однократно программируемой памятью программ (ОТР), с возможностью внутрисхемного программирования или масочным ПЗУ Для целей отладки предлагаются более дорогие версии с ультрафиолетовым стиранием и Flash-памятью. Полный список выпускаемых модификаций PIC -контроллеров включает порядка пятисот наименований. Поэтому продукция компании перекрывает почти весь диапазон применений 8- разрядных микроконтроллеров.

Из программных средств отладки наиболее известны и доступны различные версии ассемблеров, а также интегрированная программная среда MPLAB. Российские производители программаторов и аппаратных отладочных средств также уцеляют внимание PIC - контроллерам. Выпускаются как специализированные программаторы, такие как PICPROG, программирующие почти весь спектр PIC - микроконтроллеров, так и универсальные: UNIPRO и СТЕРХ, поддерживающие наиболее известные версии PIC -контроллеров.

Наиболее распространенными семействами PIC -контроллеров являются PIC16CXXX и PIC17CXXX.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >