/
Р л 1
МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ
м. ПУТЫРСКИЙ,
г. Минск
КОНТРОЛЛЕР P IC 1 6 F 8 4
Несколько лет назад в мире однокристальных микропро-
цессоров появилось новое семейство PIC (Peripheral Interface
Controller), созданное американской фирмой Microchip. От-
личительной особенностью этих контроллеров стало исполь-
зование так называемой Гарвардской архитектуры процес-
сора вместо традиционной одношинной Фон-Неймановской.
Гарвардская архитектура основывается на наборе регистров
с разделенными шинами и адресным пространством для ко-
манд и для данных. Это позволяет одновременно, за один
цикл, получать доступ как к памяти команд, так и к данным. К
примеру, у PIC1 бхх шина данных и память данных (ОЗУ) име-
ют ширину 8 бит, а программная шина и программная память
(ПЗУ) имеют ширину 14 бит. Часто в литературе архитектуру
микроконтроллеров PIC называют RISC-архитектурой. Это оз-
начает, что при использовании так называемой Гарвардской
архитектуры процессора для управления используется RISC-
набор команд, который под собой уже подразумевает такую
архитектуру процессора. С английского дословно RISC
(Reduced Instruction Set Computer) - это сокращенный набор
команд управления, основными чертами которого являются:
- одинаковая длинна команд;
- одинаковый формат команд - код команды регистр-при-
емник два регистра-источника;
- операндами команд могут быть только регистры;
- команды выполняют только простые действия;
- большое количество регистров общего назначения (мо-
гут быть использованы любой командой);
- конвейер(ы);
- выполнение команды не дольше, чем за один такт;
- простая адресация.
Гарвардская архитектура процессора, RISC-набор команд
- все это позволило добиться очень высокого быстродействия
и получить очень компактный код. Простая, но мощная сис-
тема команд разработана так, что битовые, байтовые и реги-
стровые операции работают с высокой скоростью и с пере-
крытием по времени выборок команд и циклов выполнения.
К примеру, у контроллеров семейства Р1С16Схх 14-битовая
ширина программной памяти обеспечивает выборку 14-би-
товой команды в один цикл. Двухступенчатый конвейер обес-
печивает одновременную выборку и исполнение команды,
благодаря чему все команды выполняются за един цикл, ис-
ключая команды переходов. Переходы, включая возврат из
подпрограммы, выполняется за два цикла.
Вот уже около 10 лет фирма является одним из лидеров
производства микроконтроллеров наряду с такими известны-
ми производителями, как Intel, Philips, Siemens, Mitsubishi,
Motorola, Zilog и др.
Начиная с 1997 г., Microchip вышла на второе место в мире
по числу продаваемых МК.
Все МК PICmicro имеют расположенную на кристалле ко-
довую память. Большинство из них снабжено дешевой одно-
кратно программируемой (ОТР) памятью. В сравнении с ма-
сочной это дает массу преимуществ: изделия на базе PICmicro
становятся “гибкими”, коды программ легко модифицируют-
ся под требования пользователя, экономически выгодным
оказывается выпуск изделий мелкими сериями, уменьшает-
ся время на разработку изделий. Политика фирмы заключа-
ется в приближении цены МК с OTP-памятью к ценам крис-
таллов с масочной. Выпускает Microchip и МК с масочной, а
также перепрограммируемой памятью с ультрафиолетовым
стиранием и с FLASH-памятью.
| _ !
2/2003
32
ч
J
МК PICmicro работают в очень широком диапазоне час-
то т - от 0 до 33 МГц - и имеют несколько режимов'бстроенно-
го тактового генератора, который позволяет работать на час-
тотах от 32 кГц до 33 МГц. Предусмотрены режимы внешнего
и внутреннего RC-пз^ерзгоров. В последнем случае выводы
МК, предназначенные для подключения внешних цепей гене-
ратора, освобождаются и могут выполнять альтернативные
функции.
МК не требуют традиционных внешних цепей для форми-
рования сигнала сброса: они вырабатывают его автоматичес-
ки при включении питания или при подаче внешнего сигнала
сброса.
Интервал питающих напряжений МК семейства PICmicro
очень широк: у некоторых модификаций - от 2 до 6 В. МК
характеризуются и очень низкими значениями тока потреб-
ления. Так, например, Р1С16С5х на частоте 32 кГц потребля-
ет всего 12 мкА, на частотах 4 и 20 МГц-соответственно 2 и
9 мА. В режиме пониженного энергопотребления ток умень-
шается до 0,25 мкА.
Семейство PICmicro подразделяется на четыре подсе-
мейства:
Р1С16С5х - базовое (Base-Line) с 12-битной архитектурой;
Р1С16Схх-среднее (Mid-Range) с 14-битной архитектурой;
Р1С?7Схх - старшее (High-End) с 16-битной архитектурой;
PIC12Схх - семейство с 12/14-битной архитектурой в вось-
мивыводных корпусах.
Наиболее популярным контроллером среди радиолюби-
телей является многократно перепрограммируемый контрол-
лер PIC16F84 в корпусе DIP-18. Цена такого контроллера, как
правило, не более 4-х долларов.
PIC16F84 относится к семейству КМОП микроконтролле-
ров. Отличается тем, что имеет внутреннее 1Кх14 бит
EEPROM для программ, 8-битовые данные и 64x8 бит
EEPROM памяти данных. При этом отличаются низкой сто-
имостью и высокой производительностью. Пользователи,
которые знакомы с семейством PIC16C5X, могут посмотреть
подробный список отличий нового контроллера от произво-
димых ранее. Все команды состоят из одного слова (14 бит
шириной) и исполняются за один цикл (1 мкс при 4 МГц), кро-
ме команд перехода, которые выполняются за два цикла (2
мкс). PIC16F84 имеет прерывание, срабатывающее от четы-
рех источников, и восьмиуровневый аппаратный стек. Пери-
ферия включает в себя 8-битный таймер/счетчик с 8-битным
программируемым предварительным делителем (фактичес-
ки 16-битный таймер) и 13 линий двунаправленного ввода/
вывода. Высокая нагрузочная способность (25 мА максималь-
ный входной ток, 20 мА максимальный выходной ток) линий
ввода/вывода упрощают внешние драйверы и, тем самым,
уменьшается общая стоимость системы. Разработки на базе
контроллеров PIC16F84 поддерживаются ассемблером, про-
граммным симулятором, внутрисхемным эмулятором (толь-
ко фирмы Microchip) и программатором.
Серия PIC16F84 подходит для широкого спектра прило-
жений от схем высокоскоростного управления автомобиль-
ными и электрическими двигателями до экономичных удален-
ных приемопередатчиков, показывающих приборов и связ-
ных процессоров. Наличие ПЗУ позволяет подстраивать па-
раметры в прикладных программах (коды передатчика, ско-
рости двигателя, частоты приемника и т.д.).
Малые размеры корпусов, как для обычного, так и для
поверхностного монтажа, делают эту серию микроконтрол-
предыдущая страница 32 Радиолюбитель 2003-02 читать онлайн следующая страница 34 Радиолюбитель 2003-02 читать онлайн Домой Выключить/включить текст