Глава 6: мк семейства Microchip
Общие сведения
Разработаны в 96 году и позиционировались как МК для радиолюбительских схем. Сейчас выполняют 8-, 16-, 32-разрядные МК общего и специального назначения. 8-разрядные самые популярные, которые обрабатывают 8-разрядные данные. Данные МК дополнительно делятся в соответствии с разрядностью команд на 3 категории:
1)базовое семейство (формат команд 12 разрядов)
2)среднее (14)
3)верхнее (16)
В зависимости от семейства МК обладают разной скоростью обработки данных, различные возможности системы команд. Кроме этого верхнее семейство обладает большими встроенными модулями.
PIC12f675
PIC – МК семейства Microchip, 12 – маловыводной кристалл, F – тип используемой памяти программ (flash).
PIC14,16,17,18 среднее семейство. С,СL –однократно программируемые.
675 – тип используемой встроенной периферии.
Общий вид МК
Выводы: 1-питание, 2-7 – организация взаимодействия с внешней средой, могут выполнять несколько различных функций.
Выводы выполняют следующие функции:
GP0,1,2,4,5 – цифровые порты вв/выв. Используются для непосредственного вывода информации из микросхемы и обеспечивают ввод. Каждый из портов содержит дополнительный подтягивающий резистор и может организовывать прерывание по изменению уровня напряжения на нем.
GP3 – обладает функцией только ввода.
AN0,1,2,3 – 4 различных канала встроенного АЦП МК.
CIN+,CIN-,COUT – входы и выход встроенного аналогового компаратора соответственно.
T0CKI, T1CKI – тактовые входы встроенных таймеров, 0-го и 1-го соответственно, при работе их в режиме счетчиков.
INT – линия внешнего прерывания.
ICSPDAT, ICPPCLK, WPP – линии для внутрисхемного программирования МК: 1 – последовательные данные, 2 – сигнал синхронизации, 3 – напряжение программирования.
MCLR – линия организации внешнего сброса.
OSC1, OSC2 – линии подключения внешнего кварцевого или керамического резонатора для формирования тактовой сетки.
CLKIN, CLKOUT – вход и выход генератора задатчика тактовой системной частоты соответственно.
Vdd, Vss – напряжение питания и земли соответственно.
Характеристики данного МК:
--Высокоразрядная РИСК архитектура
--35 команд, выполняемые за 1 цикл (команды переходов выполняются за 2 цикла)
--максимальная тактовая частота 20МГц
--содержит 1024 14-разрядных слов памяти программ.
--64 8-разрядных слов регистровой памяти данных
--дополнительно обладает 128 байтами постоянной памяти данных
--обладает системой прерывания от 8-ми источников (1 вектор прерывания)
--16 аппаратных регистров специального назначения.
--8 уровневый аппаратный стек.
--прямая, косвенная и относительная адресация.
Обладает 6 портами вв/выв, аналоговым компаратором, 10-разрядное 4-х канальное АЦП с собственным источником опорного напряжения, 2 таймера (8-ми и 16-разряные).
Из дополнительных модулей содержит: собственный RC генератор, развитая система сброса, программируемая память программ и данных от считывании, режим пониженного энергопотребления, модуль внутрисхемного программирования памяти программ.
Питание микросхемы осуществляется от 2 до 5 В (для 20МГц).
Структура МК имеет вид:
Условно можно разделить на 3 части:
1)процессорное ядро. Содержит память программ, счетчик команд, регистры инструкций, стек, регистровую память данных RAM, мультиплексор выбора адресации операндов MUX1, регистр специального назначения FSR для формирования косвенной адресации, регистр признаков STATUS, мультиплексор выбора операнда АЛУ MUX2, арифметико-логическое устройство, аккумулятор W, система тактирования ТГ, управляющий автомат УА.
2)модуль периферии. Содержит порты вв/выв, таймеры TMR0,1, АЦП, компаратор, источник опорного напряжения, постоянная память данных EEPROM.
3)модуль специальных функций.
Структуру МК можно разделить на 3 уровня:
1.Ядро;
2.Переферийный модуль;
3.Модуль специального назначения.
--В структуру ядра входят следующие модули:
1.Основной тактовый генератор;
2.Логика сброса;
3.Центральный процессор;
4.Арифметико-логическое устройство;
5.Организация памяти;
6.Организация прерываний;
7.Система команд;
--Периферийные модули позволяют организовать интерфейс связи с внешней схемой, а так же позволяют выполнить отсчет времени и интервалов. Состоят из:
1.Таймер;
2.Модуль захвата;
3.Модуль сравнения;
4.Модуль широтно-импульсной модуляции;
5.Синхронный и последовательный порт;
6.Основной и ведущий порт;
7.Источник опорного напряжения;
8.Компараторы;
9.АЦП 8, 10 разрядные, интегрирующие;
10.ЦАП;
11.Драйвер ЖК-экранов;
12.Ведомый параллельный порт;
13. Универсальные порты ввода-вывода.
--Модули специального назначения предназначены для уменьшения стоимости системы, увеличения надежности и гибкости проектирования. Сюда входят:
-биты конфигурации;
-схемы сброса;
-сторожевые таймеры;
-режим энергосбережения;
-интегрированный тактовый генератор;
-модули внутрисхемного программирования.