2. Pic микроконтроллеры

PIC – гарварлық архитектурасы бар және американдық Microchip Technology Inc. компаниясымен шығарылатын микроконтроллер сериясы. PIC атауы ағылшынның қысқартылған peripheral interface controller сөзі болып табылады, ол деген «интерфейсапериферии контроллері» білдіреді. Атауы алғашында PIC сериялы микроконтроллерлер СР1600 16 биттік микропроцессорлардың енгізу-шығару мүмкіндіктерін кеңейту үшін арналған болатын.

PIC атының мағынасы келесі түрдей болады: Peripheral - Interface Controller (интерфейстің периферийлі контроллері). Бұл программа жазуға болатын аз гибридті интегральды электронды құрылғы. Бұл программа автоматты түрде әрекет етеді, микроконтроллер шығарылуына (берілген порттар регистрінің шығарылулары) «нөл» немесе «бір» («төмен» немесе «жоғары» кернеу деңгейлері, мысалы 0,1 немесе 4,9 Вольт) сигналдарын береді.

Microchip фирма PIC маркасында 8-,16-,32- биттік микроконтроллерлер және цифрлы сигналды контроллерлер (DSC) шығарады, айырмашылықтары әр түрлі түрлерінің жақсы сыйымдылығы болып табылады.

PIC контроллерлері оны басқаруы бойынша жоғары талапты талап етпейтін, энергия құртуы төмен арзан компактты жүйені құру керек болған кезде танымал болып қалады. Бұл контроллерлер жақсы порттар арқылы сыртқы құрылғылармен өзара әрекет ететін иілгіш программалы құрамды аппаратты логикалық алмастыруға мүмкін береді.

Шағын PIC контроллерлері «қабылдау-өңдеу-мәліметтерді жіберу» функциясын жүзеге асыру және автоматты басқарулы қиын емес реттеуші жүйе үшін мәліметтерді тізбекті тарату интерфейстерді түрлендіруді құру үшін жақсы.

Microchip компаниясы MPLAB таратады – PIC микроконтроллерлерге программатор арқылы бинарлы файлдарды жазатын программаның тегін интегралды ортасын редакциялау және ретке келтіреді.

MPLAB және Matlab/Simulink өзара әрекеті Simulink ортасындағы PIC микроконтроллерлер үшін программалар шығаруға мүмкіндік береді. Бұл жұмыста PIC контроллерін программалау түрлері қарастырылады: MPLAB, Matlab/Simulink және келесі бөліктегі PIC-KIT3-дағы программаторлар.

- шағын PIC контроллерінің сипаттамасы PIC12F629

- MPLAB IDE өңдеуінің интегралды ортасы

- Matlab/Simulink-тің MPLAB-қа қосылуы

- PIC-KIT3 программаторының қосылуы

Шағын PIC контроллерінің сипаттамасы

РIС12ххх түрлері тактілік генератор орнатылған 8-шығысты шағын корпусте контроллерлер бар. Контроллерлердің RISC –архитектурасы бар және бір машиналы циклде процессордың көптеген командасын орындауға мүмкіндік береді.

Жанама адресация аргументке көрсеткіште аргумент емес, регистр-көрсеткіш орнатылған. Базалық сериясында, сонымен қатар РIС микроконтроллерлер тобында бұл регистр FSR (File Select Register — файл таңдау регистрі) деп аталады. Жанама адресациялы командалар аргументті талап етпейді, себебі ол ертерек FSR-ге жүктеледі.

Жанама адресациясыз микроконтроллер болу мүмкін емес.

Тактілік генератор

PIC микроконтроллер тобы үшін тактілік генератордың төрт түрін пайдалану мүмкін:

-XT кваpцтық pезонатоp; - HS жлғары жиіліктік кваpцтық pезонатоp; - LP микpо қолданушы кваpцтық pезонатоp; - RC RC тізбегі.

Тактілік генератордың пайдаланатын түрінің тапсырмасы микросұлбаларды программалау процессінде жүзеге асырылады. XT, HS және LP нұсқаларының тапсырмасы кезінде микросұлбаға кварцты немесе керамикалық резонатор немесе тактілік жиіліктің сыртқы қорек көзі қосылады, ал RC нұсқасының кезінде – резистор және конденсатор. Әрине, керамикалық, әсіресе, кварцты резонатор нақтырақ және тұрақты, бірақ уақытты санаудың жоғары нақтылығы керек болмаған кезде, RC генераторын пайдалану құрылғының бағасын және габаритін төмендету мүмкін.

Тастау сұлбасы

PIC микроконтроллерінің тобы қорек көзін қосу бойынша генераторды жіберу таймері бар ішкі тастау сұлбасын пайдаланады, ол көп жағдайда дәстүрлі резистор және конденсаторсыз өтуге мүмкіндік береді. Қуат көзіне MCLR кірісін қосу жеткілікті. Егер қорек көзін қосу кезінде импульсті бөгеуілдер немесе тастаулар болса, онда тізбекті резисторды 100-300 Ом пайдаланған жақсы. Егер қорек көзі шығуы өте жай болса (70 мсек жай болса), немесе сіз өте төмен тактілік жиілікте жұмыс істейсіз, онда резистор және конденсатордан тастаудың дәстүрлі сұлбасын пайдалану керек.

PIC микроконтроллері төрт базалық логикалық операцияларды орындай алады – ЕМЕС, ЖӘНЕ, НЕМЕСЕ немесе басқа НЕМЕСЕ.

Микроконтроллерлер тобы Гарвардтық архитектуралы болғандықтан, олардың әрқайсысының программа жадысы мен мәліметтер жадысы физикалық және логикалық түрде бөлінген. PICmicro микроконтроллердегі жады бір-біріне тәуелді емес екі блокқа бөлінген: программа жадысы және мәліметтер жадысы. Әр блок өзінің мәліметтер және адрес шинасы бар, бір машиналық цикл ішінде екі жады типіне біруақыттық рұқсат беруді ұйымдастыруға мүмкіндік береді.

Микроконтроллер 8К жадыны адрестеуге қабілетті 13 разрядты есептегіш программасы бар. Лақтырудан кейін есептегіш 0000һ –ға орнатылады, ал кез келген үзіліс 0004һ адресіне көшуді шақырады. Программа жадысын ұйымдастыру 2 суретте көрсетілген.

CALL және GOTO командалары тек 11 разрядты интервалды адрестеуге қабілетті екенін білген жөн. Бұл деген шамасы 2К болатын программа жадысының тек ішкі беттерінің өтуі мүмкін деген сөз. Барлық адрестенген кеңістікті адрестеу үшін программа жадысы PCLATH (4 және 3 биттер) регистріндегі бетті таңдау разрядттарын қайта қосу керек. Программадан немесе үзілістен қайтару кезінде стектен барлық 13 битті мәнді адрес шығарылады.

Микроконтроллер тереңдігі 8 деңгейлі 13-разрядты аппаратты стек бар. Стек ешқандай программа жадысына, ешқандай мәліметтер жадысына қатысы жоқ. Қолданушыға стектің көрсеткіші қол жетімсіз. Стекте CALL командасын орындау кезінде немесе үзіліс қоңырауы кезінде программалы есептегіш ішіндегісі сақталады. Стектен шығарылу RETURN, RETFIE командаларымен іске асырылады.