PIC

Rozšířená architektura MID-RANGE má jádra nových mikrokontrolérů rodin PIC12 a PIC16. Charakteristické rysy:

• šířka slova programové paměti: 14 bitů ;
• počet podporovaných strojových instrukcí: 35 hlavních a 14 doplňkových (optimalizováno pro kompilátor C , což umožňuje zmenšit velikost kódu o 40 %);
• zvýšená programová a datová paměť;
• hlubší a vylepšený zásobník hardwaru;
• dodatečné zdroje vypouštění;
• podpora periferních zařízení s modulem mTouch™ (používá se k vytváření dotykových uživatelských rozhraní);
• snížená doba vstupu přerušení ;
• výkon zvýšen na 8 MIPS .

8bitové mikrokontroléry PIC18

Charakteristické vlastnosti mikrokontrolérů rodiny PIC18F:

• šířka slova programové paměti: 16 bitů ;
• možnost připojení následujících periferií: 10bitové a 12bitové ADC , komparátory , PWM, zachycení / porovnání, ovladače , LCD , periferie s rozhraním USB , CAN , I²C , SPI , USART , Ethernet , TCP/IP , ZigBee , atd.;
• výkon: až 16  MIPS ;
• velikost programové paměti: až 128 kB ;
• počet kolíků: od 18 do 100;
• podpora technologie NanoWatt;
• přítomnost programovatelného generátoru;
• podporovaná napájecí napětí: 3,3 a 5 V ;
• kompatibilita (software, piny, periferie) s ostatními řadiči této rodiny a s 16bitovými řadiči jiných rodin.

16bitové řadiče

Microchip vyrábí dvě rodiny 16bitových mikrokontrolérů (MCU) a dvě rodiny 16bitových řadičů digitálního signálu (DSC), které poskytují vývojářům kompatibilní platformy s širokou škálou typů balíčků, periferií a rychlostí. Klíčové vlastnosti všech 16bitových rodin:

• šířka slova programové paměti: 24 bitů ;
• kompatibilita pinů;
• jednotný systém velení;
• běžné C kompilátory a vývojové nástroje;
• počet kolíků: od 18 do 100;
• Velikost flash paměti: od 6 do 536 KB .

16bitové mikrokontroléry PIC24F a PIC24H

Klíčové vlastnosti:

• provedení příkazu ve 2 cyklech generátoru;
• garantovaná doba odezvy přerušení - 5 příkazových cyklů;
• přístup do paměti (včetně instrukcí čtení-úpravy-zápisu) v 1 instrukčním cyklu;
• hardwarový násobič (pro 1 cyklus);
• hardwarový dělič 32/16 a 16/16 čísel (17 příkazových cyklů);
• rozsah napájecího napětí 1,8 ... 3,6 V , jeden zdroj;
• v okruhu a samoprogramování;
• vestavěný generátor s PLL;
• rozšířené periferie (až 3 SPI, až 3 I2C, až 4 UART (podporující IrDA, LIN), CAN (a rozšířený ECAN), USB OTG);
• modul pro měření doby nabíjení (CTMU), hlavní aplikací je řízení kapacitních senzorů;
• univerzální vstupní/výstupní proud - 18 mA ;
• porty jsou 5V zařízení tolerantní ;
• podpora až devíti 16bitových univerzálních časovačů;
• podpora až osmi snímacích modulů;
• podpora několika režimů úspory energie;
• podpora až dvou ADC (32 kanálů) s konfigurovatelnou bitovou hloubkou;
• podpora až osmi 16bitových modulů pro porovnání/generování PWM;
• softwarové přiřazení pinů (PPS);
• přímý přístup k paměti DMA (pro PIC24H);
• rozšířený soubor instrukcí;
• 16 univerzálních ortogonálních registrů;
• vektorový prioritní systém přerušení;
• a další funkce (způsoby adresování, hardwarové cykly).

16bitové mikrokontroléry jsou prezentovány ve dvou modifikacích - PIC24F a PIC24H, které se liší technologií výroby paměti flash programu. To určuje rozsah napájecího napětí - pro PIC24F - 2,0 ... 3,6 V , pro PIC24H - 3,0 ... 3,6 V.

Kontroléry první rodiny (PIC24F) jsou vyráběny levnější technologií ( 0,25 mikronu ) a pracují na maximální výkon jádra ( 16 MIPS , 32 MHz ). Regulátory druhé rodiny (PIC24H) jsou vyráběny složitější procesní technologií, která umožňuje dosahovat vyšších rychlostí ( 40 MIPS , 80 MHz ). Obě rodiny regulátorů podporují programování v obvodu (ICSP) a samoprogramování (RTSP).

dsPIC30F a dsPIC33F řadiče digitálního zpracování signálu

Microchip nabízí dvě rodiny 16bitových mikrokontrolérů s pamětí flash a instrukcemi DSP, dsPIC30F a dsPIC33F. Rychlost ( 30 MIPS pro dsPIC30F, 40 MIPS pro dsPIC33FJ, 70 MIPS pro dsPIC33EP) a efektivní příkazový systém umožňují použití ovladačů v systémech v reálném čase. Zvláštnosti:

• rozšířený systém příkazů, včetně specifických příkazů pro podporu digitálního zpracování signálu (DSP) ;
• 24bitové instrukce se provádějí ve 4 hodinových cyklech pro dsPIC30F a 2 pro dsPIC33FJ(EP), kromě instrukcí dělení, instrukcí skoku, instrukcí pro přenos z registru do registru a instrukcí tabulky;
• kapacita programového čítače ( 24 bitů ) umožňuje adresovat až 4 M slov programové paměti ( 4 M * 24 bitů );
• hardwarová podpora smyček jako DO a REPEAT, jejichž provedení nevyžaduje dodatečné náklady na paměť programu a čas na analýzu podmínek ukončení. Tyto cykly lze zároveň kdykoli přerušit událostmi přerušení;
• 16 pracovních registrů. Registry mohou ukládat data, adresu nebo posun adresy;
• dvě třídy instrukcí: instrukce mikrokontroléru (MCU) a instrukce digitálního zpracování signálu (DSP). Obě tyto třídy jsou stejně zabudovány do architektury řadiče a jsou zpracovávány jedním jádrem;
• různé typy adresování;
• příkazový systém byl optimalizován pro maximální efektivitu při programování v jazyce C na vysoké úrovni.

Pokud lze mluvit o PIC24F jako o zkrácené modifikované verzi dsPIC30F (bez jádra DSP, s třívoltovým napájením a předělaným potrubím), pak je PIC24H zkrácenou verzí dsPIC33F. I když toto srovnání porušuje kauzalitu, je technicky správné. Jádro dsPIC33F je zcela podobné jádru dsPIC30F, kromě toho, že v dsPIC33F je instrukce vykonávána ve dvou cyklech generátoru. Rodiny jsou plně kompatibilní, pokud jde o sadu instrukcí, programovací model a metody adresování, což umožňuje použití knihoven a zdrojových kódů programů napsaných pro dsPIC30F. Za zmínku stojí zejména přepracovaný systém taktování ve srovnání s dsPIC30F. dsPIC33F, stejně jako rodina PIC24H, má frakční multiplikátor PLL (softwarově konfigurovatelný), který vám umožňuje získat frekvenční mřížku od 12,5 MHz do 80 MHz v krocích 0,25 MHz pomocí 4 MHz krystalového oscilátoru . Kromě toho mají ovladače dsPIC33F a PIC24H dva interní vysoce stabilní RC oscilátory na 7,3728 MHz a 32,768 kHz . Samostatný dělič taktu jádra (modul DOZE) je přítomen ve všech nových 16bitových rodinách řadičů. Umožňuje snížit taktovací frekvenci dodávanou do jádra bez ohledu na taktovací frekvenci periferních modulů, což je nutné pro snížení spotřeby v aplikacích s omezeným výkonem. Velký výběr periferií.

Obecná periferní zařízení:

• kalendář a hodiny reálného času RTCC;
• hardwarový výpočet CRC;
• rozšířené periferie (SPI, I2C, UART (podporující IrDA, LIN), CAN (ECAN));
• 10- a 12bitové ADC ;
• komparátory ;
• 10- a 16bitové DAC ;
• přímý přístup do paměti (DMA) ;
• hlavní paralelní port (PMP);
• softwarové přiřazení pinů (PPS);
• víceúrovňový systém ochrany kódu (code guard).

Periferní zařízení určená k ovládání motorů a měničů energie:

• specializované PWM pro řízení pohonu (řízení motoru PWM);
• rozhraní kvadraturního kodéru.

Periferie pro spínané zdroje (SMPS):

• specializované PWM s vysokým rozlišením (SMPS PWM);
• specializované ADC (SMPS ADC).

Audio periferie:

• 12bitový ADC;
• 16bitový DAC;
• specializované PWM (výstupní srovnání PWM);
• Rozhraní pro kódování dat DCI (I2S, AC97 ).

Periferní zařízení určená k ovládání grafických displejů:

• hostitelský paralelní port PMP (QVGA);
• modul měření doby nabíjení CTMU (dotykové displeje).

32bitové mikrokontroléry

Charakteristické vlastnosti rodiny 32bitových mikrokontrolérů PIC32:

• bitová hloubka: 32 bitů ;
• jádro: MIPS32 M4K ;
• taktovací frekvence jádra: až 120 MHz (pro řadu MX) a až 200 MHz (pro řadu MZ) ;
• provedení většiny příkazů v 1 cyklu generátoru;
• výkon: 1,53 Dhrystone MIPS/MHz;
• I/O porty patří do hlavního frekvenčního rozsahu, takže například můžete porty vytáhnout s taktovací frekvencí;
• přídavný frekvenční rozsah je organizován pro periferii od hlavní pomocí softwarově konfigurovatelného děliče, takže taktovací frekvenci periferie lze snížit za účelem snížení spotřeby energie;
• počet pinů: 28, 44, 64 a 100;
• Velikost SRAM: až 128 kB ;
• velikost paměti flash: 512 KB s mezipamětí předběžného načtení;
• kompatibilita pinů a ladění s 16bitovými řadiči Microchip;
• hardwarový multiplikátor-dělič s potrubím optimalizovaným na rychlost nezávislým na hlavním jádru;
• Vylepšená 16bitová instrukční sada MIPS16e™, která může snížit velikost kódu některých programů až o 40 %;
• USB řadič nezávislý na hlavním jádru.

Rodina 32bitových mikrokontrolérů PIC32 se může pochlubit výrazně zvýšeným výkonem a pamětí na čipu ve srovnání s 16bitovými mikrokontroléry PIC24/dsPIC a řadiči digitálního zpracování signálu. Řadiče PIC32 jsou také vybaveny velkým množstvím periferních modulů, včetně různých komunikačních rozhraní - stejně jako PIC24, a 16bitovým paralelním portem, který lze využít například pro obsluhu externích paměťových čipů a TFT indikátorů z tekutých krystalů.

Řada PIC32 je postavena na jádře MIPS32®, vyznačuje se nízkou spotřebou energie, rychlou odezvou na přerušení, funkčností vývojářských nástrojů a špičkovým výkonem 1,53 Dhrystone MIPS/MHz. Této rychlosti je dosaženo díky efektivní sadě instrukcí, 5-stupňovému potrubí, akumulačnímu hardwarovému multiplikátoru a několika (až 8) sadám 32bitových registrů jádra.

Nástroje pro programování a ladění

Pro programování mikrokontrolérů rodiny PIC se používají proprietární programátory- debuggery IC PROG, ICD-2, ICD-3, REAL ICE, Pickit, PicKit2, Pickit3, Pickit4. Tyto programátory umožňují nejen programování, ale i ladění kódu. Schopnosti: procházení, nastavení bodů přerušení, prohlížení obsahu paměti RAM a programu, prohlížení obsahu zásobníku.

Kromě těch, které vyrábí Microchip, existuje velké množství programátorů a debuggerů vyrobených ruskými a zahraničními vývojáři třetích stran [3] [4] [5] .

Viz také

• AVR
• Intel 8051
• PAŽE
• MSP430

Poznámky

1. ↑ Skvělé mikroprocesory minulosti a současnosti (V 13.4.0) Archivováno 27. února 2009 na Wayback Machine
2. ↑ Moderní mikrokontroléry: Architektura, konstrukční nástroje, příklady aplikací, internetové zdroje / Telesystémy . Ed. Korshuna I.V.; kompilace, přel. z angličtiny. a literární zpracování Gorbunov B.B. - M. : "Akim", 1998. - S. 151. - 272 s. — 15 000 výtisků.  — ISBN 5-85399-045-4 . (Ruština)
3. ↑ Programátoři. Stručná recenze . Získáno 4. října 2020. Archivováno z originálu dne 10. října 2020. (neurčitý)
4. ↑ Videorecenze programátorů . Získáno 4. října 2020. Archivováno z originálu dne 8. října 2020. (neurčitý)
5. ↑ Top 10 nejlepších programátorů a debuggerů z Aliexpressu . Získáno 4. října 2020. Archivováno z originálu dne 9. října 2020. (neurčitý)

Odkazy

• Oficiální web microchip.com Archivováno 2. března 2021 na Wayback Machine 
• Fórum produktu Microchip
• PIC24.ru  Ruské stránky věnované především rodinám PIC24 a dsPIC
• Místo věnované PIC kontrolérům pro začátečníky
• Fórum věnované PIC kontrolérům pro začátečníky, kde se shromáždili stejní začátečníci
• Webová stránka věnovaná programování PIC regulátorů
• Wikimedia Commons má média související s PIC