Aplicatii cu microcontroloare

Aplicatii cu microcontroloare

1. Scopul lucrarii:

-     424f56e    prezentarea principalelor elemente arhitecturale ale microcontroloarelor din familia PIC

-     424f56e    prezentarea modului si a instrumentelor de proiectare, executie si testare a aplicatiilor pentru microcontroloarele PIC

-     424f56e    evaluarea posibilitatilor de implementare a unor aplicatii dedicate si incapsulate folosind diverse variante de microcontroloare

2. Consideratii teoretice

2.1. Familia de microcontroloare PIC

Microcontorloarele sunt circuite integrate care incorporeaza majoritatea componentelor necesare pentru realizarea unui microsistem de calcul dedicat:

-     424f56e    unitate centrala de prelucrare (UCP)

-     424f56e    memorie de program (MP)

-     424f56e    memorie de date (MD)

-     424f56e    memorie nevolatila (EEPROM)

-     424f56e    sistem de intreruperi

-     424f56e    interfete/periferice de intrare/iesire

Firma Microchip (www.microchip.com) realizeaza o gama foarte diversa de microcontroloare (denumite PIC), de la variantele foarte ieftine, de dimensiuni mici (6 pini) si arhitectura pe 8 biti la variante mai performante, de dimensiuni mai mari (pana la 80 de pini) si avand o arhitectura pe 16 biti. Variantele constructive difera prin: performantele UCP, dimensiunea instructionilor (12, 14 sau 16 biti), dimensiunea si tipul memoriei de program si de date (de la 384octeti la 128Kocteti pentru memoria de program), tipul si numarul de interfete incluse in structura interna a microcontrolorului (contoare, porturi paralele, canale seriale, interfete de retea, convertoare analog/numerice si numeric analogice, etc.). Microcontroloarele PIC au o arhitectura RISC de tip Harvard cu doua magistrale (una pentru instructiuni si una pentru date); setul de instructiuni este simplu si se asigura compatibilitatea in sus (eng. 'upward') de la variantele simple (instructiuni pe 12 biti) catre cele mai performante (cu instructiuni pe 16 biti).

Alegerea variantei optime pentru o anumita aplicatie se face pe baza urmatoarelor criterii:

-     424f56e    numarul de semnale de intrare si iesire necesare

-     424f56e    tipul si numarul perifericelor necesare (RS232, USB, CAN, etc.)

-     424f56e    dimensiunea memoriei (de program, RAM si EEPROM)

-     424f56e    viteza procesorului

-     424f56e    dimensiunea fizica a circuitului

Principalele subclase de circuite PIC sunt: PIC10, PIC12, PIC14, PIC16, PIC18, PIC24. Carcateristicile acestor clase sunt sintetizate in anexa 1. Primele 3 sunt variante cu pret si dimensiune mica, dar cu performante modeste; variantele PIC16 au performanta si cost mediu iar PIC18 sunt de performanta ridicata. Acestea au o arhitectura pe 8 biti, Variantele PIC24 sunt microprocesoare performante in arhitectura pe 16 biti.

Exemplu Microcontrolorul PIC16F877

Figure-3.0-1 PIC16F877 Block Diagram

2.2. Mediul de dezvoltare MPLAB

2.3 Descrierea sistemelor de dezvoltare

PICDEM 4 DEMONSTRATION BOARD

The PICDEM 4 demonstration board has the following hardware features:

1. 8-, 14- and 18-pin DIP sockets. (Although 3 sockets are provided, only one

device may be used at a time.)

2. On-board +5V regulator for direct input from 9V, 100 mA AC/DC wall adapter or

9V battery, or hooks for a +5V, 100 mA regulated DC supply.

3. RS-232 connection and associated hardware for direct connection to RS-232

interface

4. In-Circuit Debugger (ICD) connector.

5. Four 5 kÙ pots for devices with analog inputs and comparators.

6. Three push button switches for external stimulus and RESET.

7. Green power-on indicator LED.

8. Eight red LEDs connected to PORTA and PORTB.

9. Jumpers J21 and J22 to disconnect LEDs from PORTA and PORTB.

10. Unpopulated holes provided for crystal connection.

11. 32.768 kHz crystal for Timer1 Real-Time Clock operation.

12. Jumper J14 to disconnect on-board RC oscillator (R20 and C15, approx. 2 MHz).

13. Unpopulated holes for EEPROM.

14. 2 x 16 LCD display.

15. Prototype area for user hardware.

16. PIC16LF72 I/O expander.

17. Supercapacitor circuitry.

18. Unpopulated holes for a LIN transceiver.

19. Unpopulated holes for a motor driver.

Anexa 1

Comparatie intre familiile de microcontoloare PIC