Почетак рада са микроконтролером пиц: увод у пиц и мплабк

1980. године Интел је развио први микроконтролер (8051) са Харвард Арцхитецтуре 8051 и од тада су микроконтролери донели револуцију у електроници и уграђеној индустрији. И са технолошким напретком током времена, сада имамо много ефикаснијих микроконтролера мале снаге као што су АВР, ПИЦ, АРМ. Ови микроконтролери су способнији и лакши за употребу, имају најновије комуникационе протоколе попут УСБ-а, И2Ц-а, СПИ-а, ЦАН-а итд. Чак су и Ардуино и Распберри Пи потпуно променили перспективу ка микроконтролерима, а Распберри Пи није само микроконтролер већ има и читав рачунар унутра.

Ово ће бити први део низа туторијала који ће тек доћи, а који ће вам помоћи у учењу ПИЦ микроконтролера. Ако потјечете из електронике и увек сте желели да започнете са учењем неких микроконтролера и уђете у свет кодирања и израде ствари, онда ће вам ова серија туторијала бити први корак за почетак.

ПИЦ микроконтролер је врло згодан избор за започињање пројеката микроконтролера, јер има изврсне форуме за подршку и делује као јака основа за надоградњу свих ваших напредних микроконтролера које тек треба да научите.

Ови водичи су створени за апсолутне или средње ученике; планирали смо да започнемо од најосновнијих пројеката до напредних. Од ученика не очекујемо предуслове јер смо овде да вам помогнемо са било ког нивоа. Сваки туториал ће имати теоретско објашњење и симулацију праћено практичним туторијалом. Ови водичи неће укључивати никакве развојне плоче, направићемо сопствене склопове помоћу перф плоче. Зато се припремите и направите мало времена сваке недеље да вас побољшају помоћу микроконтролера.

Сада кренимо са једноставним уводом о ПИЦ микроконтролерима и неким софтверским поставкама како бисмо покренули наш следећи водич. Погледајте Видео на крају да бисте инсталирали и поставили МПЛАБКС, КСЦ8, Протеус и брзо отпакивање ПИЦкит 3 програмера.

Архитектура и апликације ПИЦ микроконтролера:

Микроконтролер ПИЦ представио је Мицроцхип Тецхнологиес 1993. године. Првобитно су ови ПИЦ развијени да би били део ПДП-а (Програмирани процесор података). Рачунари и сви периферни уређаји рачунара повезани су помоћу овог ПИЦ микроконтролера. Отуда ПИЦ добија име као за периферни интерфејс контролер. Касније је Мицроцхип развио пуно ИЦ-а серије ПИЦ који се могу користити за било које мале апликације попут апликација за осветљење до напредних.

Сваки микроконтролер треба да буде изграђен око неке архитектуре, најпознатији тип архитектуре је архитектура Харварда, наш ПИЦ је заснован на овој архитектури јер припада класичној породици 8051. Уђимо у мали увод о Харвардској архитектури ПИЦ-а.

ПИЦ16Ф877А микроконтролера се састоји од уграђеног ЦПУ, И / О портова, организацију меморије, А / Д конвертор, тајмери / бројача, прекида, серијске комуникације, осцилатора и КПК модула који би прикупили чини ИЦ снажан микроконтролер за почетнике за почетак. Општи блок дијаграм ПИЦ архитектуре је приказан у наставку

ЦПУ (централна процесорска јединица):

Микроконтролер има ЦПУ за извођење аритметичких операција, логичких одлука и операција повезаних са меморијом. ЦПУ мора да координира између РАМ-а и осталих периферних уређаја микроконтролера.

Састоји се од АЛУ (јединице аритметичке логике), помоћу које врши аритметичке операције и логичке одлуке. ГЈ (меморијска јединица) је такође присутан за складиштење инструкције након што су се погубили. Овај МУ одлучује о величини програма нашег МЦ. Такође се састоји од ЦУ (контролне јединице) која делује као комуникациона магистрала између ЦПУ-а и других периферних уређаја микроконтролера. Ово помаже у преузимању података након обраде у наведеним регистрима.

Меморија са случајним приступом (РАМ):

Рандом Аццесс меморија је та која одређује брзину нашег микроконтролера. РАМ се састоји од матичних банака у њој, од којих је свакој додељен одређени задатак. У целини се могу класификовати у две врсте:

• Регистар опште намене (ГПР)
• Регистар специјалних функција (СФР)

Као што и само име говори, ГПР се користе за опште функције регистра попут сабирања, одузимања итд. Ове операције су ограничене на 8-бит. Сви регистри под ГПР-ом су за читање и читање. Они сами немају никакве функције, осим ако то није одређено софтвером.

Док се СФР користи за обављање компликованих посебних функција које такође укључују неко 16-битно управљање, њихови регистри се могу читати само (Р) и не можемо им ништа (В) писати. Дакле, ови регистри имају унапред дефинисане функције које треба да изврше, а које су постављене у време производње и они нам само приказују резултат, помоћу којег можемо да извршимо неке сродне операције.

Меморија само за читање (РОМ):

Меморија само за читање је место на којем се чува наш програм. Ово одређује максималну величину нашег програма; стога се назива и програмском меморијом. Када МЦУ ради, програм ускладиштен у РОМ-у се извршава према сваком циклусу инструкција. Ова меморијска јединица се може користити само током програмирања ПИЦ-а, током извршавања постаје меморија само за читање.

Електронски избрисљива програмабилна меморија само за читање (ЕЕПРОМ):

ЕЕПРОМ је друга врста меморијске јединице. У овој меморији се могу чувати вредности јединице током извршавања програма. Овде су сачуване вредности само електрично избрисиве, односно ове вредности ће се задржати у ПИЦ-у чак и када је ИЦ искључена. Могу се користити као мали меморијски простор за чување извршених вредности; међутим, меморијски простор ће бити врло мањи заузврат КБ.

Фласх меморија :

Фласх меморија је такође програмабилна меморија само за читање (ПРОМ) у којој можемо читати, писати и брисати програм хиљадама пута. Генерално, ПИЦ микроконтролер користи ову врсту РОМ-а.

И / О портови

• Наш ПИЦ16Ф877А се састоји од пет портова и то лука А, лука Б, лука Ц, лука Д и лука Е.
• Од свих пет ЛУКА само је порт А 16-битни, а ПОРТ Е 3-битни. Остатак ЛУКА је 8-битни.
• Прибадаче на овим ЛУКОВИМА могу се користити као улаз или излаз, на основу конфигурације ТРИС регистра.
• Поред извођења И / О операција, пинови се могу користити и за посебне функције као што су СПИ, Интеррупт, ПВМ итд.

Аутобус:

Појам Бус је само гомила жица која повезује улазни или излазни уређај са ЦПУ-ом и РАМ-ом.

Сабирница података се користи за пренос или пријем података.

Адресна магистрала се користи за пренос меморијске адресе са периферних уређаја на ЦПУ. И / О пинови се користе за повезивање спољних периферних уређаја; Оба протокола серијске комуникације УАРТ и УСАРТ користе се за повезивање серијских уређаја као што су ГСМ, ГПС, Блуетоотх, ИЦ итд.

Избор ПИЦ микроконтролера за наше водиче:

ПИЦ микроконтролери компаније Мицроцхип подељени су у 4 велике породице. Свака породица има низ компонената које пружају уграђене посебне карактеристике:

1. Прва породица, ПИЦ10 (10ФКСКСКС) - зове се Лов Енд.
2. Друга породица, ПИЦ12 (ПИЦ12ФКСКСКС) - зове се Средњи домет.
3. Трећа породица је ПИЦ16 (16ФКСКСКС).
4. Четврта породица је ПИЦ 17/18 (18ФКСКСКС)

Будући да почињемо да учимо о ПИЦ-у, бирајмо ИЦ који се користи и доступан је универзално. Овај ИЦ припада породици 16Ф, чији је број дела ПИЦ16Ф877А. Од првог упутства до краја користићемо исту ИЦ као што је и ова ИЦ опремљена свим напредним функцијама као што су СПИ, И2Ц и УАРТ итд. Али ако не добијете ниједну од ових ствари, потпуно је у реду, ми ћемо напредујте кроз сваки водич и коначно користите све горе поменуте функције.

Једном када се изабере ИЦ, веома је важно прочитати технички лист ИЦ. Ово би требао бити први корак у било ком концепту који ћемо покушати. Сад, пошто смо изабрали овај ПИЦ16Ф877А, можемо прочитати спецификацију овог ИЦ-а у техничком листу.

Периферна карактеристика помиње да има 3 тајмера, од којих су два 8-битна, а један 16-битни прескалер. Ови тајмери ​​се користе за стварање временских функција у нашем програму. Такође се могу користити као бројачи. Такође показује да има ЦЦП (Цаптуре Цомпаре и ПВМ) опције, што нам помаже да генеришемо ПВМ сигнале и очитамо долазне фреквенцијске сигнале. За комуникацију са спољним уређајем има СПИ, И2Ц, ПСП и УСАРТ. Из сигурносних разлога опремљен је Бровн-оут Ресет-ом (БОР), који помаже у ресетовању програма вхиле.

Аналогне карактеристике показују да ИЦ има 10-битни 8-канални АДЦ. То значи да наша ИЦ може претворити аналогне вредности у дигиталне са резолуцијом од 10 бита и има 8 аналогних пинова за читање. Такође имамо два унутрашња компаратора која се могу користити за директно упоређивање долазног напона без стварног очитавања кроз софтвер.

Посебне карактеристике микроконтролера означавају да има 100.000 циклуса брисања / писања, што значи да га можете програмирати око 100.000 пута. Ин-Цирцуит Сериал Программинг ™ (ИЦСП ™) помаже нам да директно програмирамо ИЦ помоћу ПИЦКИТ3. Отклањање грешака може се извршити путем отклањања грешака у кругу (ИЦД). Још једна сигурносна карактеристика је Ватцхдог Тимер (ВДТ), који је самопоуздани тајмер који по потреби ресетује цео програм.

Слика доле представља пиноуте нашег ПИЦ16Ф877А ИЦ. Ова слика представља сваку прибадачу против њеног имена и осталих карактеристика. Ово се такође може наћи у техничком листу. Нека вам ова слика буде при руци јер ће нам помоћи током наших хардверских радова.

Избор софтвера за наше водиче:

ПИЦ микроконтролер се може програмирати са различитим софтвером који је доступан на тржишту. Постоје људи који и даље користе скупштински језик за програмирање ПИЦ МЦУ-а. За наше водиче одабрали смо најнапреднији софтвер и компајлер који је развио сам Мицроцхип.

Да бисмо програмирали ПИЦ микроконтролер, требат ће нам ИДЕ (Интегрисано развојно окружење), гдје се одвија програмирање. Преводилац, где наш програм буде претворена у МЦУ читљивом облику тзв ХЕКС фајлове. Ипе (Интегрисани Програмирање среда), која се користи да се ослободи нашу хек датотеку у нашој ПИЦ микроконтролера.

ИДЕ: МПЛАБКС в3.35

ИПЕ: МПЛАБ ИПЕ в3.35

Састављач: КСЦ8

Мицроцхип је сва ова три софтвера дао бесплатно. Могу се преузети директно са њихове званичне странице. Такође сам вам дао везу за вашу удобност. Након преузимања, инсталирајте их на рачунар. Ако имате било каквих проблема при томе, можете погледати видео запис дат на крају.

У сврху симулације користили смо софтвер назван ПРОТЕУС 8, који обезбеђује Лабцентер. Овај софтвер се може користити за симулацију нашег кода генерисаног помоћу МПЛАБКС-а. Постоји бесплатни демонстрациони софтвер који се путем њихове везе може преузети са њихове званичне странице.

Припрема за хардвер:

Сви наши водичи ће завршити са хардвером. Да бисте ПИЦ научили на најбољи могући начин, увек се препоручује да тестирате наше кодове и склопове преко хардвера, јер је поузданост симулације веома мала. Кодови који раде на софтверу за симулацију можда неће радити како сте очекивали на вашем хардверу. Отуда ћемо градити властите склопове на Перф плочама да бисмо избацили наше кодове.

Одбацити или уплоад наш код у ПИЦ-а, ми ћемо морати ПИЦкит 3. ПИЦкит 3 програмер / Дебуггер је једноставан, јефтин ин-цирцуит дебуггер који контролише ПЦ са МПЛАБ ИДЕ (в8.20 или веће) софтвера на Виндовс платформа. ПИЦкит 3 програмер / Дебуггер је саставни део развоја инжењера алата пакета. Поред овога требат ће нам и други хардвер као што је Перф плоча, станица за лемљење, ПИЦ ИЦ-ови, кристални осцилатори, кондензатори итд. Али додаћемо их на нашу листу како напредујемо кроз наше водиче.

Донео сам свој ПИЦкит 3 из Амазона, видео за отпакивање истог можете пронаћи на видео снимку испод. Такође је обезбеђена веза за ПИЦКИТ3; цена је можда мало висока, али верујте ми да вреди улагати.