Pic микроконтроллер: Осваиваем простейший микроконтроллер PIC. Часть 1 / Хабр

20.04.2023| alexxlab| Нет комментариев

Содержание

Осваиваем простейший микроконтроллер PIC. Часть 1 / Хабр

Выбор микроконтроллера обычно осуществляется под необходимые задачи. Для изучения хорошо подойдет популярный МК с минимальным набором периферии: PIC16F628A.

Первым делом необходимо скачать документацию по выбранному микроконтроллеру. Достаточно зайти на сайт производителя и скачать Datasheet.

На первых страницах перечислены основные характеристики МК (русское описание).

Основные моменты, которые нам понадобятся:

микроконтроллер содержит внутренний генератор на 4 MHz, так же можно подключить внешний кварц частотой до 20 MHz
16 ног микроконтроллера можно использовать как цифровые входы\выходы
есть 2 аналоговых компаратора
3 таймера
CCP модуль
USART модуль
128 байт энергонезависимой памяти EEPROM

Схема расположения выводов:

Vdd — питание.
Vss — земля.

Это минимум, необходимый для работы МК.

Остаются доступными 16 ног МК. Не сложно посчитать, что использование каждой ноги каким-либо модулем уменьшает максимальное число используемых цифровых портов.

Компилятор

Как я уже писал в предыдущих статьях, самым простым и легким я посчитал компилятор JAL с IDE JALEdit.

Качаем JALPack, устанавливаем.
В этом паке содержаться все необходимые библиотеки, а так же примеры их использования.

Запускаем JALEdit. Открываем пример програмы для нашего микроконтроллера: 16f628a_blink.jal, дабы не портить исходник, сразу сохраняем ее в новый файл, к примеру, 16f628a_test.jal.

Весь код можно разделить на 4 блока:

выбор МК и его конфигурация
include 16f628a -- подключение библиотеки нашего МК -- -- This program assumes a 20 MHz resonator or crystal -- is connected to pins OSC1 and OSC2. pragma target clock 20_000_000 -- oscillator frequency -- configuration memory settings (fuses) pragma target OSC HS -- HS crystal or resonator pragma target WDT disabled -- no watchdog pragma target LVP disabled -- no Low Voltage Programming pragma target MCLR external -- reset externally --
объявление переменных, процедур, функций
alias led is pin_A0 pin_A0_direction = output
выполнение настроек и расчетов до основного цикла
enable_digital_io() -- переключение всех входов\выходов на цифровой режим
бесконечный цикл основных действий МК
forever loop led = on _usec_delay(250000) led = off _usec_delay(250000) end loop

Нажав F9 (или соответсвующую кнопку) программа скомпилируется в готовую прошивку, при этом будет видно сколько ресурсов МК будет задействовано:

Code :58/2048 Data:4/208 Hardware Stack: 0/8 Software Stack :80

Если прочитать комментарии, то станет ясно, что данная программа рассчитана на использование внешнего кварца 20MHz.
Так как у нас его пока нет, разберемся с конфигурацией и перепишем программу на использование внутреннего генератора.

Конфигурация

В разных микрокотнролерах существуют различные наборы конфигурационных битов. Узнать о назначении каждого бита можно в даташите (стр. 97).
В подключенной библиотеке каждому биту и каждому его значению присвоена читабельная переменная, остается только выбрать необходимые нам параметры.

-- Symbolic Fuse definitions -- ------------------------- -- -- addr 0x2007 -- pragma fuse_def OSC 0x13 { -- oscillator RC_CLKOUT = 0x13 -- rc: clkout on ra6/osc2/clkout, rc on ra7/osc1/clkin RC_NOCLKOUT = 0x12 -- rc: i/o on ra6/osc2/clkout, rc on ra7/osc1/clkin INTOSC_CLKOUT = 0x11 -- intosc: clkout on ra6/osc2/clkout, i/o on ra7/osc1/clkin INTOSC_NOCLKOUT = 0x10 -- intosc: i/o on ra6/osc2/clkout, i/o on ra7/osc1/clkin EC_NOCLKOUT = 0x3 -- ec HS = 0x2 -- hs XT = 0x1 -- xt LP = 0x0 -- lp } pragma fuse_def WDT 0x4 { -- watchdog timer ENABLED = 0x4 -- on DISABLED = 0x0 -- off } pragma fuse_def PWRTE 0x8 { -- power up timer DISABLED = 0x8 -- disabled ENABLED = 0x0 -- enabled } pragma fuse_def MCLR 0x20 { -- master clear enable EXTERNAL = 0x20 -- enabled INTERNAL = 0x0 -- disabled } pragma fuse_def BROWNOUT 0x40 { -- brown out detect ENABLED = 0x40 -- enabled DISABLED = 0x0 -- disabled } pragma fuse_def LVP 0x80 { -- low voltage program ENABLED = 0x80 -- enabled DISABLED = 0x0 -- disabled } pragma fuse_def CPD 0x100 { -- data ee read protect DISABLED = 0x100 -- disabled ENABLED = 0x0 -- enabled } pragma fuse_def CP 0x2000 { -- code protect DISABLED = 0x2000 -- off ENABLED = 0x0 -- on }

OSC — конфигурация источника тактирования
может принимать 8 различных значений, 4 из которых нам могут понадобиться
1. INTOSC_NOCLKOUT — внутренний генератор (4M Hz)
2. HS — внешний высокочастотный кварц (8-20 MHz)
3. XT = внешний кварц (200 kHz — 4 MHz)
4. LP — внешний низкочастотный кварц (до 200 kHz)
WDT — сторожевой таймер.
Основная работа этого таймера в том, что бы перезагрузить микроконтроллер когда он дотикает до конца.
Что бы перезагрузки не происходило, его нужно своевременно обнулять.
Таким образом при сбое счетчик таймера перестанет обнуляться, что приведет к сбросу МК. Иногда бывает удобно, но в данный момент нам это не потребуется.
PWRTE — очередной таймер.
При активации он будет сбрасывать МК до тех пор, пока питание не поднимется до нужного уровня.
BROWNOUT — сброс МК при падении питания ниже нормы.
MCLR — активация возможности внешнего сброса МК.

При включении функции МК будет в постоянном резете до тех пор, пока на ноге MCLR (pin 4) не будет положительного напряжения.
Для сброса МК достаточно установить кнопку, замыкающую pin 4 на землю.
LVP — активация возможности программирования при низком напряжении.
При активации один цифровой вход переключится в режим LVP (pin 10). Если подать 5В на эту ногу, то МК перейдет в режим программирования. Для нормальной работы МК требуется держать на этой ноге 0В (подсоединить к земле).
Мы будем использовать программатор, использующий повышенное напряжение, потому LVP активировать не требуется.
CPD — защита EEPROM от считывания программатором.
CP — защита FLASH (прошивки) от считывания программатором.

Изменим конфигурацию под себя:

pragma target clock 4_000_000 -- указываем рабочую частоту, необходимо для некоторых функций расчета времени -- конфигурация микроконтроллера pragma target OSC INTOSC_NOCLKOUT -- используем внутренний генератор pragma target WDT disabled -- сторожевой таймер отключен pragma target PWRTE disabled -- таймер питания отключен pragma target MCLR external -- внешний сброс активен pragma target BROWNOUT disabled -- сбос при падении питания отключен pragma target LVP disabled -- программирование низким напряжением отключено pragma target CPD disabled -- защита EEPROM отключена pragma target CP disabled -- защита кода отключена

Моргаем светодиодом по нажатию кнопки

Модифицируем программу так, что бы светодиод моргал только тогда, когда зажата кнопка.

Решив данную задачу мы научимся работать с цифровыми портами как в режиме входа, так и в режиме выхода.

Цифровой выход

Выберем еще неиспользуемую ногу МК. Возьмем, к примеру, RB5(pin 11). Данная нога не имеет дополнительных функций, потому она нам более нигде не понадобится.
В режиме цифрового выхода МК может притягивать к ноге либо питание, либо землю.
Подключать нагрузку можно как к плюсу, так и к минусу. Разница будет лишь в том, когда и в какую сторону потечет ток.

В первом случае ток потечет от МК при установке единицы, а во втором — к МК при установке нуля.

Дабы светодиод зажигался от логической единицы, остановимся на первом варианте.

Для ограничения тока через ногу (максимально допустимо 25 мА на цифровой вход или 200 мА на все порты) установлен токоограничительный резистор. По простейшей формуле высчитываем минимальное значение в 125 Ом. Но так как предел нам не нужен, возьмем резистор в 500 Ом (а точнее ближайший подходящий).

Для подключения более мощной нагрузки можно использовать транзисторы в различных вариантах.

Цифровой вход

Возьмем вторую неиспользуемую нигде ногу — RB4 (pin 10, указанная в распиновке функция PGM отностися к LVP, который мы отключили).
В режиме цифрового входа микроконтроллер может считывать два состояния: наличие или отсутствие напряжения. Значит нам необходимо подключить кнопку так, что бы в одном состоянии на ногу шел плюс, а во втором состоянии — к ноге подключалась земля.

В данном варианте резистор используется в качестве подтяжки (Pull-up). Обычно для подтяжки применяют резистор номиналом 10 кОм.

Впрочем, подтягивающий резистор не всегда необходим. Все ноги PORTB (RB0-RB7) имеют внутреннюю подтяжку, подключаемую программно. Но использование внешней подтяжки куда надежнее.

Можно подключать не только кнопку, главное помнить о ограничении тока через МК.

Кнопка сброса

Пока не забыли, что мы активировали внешний сброс, добавим аналогичную кнопку на ногу MCLR (pin 4).

После нажатия такой кнопки МК начнет выполнение программы с нуля.

Прошивка

Присваиваем нашему светодиоду и кнопке переменные:

enable_digital_io() -- переключение всех входов\выходов на цифровой режим -- alias led is pin_B5 -- светодиод подключен к RB5 pin_B5_direction = output -- настраиваем RB5 как цифровой выход -- alias button is pin_B4 -- кнопка подключена к RB4 pin_B4_direction = input -- настраиваем RB4 как вход led = off -- выключаем светодиод

Теперь присваивая переменной led значения 1 или 0 (on или off, true или false, другие алиасы..) мы будем подтягивать к нужной ноге МК или плюс, или минус, тем самым зажигая и гася светодиод, а при чтении переменной button мы будем получать 1 если кнопка не нажата и 0 если кнопка нажата.

Теперь напишем необходимые нам действия в бесконечном цикле (эти действия будут выполняться постоянно. При отсутствии бесконечного цикла МК зависнет):

forever loop led = off -- выключаем светодиод _usec_delay(500000) -- ждем 0,5 сек if Button == 0 then -- если кнопка нажата, выполняем действия led = on -- зажигаем светодиод _usec_delay(500000) -- ждем 0,5 сек end if end loop

Задержка считается просто:
частота генератора у нас 4MHz. Рабочая частота в 4 раза меньше: 1 MHz. Или 1 такт = 1 мкс. 500.000 мкс = 0,5 с.

Компилируем прошивку:

Errors :0 Warnings :0
Code :60/2048 Data:4/208 Hardware Stack: 0/8 Software Stack :80

Теперь нам необходимо записать эту прошивку в МК, собрать устройство согласно схеме и проверить, что у нас все получилось как надо.

Программатор

Все таже схема:

Смотрим на распиновку:

PGD — pin 13
PGC — pin 12
MCLR(Vpp) — pin 4
Vdd — pin 14
Vss — pin 5

Паяем…

Некачественная пайка — одна из основных проблем неработоспособности устройства.
Не повторяйте мои плохие привычки: не используйте навесной монтаж.

В качестве питания 5В в данном случае использовался хвост от старой PS/2 мыши, вставленный в разъем для мыши.

Подключаем к компьютеру.

Качаем и запускаем WinPic800.

Идем в Settings->Hardware, выбираем JDM и номер порта, на котором висит программатор

Нажимаем Hardware Test, затем Detect Device

Открываем нашу прошивку pic628a_test. hex

На вкладке Setting можно проверить, что конфигурационные биты выставлены верно, при желании тут же их можно изменить

Program All, затем Verify All

Если ошибок не возникло, продолжаем паять.

Результат

Финальная схема:

От программатора нам мешает только высокое напряжение (12в) на MCLR. Дабы не отпаивать весь программатор, можно отпаять только один провод… Или просто не подключать программатор к COM порту. Остальные провода нам мешать не будут (а подключенные питание и земля только упростят пайку).

Кнопку на MCLR паять можно по желанию, но подтяжка обязательна.

При повторном подключении программатора резистор необходимо будет убрать, иначе он подтянет 12в к питанию.

Результат работы можно увидеть на видео.

Итак, у нас получилось самое простое устройство на микроконтроллере: мигалка светодиодом.

Теперь нам необходимо научиться пользоваться всей оставшейся периферией, но об этом в следущей статье.

PIC12F508-I/SN, Микроконтроллер PIC 512 x 12

Главная
Каталог
Микросхемы
Микроконтроллеры
Микроконтроллеры Microchip/Atmel
org/ListItem»> PIC12F508-I/SN

*Изображения служат только для ознакомления. См. DataSheet продукта

PIC 512 x 12 — PROM/25-RAM 6I/O Timer + Watchdog 4MHz

Микроконтроллер PIC 512 x 12 — ППЗУ/25-ОЗУ 6порт(-ов) ввода-вывода таймер + сторожевой таймер 4МГц

PIC12F508 pdf, 1,0 мБ

Код товара: 97384

Дата обновления: 25.03.2023 21:15

Цена и наличие
Сроки доставки

Доставка PIC12F508-I/SN , Микроконтроллер PIC 512 x 12 — ППЗУ/25-ОЗУ 6порт(-ов) ввода-вывода таймер + сторожевой таймер 4МГц в город Екатеринбург

Самовывоз из Екатеринбурга

завтра

Бесплатно

Boxberry

от 2 раб. дней

от 166 ₽

DPD РФ

от 1 раб. дня

от 695 ₽

Деловые линии

от 2 раб. дней

от 1872 ₽

Почта РФ

от 15 раб. дней

от 290 ₽

EMS

от 1 раб. дня

от 300 ₽

СДЭК

от 1 раб. дня

от 345 ₽

* Стоимость и сроки доставки являются ориентировочными. Итоговая стоимость и срок будут рассчитаны на странице оформления заказа.

Технические параметры

Корпус
SO-8
Тип упаковки
Tube (туба)
Нормоупаковка
100 шт
Вес брутто
0. 2 г.

Аналоги

Наименование
Наличие
Цена от
Производитель
Корпус
PIC12F508T-I/SN PIC 512 x 12 — PROM/25-RAM 6I/O Timer + Watchdog 4MHz
Сообщить о поступлении
MCHP
SOIC8

Хотите получить образцы?

Заказать образец

← PIC12F509-I/SN PIC16F72-I/SO →

Микроконтроллеры (MCU) | Microchip Technology

Легкие встроенные решения для управления

Наш портфель масштабируемых 8-битных, 16-битных и 32-битных микроконтроллеров (MCU), цифровых сигнальных контроллеров (DSC) и микропроцессоров (MPU) позволяет легко удовлетворять постоянно меняющиеся требования современной электроники. Наши гибкие периферийные устройства и функции упрощают создание дифференцированных приложений, которые отличают вас от конкурентов. Вы обнаружите, что с помощью наших интуитивно понятных сред проектирования и средств визуальной настройки легко начать работу, а наши проверенные эталонные проекты и профессионально протестированные программные библиотеки снижают риски при проектировании.

Средства разработки и экосистема

Вас просят быстро сделать прототип? Наша разработка Экосистема предоставляет вам интуитивно понятные среды проектирования для быстрого прототипирование. Используйте один из наших эталонных дизайнов или досок для быстрого старта ваш дизайн, чтобы вы могли сосредоточиться на дифференциации вашего продукта. Воспользуйтесь нашим профессионально протестированные программные среды, библиотеки и примеры кода чтобы уверенно писать свою прошивку. Наши инструменты работают вместе, чтобы обеспечить современную отладку с помощью простого в использовании графического интерфейса пользователя интерфейсы. Нужны ли вам образцы, пример программного обеспечения или продукция программирования, мы обеспечиваем полную поддержку проектирования на каждом этапе вашего проект.

Масштабируемая производительность

Не позволяйте меняющимся требованиям к приложениям заставлять полностью переделывать дизайн. Microchip является единственным поставщиком полупроводников, внедряющим инновации в 8-, 16- и 32-разрядные микроконтроллеры, ЦПС и микропроцессоры, обеспечивая максимальный выбор масштабируемой производительности. Также нет необходимости изучать новую среду разработки или начинать свой код с нуля в экосистеме разработки Microchip, потому что вы можете использовать общие инструменты для разных проектов. Это позволяет вам сохранить инвестиции в разработку кода за счет повторного использования встроенного программного обеспечения вашего приложения, даже если ваши требования к дизайну изменятся.

Результатов не найдено

8-битные микроконтроллеры

Наши 8-битные микроконтроллеры PIC ^® и AVR ^® помогают разработчикам любого уровня мастерства легко воплощать свои идеи в жизнь. Используйте комбинацию легко настраиваемых периферийных устройств и самых эффективных в отрасли архитектур, чтобы реализовать несколько функций на одном чипе с минимальным программированием.

Самая простая точка входа для разработки MCU
Разработан для приложений управления в реальном времени
Полностью совместимые члены семейства устройств, позволяющие расширять функциональные возможности без значительных изменений конструкции

16-разрядные микроконтроллеры

Микроконтроллеры PIC24 хорошо подходят для приложений, которым требуется производительность с экстремально низким энергопотреблением (XLP) или которые превзошли производительность или возможности памяти 8-разрядных микроконтроллеров и могут извлечь выгоду из общей экосистемы.

Экономичные решения с богатым набором функций и объемом памяти от 64 КБ до 1 МБ
Сверхнизкое энергопотребление продлевает срок службы батареи
Богатый набор основных независимых периферийных устройств (CIP)
Высокая степень интеграции периферийных устройств для гибких и инновационных конструкций, включая USB и сегментированный ЖК-дисплей
Функции аппаратной безопасности и поддержка безопасности IEC 60730 класса B для надежной работы
AEC Q100 Grade 1 сертифицирован для применения в автомобильной промышленности

Цифровые контроллеры сигналов dsPIC33

Предлагая производительность до 100 МГц на ядро, семейство цифровых контроллеров dsPIC33 обеспечивает быстрый детерминированный отклик и возможности управления в реальном времени для расширенного восприятия и управления, высокопроизводительные общие встроенные, сенсорные функции и управление двигателем. и цифровые силовые приложения.

До двух ядер на одном чипе
Высокопроизводительная аналоговая интеграция для снижения стоимости системы
Оперативное обновление прошивки для систем высокой доступности
AEC Q100, класс 0, сертифицирован для применения в автомобильной промышленности
Поддержка функциональной безопасности: ISO 26262 (ASIL B/C), IEC 61508 (SIL 2/3) и IEC 60730 (класс B)
Надежная защита при сочетании DSC dsPIC33 с микросхемами безопасности CryptoAuthentication™ и CryptoAutomotive™
Масштабируемое портфолио, предлагающее высокопроизводительное ядро с памятью от 32 КБ до 1 МБ, CAN/CAN FD, SENT и LIN

Результатов не найдено

Наши 32-разрядные микроконтроллеры обеспечивают производительность и функциональные возможности для удовлетворения потребностей проектирования в самых разных приложениях.

Высокопроизводительные микроконтроллеры с низким энергопотреблением для запуска многопоточных приложений
Аппаратные сенсорные и графические возможности для приложений HMI
Возможности безопасности, такие как безопасная загрузка, безопасное обновление прошивки, аппаратная изоляция, защита ключей и многое другое
Высокоинтегрированные возможности подключения, включая CAN/CAN FD, Hi-Speed USB и Ethernet
Широкий портфель обеспечивает масштабируемость для легкого соответствия меняющимся требованиям рынка

— это естественный следующий шаг для тех, кто перерос производительность MCU, нуждается в дополнительной памяти или хотел бы использовать операционную систему Linux ^® в своих приложениях.

Варианты System-on-Module (SOM), System-in-Package (SiP) и IC обеспечивают доступную разработку MPU независимо от опыта
Масштабируемые решения для обеспечения безопасности от базовых средств защищенной связи и хранения до реализации безопасного анклава
Аппаратные сенсорные и графические возможности для приложений HMI
Поддержка «голого железа», RTOS и Linux с поддержкой драйверов периферийных устройств

"ДИС-Протект"