Coneix els microcontroladors PIC i la seva arquitectura amb explicació

PIC és un Microcontrolador d'interfície perifèrica que va ser desenvolupat l'any 1993 pels microcontroladors General Instruments. Està controlat per programari i programat de manera que realitzi diferents tasques i controli una línia de generació. Els microcontroladors PIC s’utilitzen en diferents aplicacions noves, com ara telèfons intel·ligents, accessoris d’àudio i dispositius mèdics avançats.

Microcontroladors PIC

Hi ha molts PIC disponibles al mercat que van des de PIC16F84 fins a PIC16C84. Aquest tipus de PIC són PIC flash assequibles. Microchip ha introduït recentment xips flash amb diferents tipus, com 16F628, 16F877 i 18F452. El 16F877 costa el doble que el 16F84 antic, però és vuit vegades més que la mida del codi, amb més memòria RAM i molts més pins d'E / S, un convertidor UART, A / D i moltes més funcions.

Arquitectura de microcontroladors PIC

El Microcontrolador PIC es basa en l’arquitectura RISC. La seva arquitectura de memòria segueix el patró de Harvard de memòries separades per a programes i dades, amb autobusos separats.

Arquitectura de microcontroladors PIC

1. Estructura de la memòria

L'arquitectura PIC consta de dues memòries: memòria de programa i memòria de dades.

Memòria del programa: Es tracta d’un espai de memòria 4K * 14. S'utilitza per emmagatzemar instruccions de 13 bits o el codi del programa. El registre del comptador de programes que conté l'adreça de la memòria del programa accedeix a les dades de memòria del programa. L'adreça 0000H s'utilitza com a espai de memòria de restabliment i 0004H s'utilitza com a espai de memòria d'interrupció.

Memòria de dades: La memòria de dades consta de 368 bytes de RAM i 256 bytes d'EEPROM. Els 368 bytes de RAM consten de diversos bancs. Cada banc consta de registres per a usos generals i registres de funcions especials.

Els registres de funcions especials consisteixen en registres de control per controlar diferents operacions dels recursos del xip com els temporitzadors, Convertidors analògics a digitals , Ports sèrie, ports d'E / S, etc. Per exemple, el registre TRISA els bits dels quals es poden canviar per alterar les operacions d'entrada o sortida del port A.

Els registres d’ús general consisteixen en registres que s’utilitzen per emmagatzemar dades temporals i processar-ne els resultats. Aquests registres d'ús general són registres de 8 bits cadascun.

Registre de treball: Consisteix en un espai de memòria que emmagatzema els operands de cada instrucció. També emmagatzema els resultats de cada execució.

Registre d'estat: Els bits del registre d'estat denoten l'estat de l'ALU (unitat lògica aritmètica) després de cada execució de la instrucció. També s’utilitza per seleccionar qualsevol dels 4 bancs de la memòria RAM.

Registre de selecció de fitxers: Actua com a indicador de qualsevol altre registre d’ús general. Consisteix en una adreça de fitxer de registre i s'utilitza en l'adreça indirecta.

Un altre registre d’ús general és el registre de comptadors de programes, que és un registre de 13 bits. Els 5 bits superiors s’utilitzen com a PCLATH (Program Counter Latch) per funcionar independentment com qualsevol altre registre, i els 8 bits inferiors s’utilitzen com a bits del comptador de programes. El comptador del programa actua com a punter a les instruccions emmagatzemades a la memòria del programa.

EEPROM: Consta de 256 bytes d'espai de memòria. És una memòria permanent com la ROM, però el seu contingut es pot esborrar i canviar durant el funcionament del microcontrolador. El contingut a EEPROM es pot llegir o escriure-hi mitjançant registres de funcions especials com EECON1, EECON, etc.

2. Ports d'E / S

La sèrie PIC16 consta de cinc ports, com ara el port A, el port B, el port C, el port D i el port E.

Port A: Es tracta d’un port de 16 bits que es pot utilitzar com a port d’entrada o sortida en funció de l’estat del registre TRISA.

Port B: És un port de 8 bits, que es pot utilitzar tant com a port d’entrada com de sortida. 4 dels seus bits, quan s'utilitzen com a entrada, es poden canviar en cas de senyals d'interrupció.

Port C: És un port de 8 bits el funcionament (d'entrada o de sortida) del qual està determinat per l'estat del registre TRISC.

Port D: És un port de 8 bits, que a part de ser un port d'E / S, actua com a port esclau per a la connexió amb el microprocessador autobús.

Port E: És un port de 3 bits que serveix per a la funció addicional dels senyals de control al convertidor A / D.

3. Temporitzadors

Els microcontroladors PIC consten de 3 temporitzadors , dels quals el temporitzador 0 i el temporitzador 2 són temporitzadors de 8 bits i el temps-1 és un temporitzador de 16 bits, que també es pot utilitzar com a comptador .

4. Convertidor A / D

El microcontrolador PIC consta de convertidor analògic a digital de 8 canals de 10 bits. El funcionament del Convertidor A / D està controlat per aquests registres de funcions especials: ADCON0 i ADCON1. Els bits inferiors del convertidor s’emmagatzemen a ADRESL (8 bits) i els bits superiors s’emmagatzemen al registre ADRESH. Requereix una tensió de referència analògica de 5V per al seu funcionament.

5. Oscil·ladors

Oscil·ladors s’utilitzen per a la generació de temps. Els microcontroladors PIC consisteixen en oscil·ladors externs com cristalls o oscil·ladors RC. En el cas dels oscil·ladors de cristall, el cristall està connectat entre dos pins d'oscil·lador i el valor del condensador connectat a cada pin determina el mode de funcionament de l'oscil·lador. Els diferents modes són el mode de baix consum, el mode de cristall i el mode d’alta velocitat. En el cas dels oscil·ladors RC, el valor de la resistència i el condensador determina la freqüència del rellotge. La freqüència del rellotge oscil·la entre 30 kHz i 4 MHz.

6. Mòdul CCP:

Un mòdul CCP funciona en els tres modes següents:

Mode de captura: Aquest mode capta l'hora d'arribada d'un senyal o, en altres paraules, capta el valor del temporitzador1 quan el pin CCP augmenta.

Mode de comparació: Actua com un comparador analògic que genera una sortida quan el valor del temporitzador1 arriba a un determinat valor de referència.

Mode PWM: Proporciona amplada de pols modulada sortida amb una resolució de 10 bits i cicle de treball programable.

Altres perifèrics especials inclouen un temporitzador Watchdog que restableix el microcontrolador en cas de mal funcionament del programari i un restabliment de Brownout que restableix el microcontrolador en cas de fluctuació de potència i altres. Per a una millor comprensió d’aquest microcontrolador PIC, oferim un projecte pràctic que utilitza aquest controlador per al seu funcionament.

Far urbà que brilla en detectar el moviment del vehicle

Això Projecte de control de llums de carrer LED està dissenyat per detectar el moviment del vehicle a l'autopista per encendre un bloc de llums públics que hi ha al davant i apagar els llums posteriors per estalviar energia. En aquest projecte, es fa una programació de microcontrolador PIC mitjançant incrustat C o llenguatge assemblador.

Far urbà que brilla en detectar el moviment del vehicle

El circuit d'alimentació proporciona energia a tot un circuit baixant, rectificant, filtrant i regulant el subministrament de corrent altern. Quan no hi ha vehicles a l'autopista, tots els llums romanen apagats per poder estalviar energia. Els sensors IR es col·loquen a banda i banda de la carretera mentre detecten el moviment dels vehicles i, al seu torn, envien les ordres al microcontrolador per encendre o apagar els LED. Un bloc de LED s’encendrà quan un vehicle s’acosti a prop seu i, un cop el vehicle passi d’aquesta ruta, la intensitat es redueixi o s’apagui completament.

El Projectes de microcontroladors PIC es pot utilitzar en diferents aplicacions, com ara perifèrics de videojocs, accessoris d’àudio, etc. A part d’això, si necessiteu ajuda sobre qualsevol projecte, podeu posar-vos en contacte amb nosaltres fent comentaris a la secció de comentaris.