Семейства микроконтроллеров PIC16/17

Семейства микроконтроллеров PIC16/17

Фирма MICROCHIP выпускает большое количество электронных устройств, в том числе и микроконтроллеры. Начало выпуска микроконтроллеров было положено при создании первых микроконтроллеров PIC12С5х, которые представляли собой последовательные 8-битные контроллеры с числом выводов, равным 8. Эти контроллеры имели очень низкое быстродействие, небольшое число команд и не обладали гибкостью по обработке параллельного потока данных, поэтому как устаревшие модели они в докладе не рассматриваются. Подробно остановимся на трех семействах 8-битных КМОП микроконтроллеров, известных как:

PIC16C5x –  первое параллельное базовое 8-битное семейство (Base-Line);

PIC16Cxx – улучшенное 8-битное семейство (Mid Range);

PIC17Cxx – 8-битное семейство, выполненное по новейшей технологии High-End.

Все  микроконтроллеры этих семейств используют высокоскоростную архитектуру RISC, которая позволила сократить время выполнения команд и добиться высокой производительности микроконтроллеров. Все семейства имеют схему запуска по включению  питания, программируемый сторожевой таймер WDT, бит защиты встроенного ПЗУ от считывания. Микроконтроллеры выполнены по полностью статической технологии КМОП, имеют широкий диапазон питающих напряжений и низкую потребляемую мощность.

PIC16C5x

Семейство микроконтроллеров PIC16C5x имеет характеристики, значительно превосходящие конкурирующую продукцию, находясь с ними в той же ценовой категории. Максимальная тактовая частота – 20 МГц, при этом любая команда выполняется всего за 4 такта (200нс), что соответствует производительности 5 млн. оп./с. Аналогичные показатели для серии микроконтроллеров МК48 составляют 6 МГц, 15 тактов, 2,5 мкс и 400 тыс. оп./с. Система команд микроконтроллера содержит всего 33 команды разрядностью 12 бит.

PIC16C5X имеют встроенные устройства, присущие большинству прикладных систем, что позволяет снизить стоимость, потребляемую мощность и увеличить надежность конечного устройства. Например, встроенная схема сброса и запуска генератора позволяют избавиться от внешних RC схем. Предлагается четыре типа встроенных генераторов на выбор, включая экономичный LP (Low Power) и дешевый RC генераторы. Экономичный режим SLEEP, сторожевой таймер и устройство защиты кода программы снижают стоимость и увеличивают эффективность и надежность системы. Выпускаются микросхемы как с ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием, так и однократно программируемые кристаллы.

Разработка на базе микроконтроллеров PIC16C5X поддерживается ассемблером, программным эмулятором, аппаратным эмулятором и программатором. Все эти средства реализованы для IBM PC и совместимых компьютеров.

Устройства серии PIC16C5X имеют широкий набор ПЗУ и ОЗУ разных объемов, разное количество линий ввода/вывода, различные виды возбуждения генераторов, климатическое исполнение и типы корпусов.

Основные характеристики:

  33 простых команды;

  рабочая частота 32 кГц…20 МГц

  разрядность команды: 12 бит;

  разрядность данных: 8 бит;

  512…2к программной памяти на кристалле EPROM;

  25…72 регистров общего назначения;

  7 специальных аппаратных регистров SFR;

  двухуровневый аппаратный стек;

  прямая, косвенная и относительная адресация данных и команд;

  любая команда занимает в памяти 1 слово (12 бит);

Периферия и Ввод/Вывод:

  12 ... 20 линий ввода-вывода с индивидуальной настройкой;

  8-битный таймер/счетчик RTCC с 8-битным программируемым предделителем;

  автоматический сброс при включении;

  таймер запуска генератора;

  сторожевой таймер WDT с собственным встроенным генератором, обеспечивающим повышенную надежность;

Технологические параметры:

  диапазон напряжений питания:

  коммерческий:           2.5 ... 6.25 В;

  промышленный:        2.5 ... 6.25 В;

  автомобильный:         2.5 ... 6.0  В;

  энергопотребление:

  20 мА  для 6В, 20МГц;

  2 мА  для 5В, 4МГц;

  15 мкА для 3В, 32КГц;

  3 мкА для SLEEP режима при 3В, 0…70ºС;

  климатическое исполнение:

  коммерческое:           0…70ºС;

  промышленное:         -40…70ºС;

  автомобильное:         -60…125ºС;

  выходные токи: 20 мА для логических единицы и нуля.

PIC16C6x

Семейство микроконтроллеров PIC16C6x является, по сути, улучшенной версией серии PIC16C5x, заключающиеся в следующем:

  слово команды расширено до 14 бит;

  память программ увеличена до 1к…4к слов;

  память данных увеличена до 128…192 байт;

  35 команд;

  введена система прерываний от 3 до 10 источников;

  33 аппаратных регистра специального назначения;

  8-уровневый аппаратный стек;

  введено три таймера:

  TMR0 – 8-разрядный таймер/счетчик с 8-разрядным предделителем;

  TMR1 – 16-разрядный таймер/счетчик (защелка и компаратор);

  TMR2 – 8-разрядный таймер/счетчик с 8-разрядным регистром периода для модуля широтно-импульсной модуляции;

  модуль CCP;

  8-разрядный параллельный порт – интерфейс микропроцессорной шины;

  интерфейс SPI/I²C;

PIC16C7x

Серия микроконтроллеров PIC16C7x отличается от PIC16C6x введением встроенного 8-разрядного АЦП с числом каналов от 4 до 8. Также добавлен источник прерывания по завершению аналого-цифрового преобразования. Кроме этого добавлен порт USART. В асинхронном режиме алгоритм работы этого порта соответствует стандарту RS232C, отличаясь от него только уровнями сигнала (стандартные ТТЛ). При включения в схему преобразователя уровня (например, ADM202) возможна непосредственная связь микроконтроллера с компьютером по стандартному COM-порту. Добавлена возможность самопрограммирования микроконтроллера по последовательному порту SPI с использованием минимума выводов. При этом возможно программировать микроконтроллер без использования специализированных программаторов, например, через параллельный порт компьютера с применением специализированного программного обеспечения, эмулирующего протокол SPI.