Изучение структурной схемы микроконтроллера PIC16F84, отладка и выполнение программы в среде проектирования MPLAB

Дальневосточный   государственный  технический   университет

кафедра   радио, телевидения и связи

Лабораторная работа

Микроконтроллер PIC 16F84

Владивосток

2002 г.

1.  Цель работы: Изучение  структурной  схемы  микроконтроллера  PIC16F84,  отладка  и  выполнение программы в среде проектирования MPLAB.

2. Лабораторное оборудование

-  плата с микроконтроллером PIC16F84 ;

-  программатор РIСLIGНТ-2 ;

-  программное обеспечение программатора в директории PICL2 ;

-  программное обеспечение  проектирования в директории MPLAB, устанавливаемое с лазерного диска CD-ROM  компании Microchip (35,5 Мбайт);

текстовые файлы  Микрокотроллеры1.doc и Схема_PIC.doc

3. Теоретические сведения 

 Введение

Микроконтроллеры относятся  к микропроцессорным системам, которые выполнены в виде одной микросхемы и ориентированы на управление техническими устройствами. Отсюда второе название  микроконтроллеров - “однокристальная микроЭВМ”. Микросхема  является полностью законченной  микропроцессорной системой, содержащей оперативную память (ОЗУ),  постоянную память (ПЗУ)  и порты  ввода-вывода.

В отличие  от универсальных микропроцессоров  микроконтроллер содержит небольшой объем памяти и менее разнообразный состав внешних устройств. В компьютерах используются универсальные микропроцессоры с модулями памяти большого объема и высокого быстродействия, необходимые для таких задач как автоматизированное проектирование, мультимедийные приложения, компьютерная графика. Для микроконтроллеров ситуация другая, они реализуют несложные алгоритмы при обмене данными с более простыми внешними устройствами. Это требует емкости памяти и быстродействия на несколько порядков меньших, чем в универсальных микропроцессорах.

Число пользователей микроконтроллеров в несколько раз превышает число пользователей универсальных микропроцессоров [1]. Один из первых микроконтроллеров – восьмиразрядный  Intel 8048. Отечественный аналог – микросхема 1816ВЕ48. В настоящее время многими компаниями выпускаются  8-, 16- и 32-разрядные микроконтроллеры с емкостью памяти программ до десятков  килобайт, небольшими ОЗУ данных. В их состав могут входить параллельные и последовательные порты, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, широтно-импульсные модуляторы.

Несмотря на появление новых 16- и 32-разрядных микроконтроллеров, наибольшее распространение на рынке остается за  8-разрядными - около половины номенклатуры микроконтроллеров. В последнее время на нем лидируют такие компании как Atmel, Intel,  Microchip.

3.1. Микроконтроллер PIC16F84

Микросхема PIC16F84 (компания Microchip) относится к семейству КМОП микроконтроллеров. Отличается тем, что имеет внутреннее перепрограммируемое ПЗУ  1K x 14 бит для программ, 68 ячеек ОЗУ для хранения 8-битовых данных и 64-байта памяти данных. При этом отличаются низкой стоимостью и высокой производительностью. Микросхемы  PIC16F84 и PIC16C84  имеют одинаковые структурную схему, систему команд, расположение выводов и отличаются только типом ПЗУ:

Таблица 1

Flash-память позволяет записывать программы пользователя в ПЗУ как в работающей микропроцессорной системе, так и с помощью специального устройства - программатора. Для микросхемы PIC16C84 режим записи программ в ПЗУ возможен только после установки ее в программатор.

Все команды состоят из одного слова (14 бит длиной)  и  исполняются за один цикл (400 нс при 10 МГц), кроме команд перехода, которые выполняются за два цикла (800 нс). PIC16F84 имеет прерывание, срабатывающее от четырех источников, и восьмиуровневый аппаратный стек. Периферия включает в себя 8-битный таймер/счетчик с 8-битным программируемым предварительным делителем (фактически 16 - битный таймер) и 13 линий двунаправленного ввода/вывода ( 5 разрядов порта А и 8 разрядов порта В). Высокая нагрузочная способность (25 мА макс. втекающий ток, 20 мА макс. вытекающий ток) линий ввода/вывода упрощают внешние драйверы и, тем самым, уменьшается общая стоимость системы. Разработки на базе контроллеров PIC16F84 поддерживается ассемблером, программным симулятором, внутрисхемным эмулятором (только фирмы Microchip) и программатором.

Серия PIC16x84 подходит для широкого спектра приложений от схем