СодержаниеВведение 3
1 Разработка структурной схемы устройства 6
2 Разработка принципиальной схемы устройства 7
2.1 Микроконтроллер PIC16F886 7
2.2 Клавиатура 10
2.3 Устройство индикации 11
3 Разработка алгоритма управляющей программы 13
4 Разработка управляющей программы 20
Заключение 27
Список использованной литературы 28
Приложение А. Схема электрическая принципиальная 29ВведениеНоменклатура предлагаемых сегодня на мировом рынке МК чрезвычайно обширна и в своем составе содержит определенное множество семейств или крупных групп МК, выпускаемых различными производителями. Главными отличиями между семействами являются: архитектура процессорного ядра, набор интегрируемых на кристалл МК модулей памяти и периферийных устройств, разрядность обрабатываемых данных (4, 8, 16, 32, 64 бит), быстродействие, тип и размер внутренней памяти программ, "возраст" разработки, энергопотребление и ряд других характеристик [5].
Наиболее крупными и известными на мировом рынке производителями МК являются такие фирмы, как Intel, Мotorola, Мicrochip, Atmel, Zilog, АМD, Philips, Dallas Semiconductor, Texas Instruments, Hitachi и ряд других американских, европейских, южно-азиатских и японских фирм.
Первые микроконтроллеры компании MICROCHIP PIC16C5x появились в конце 80-х годов и благодаря своей высокой производительности и низкой стоимости составили серьёзную конкуренцию производимым в то время 8-разрядным МК с CISC-архитектурой [2].
Первое, что привлекает внимание в PIC-контроллерах - это простота и эффективность. В основу концепции PIC, единую для всех выпускаемых семейств, была положена RISC-архитектура с системой простых однословных команд, применение встроенной памяти программ и данных и малое энергопотребление.
Система команд базового семейства PIC16 содержит только 35 команд. Это сыграло свою роль в популяризации PIC-контроллеров. Все команды (кроме команд перехода) выполняются за один машинный цикл (или четыре машинных такта) с перекрытием по времени выборок команд и их исполнения, что позволяет достичь производительности до 5 MIPS при тактовой частоте 20 МГц.
Микроконтроллеры PIC имеют симметричную систему команд, позволяющую выполнять операции с любым регистром, используя любой метод адресации. Разработчики MICROCHIP так и не смогли отказаться от структуры с регистром-аккумулятором, необходимым участником всех операций с двумя операндами. Зато теперь пользователь может сохранять результат операции на выбор, где пожелает, в самом регистре-аккумуляторе или во втором регистре, используемом для операции. В настоящее время MICROCHIP выпускает четыре основных семейства RISC-микроконтроллеров, совместимых снизу вверх по программному коду:
PIC12Cxxx с 12-разрядными командами со встроенным тактовым генератором, выпускаемые в миниатюрном 8-выводном исполнении. Не так давно был анонсирован очередной такой "малыш" c внутренним 8-разрядным 4-канальным АЦП;
PIC16C5x - базовое (Base-Line) семейство с 12-битной архитектурой - семейство малых по размерам и дешёвых микросхем, предназначенных для решения не очень сложных задач. Это самые простые и дешевые микроконтроллеры семейства PICmicro. Микроконтроллеры этого семейства выполнены в 18, 20 и 28 выводных корпусах, причем предлагаются не только корпуса DIP, но и миниатюрные корпуса SOIC и SSOP. Работа при низком напряжении питания (допускается напряжение до 2 В) делает эти микроконтроллеры идеальными для работы в изделиях с питанием от батарей.
Mid-range PIC16x/7x/8x/9x с 14-разрядными командами. Наиболее многочисленное семейство, объединяющее микроконтроллеры с разнообразными периферийными устройствами, в число которых входят аналоговые компараторы, аналогово-цифровые преобразователи, контроллеры последовательных интерфейсов SPI, USART и I2C, таймеры-счётчики, модули захвата/сравнения, широтно-импульсные модуляторы, сторожевые таймеры, супервизорные схемы и так далее;
High-end PIC17C4x/5xx высокопроизводительные микроконтроллеры с расширенной системой команд 16-разрядного формата, работающие на частоте до 33 МГц, с объёмом памяти программ до 16 К слов. Кроме обширной периферии почти все микроконтроллеры этого семейства имеют встроенный аппаратный умножитель 8 x 8, выполняющий операцию умножения за один машинный цикл.
Большинство PIC-контроллеров выпускаются с однократно программируемой памятью программ OTP с возможностью внутрисхемного программирования или масочным ROM. Для целей отладки предлагаются версии с ультрафиолетовым стиранием. Полное количество выпускаемых модификаций PIC-контроллеров составляет порядка пятисот наименований. Как утверждает MICROCHIP, продукция компании перекрывает весь диапазон применений 8-разрядных микроконтроллеров.
Особый акцент MICROСHIP делает на максимально возможное снижение энергопотребления для выпускаемых микроконтроллеров. При работе на частоте 4 МГц PIC-контроллеры, в зависимости от модели, имеют ток потребления меньше 1,5 мА, а при работе на частоте 32,768 КГц - ниже 15 мкА. Поддерживается "спящий" режим работы. Диапазон питающих напряжений PIC-контроллеров составляет 2,0...6,0 В.
Из программных средств отладки наиболее известны и доступны различные версии ассемблеров, а также интегрированная программная среда MPLAB. Российские производители программаторов и аппаратных отладочных средств также уделяют внимание PIC-контроллерам. Выпускаются как специализированные программаторы, такие как PICPROG, программирующие почти весь спектр PIC-микроконтроллеров, так и универсальные: UNIPRO, СТЕРХ, поддерживающие наиболее известные версии PIC [6].Литература1. AN849. Basic PICmicro® Oscillator Design [Электронный ресурс] // Microchip Tecnology Inc.: - Режим доступа: http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00849a.pdf. - Загл. с экрана. - Язык англ.
2. Компоненты фирмы Microchip. [Электронный ресурс]: Рынок микроэлектроники: - Режим доступа: http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/ic/Microchip/index.htm. - Загл. с экрана. - Язык русский.
3. Однокристальные 8-и разрядные FLASH CMOS микроконтроллеры компании Microchip Technology Incorporated: PIC16F882, PIC16F884, PIC16F886 (перевод технической документации DS30292С компании Microchip Technology Incorporated, USA). ООО "Микро-Чип": Москва, 2004.
4. Предко М. Справочник по PIC-микроконтроллерам: Пер. с англ.-М.: ДМК Пресс, 2004.-512 с.
5. Справочник. Микроконтроллеры: архитектура, программирование, интерфейс. Бродин В.Б., Шагурин М.И.М.:ЭКОМ, 1999.
6. Тавернье К. PIC-микроконтроллеры. Практика применения: Пер. с фр. - М.: ДМК Пресс, 2003.-272 с.
|
|
