Микроконтроллеры семейства PIC

Введение

Микроконтроллер – это микросхема, основной задачей которой, является управление электронными устройствами. Это своего рода маленький компьютер, в состав которого входят вычислительное ядро, память, различные интерфейсы для подключения внешних устройств. Микропроцессор, оперативная память, флешь-память, порты ввода/вывода, таймеры, интерфейсы связи – все это заключено в одном кристалле, одной микросхеме, которая и называется микроконтроллером.

В современном мире существует множество производителей микроконтроллеров, различающихся по архитектуре, наличию встроенных датчиков, интерфейсам подключения, объему встроенной памяти, разрядности и по многим другим признакам.

История микроконтроллеров PIC

Микропроцессоры компании Microchip Technology Inc имеют гарвардскую архитектуру. Изначально микропроцессоры данной компании выпускались, как расширение для возможностей ввода-вывода микропроцессоров CP1600. Отсюда становится понято название от английского peripheral interface controller, что переводится как «контроллер интерфейса периферии» [1]. Выпускаются восьми-, шестнадцати- и тридцатидвух-битные микроконтроллеры, а также сигнальные контроллеры (DSC), обладающие отличной преемственностью различных семейств. Компания обладает большим набором контроллеров, отличающихся производительностью, объемами памяти, периферийными устройствами и т.д.

Характеристики PIC микроконтроллеров

Восьмибитные микропроцессоры имеют 4 архитектуры: Baseline, Mid-range, Enhanced Mid-range, High-end или PIC18 (рис.).

Рис. Характеристики различных архитектур процессоров

Однако преимущественно использовались лишь BASELINE и MID-RANGE. Представителями данных архитектур являются процессоры PIC10/12/16/18.

Базовая архитектура (BASELINE) и архитектура среднего семейства (MID-RANGE)

На данной архитектуре построены процессоры PIC10, PIC12, PIC16. Основные характеристики архитектуры:

• 12(BASELINE) и 14(MID-RANGE) битная разрядность
• поддержка 35 машинных инструкций
• от 6 до 28 выводов
• рабочее напряжение от 2 до 5,5 В
• возможность работы с широким диапазоном напряжения питания
• работа при низких напряжениях
• низкое токопотребление
• наличие flash-памяти
• скорость обработки данных: 5MIPS
• поддержка стека и системных прерываний
• поддержка периферийных устройств

16 битные микроконтроллеры PIC24F и PIC24H

Основные отличия PIC24F от PIC24H заключаются в технологии изготовления flash-памяти программ и рабочими напряжениями: для PIC24F — 2,0…3,6 В, для PIC24H — 3,0…3,6 В. Микроконтроллер PIC24F производится с использованием технологии 0,25 мкм, тактовой частотой 32 МГц и скорость работы – 16MIPS. В свою очередь PIC24H построен на более сложном и дорогом техпроцессе с тактовой частотой 80 МГц и скорость работы – 40MIPS. Оба семейства контроллеров имеют возможность внутрисхемного программирования (ICSP) и самопрограммирования (RTSP).

Контроллеры dsPIC30F и dsPIC33F для цифровой обработки сигналов

Для цифровой обработки сигналов компания Microchip выпустила 16-разрядные микропроцессоры — dsPIC30F и dsPIC33F, которые обладают высокой скоростью работы (до 70 MIPS). Набор инструкций для обоих микропроцессоров одинаков, что делает его взаимозаменяемым. Новшеством для данных контроллеров стал делитель тактовой частоты (модуль DOZE), который позволил снизить потребление энергии в приложениях. Стоит отметить наличие двух внутренних высокостабильных RC-генераторов с частотами 7,3728 МГц и 32,768 кГц.

32 битные микроконтроллеры PIC32

Отличительными особенностями семейства микроконтроллеров PIC32 является больший объем памяти на кристалле, улучшенная производительность и большое количество доступных периферийных модулей [2].

Микроконтроллеры семейства PIC32 построены на ядре MIPS32. Его отличительными особенностями является низкое энергопотребление, быстрая реакция прерывания, высокое быстродействие.

Вывод

В ходе статьи были рассмотрены основные характеристики семейств микропроцессоров марки PIC, проведен их сравнительный анализ, рассмотрены некоторые особенности, рассмотрено строение (архитектура), изучена возможность работы с периферийными устройствами, скорость обработки данных, производительность.

Рецензент – Марголин Д. Г.