набір NM9216 / 2

За допомогою адаптера, зібраного з набору NM9216 / 2, можна оживити широко поширені сьогодні мікроконтролери сімейства Microchip. Це так звані PIC ^-контролери. Їх невисока вартість, вдале поєднання з гарною функціональністю і зручністю програмування пояснює популярність цих мікроконтролерів серед радіоаматорів, що займаються мікропроцесорною технікою.

Короткий опис адаптера для мікроконтролерів PIC

Зовнішній вигляд зібраної плати адаптера і його монтажна схема показані на Рис. 1 і Рис. 2.

Рис. 1. Зовнішній вигляд адаптера для мікроконтролерів PIC

"Від англ. programmable interface controller — програмований контролер інтерфейсу.

Рис. 2. Розташування елементів на платі адаптера для мікроконтролерів PIC

Адаптер для мікроконтролерів PIC призначений для роботи з мікроконтролера фірми Microchip наступних типів: Р1С12С50х (DDI), PI З 16×84 (PIC16Fxx, DD2), PIC16F87x (DD3).

Позначенням DD1 … DD3 відповідають типи колодок, кожна з яких призначена для підключення та програмування свого типу мікросхем.

До роз'єму ХР1 підключається 10-контактний інтерфейсний шлейф для з'єднання з базовим блоком NM9215. По ньому здійснюється обмін даними між комп'ютером і мікроконтролером. Джампер JMP1 дозволяє підключити зовнішнє джерело живлення напругою 9 В. Якщо його контакти 2-3 замкнуті, зовнішнє джерело буде включений у схему, а при замиканні контактів 1-2 джерело буде відключений.

Деякі відомості та порівняльні характеристики мікроконтролерів фірми Microchip

Мікроконтролери серії Р1С12С50х

Мікроконтролери серії Р1С12С50х (х – модифікація мікросхеми) є найбільш простими. Найбільш популярні на сьогоднішній день мікросхеми PIC12C508 і PIC12C509.

Обидві модифікації являють собою 8-розрядні мікроконтролери, оскільки внутрішня шина даних, що зв'язує функціонально важливі конструктивні частини контролера, є 8-розрядною.

Кількість команд цих мікроконтролерів всього 33. Цього вистачає для того, щоб створювати нескладні мініатюрні конструкції.

Основна відмінність мікроконтролерів PIC12C508 від PIC12C509 достоїть в тому, що в останніх ємність пам'яті програм більше на 512 слів, а оперативної пам'яті – на 16 байт.

Завдяки застосуванню в цих мікроконтролерах конвеєрного принципу обробки команд, реалізується швидке їх виконання при невисокій тактовій частоті роботи мікроконтролерів, що становить 4 МГц. Суть цього принципу в наступному. Під час вибірки команди «п» відбувається виконання команди «п – 1», потім, під час вибірки команди «п + 1», відбувається виконання команди «п» і так далі. Тому виходить, що кожна команда фактично виконується за час одного циклу, хоча насправді в першому циклі команда зчитується з пам'яті програм, а в другому – декодується і виконується. Довжина циклу становить 1 мкс.

Обмін даними з зовнішніми периферійними пристроями може відбуватися за п'ятьма незалежним каналах введення / виводу. Кожен такий канал представляє собою двосторонню лінію передачі дан-| них. Роботою цих ліній управляє регістр порту введення / виводу. Стани вихідних портів можуть бути лічені за допомогою команд зчитування. І навпаки, можна записати в регістр деяке значення, що визначає стан його висновків.

У мікроконтролерах Р1С12С50х наявна пам'ять розділена на програмну і пам'ять даних. У модифікації PIC12C509 програмна пам'ять і пам'ять даних розділені на банки (області пам'яті), [перемиканням яких можна управляти, конфігуруємо спеціальний регістр.

Ще один потужний інструмент, яким володіють мікроконтролери Р1С12С50х, – таймер, але, на жаль, тільки один. Однак програміст може в будь-який момент не тільки визначити його поточний стан, зчитавши значення відповідного регістру, але й записати туди нове значення, що буває дуже зручним при вирішенні деяких | 3адач. Крім цього, таймер може працювати як 8-розрядний програмований дільник частоти. Нарешті, за допомогою цього таймера можна 1сообщіть мікросхемі, яке джерело тактового сигналу потрібно використовувати для синхронізації її роботи: внутрішній чи зовнішній.

А тепер скажемо кілька слів про нововведення в структурі центрального процесорного пристрою (ЦП) серії Р1С12С50х і про те, з якою метою вони були зроблені.

Мікроконтролери серії Р1С12С50х можуть працювати в одному з чотирьох можливих режимів задає генератора тактової частоти. Причому надається можливість програмно задати потрібний режим шляхом модифікації відповідного регістру. У загальному випадку можна конфігурувати роботу мікросхеми як від кварцового резонатора, коли необхідна висока температурна стабільність і точність частоти генератора, що задає, так і від внутрішньої чи зовнішньої КС-ланцюжка.

Процедура скидання Р1С12С50х може здійснюватися не тільки при включенні живлення (наприклад, як у АТ89С5х фірми Atmel), але і прямо в черговому режимі SLEEP, в якому струм споживання мікросхеми дуже малий. Це так званий енергозберігаючий режш Можливі ще й інші варіанти переходу Р1С12С50х в режим скидання, пов'язані із сторожовим таймером WDT, покликаного захищати мікроконтроллер від збоїв. Апаратно таймер WDT реалізований на окремо встрос чом КС-генераторі, що не вимагає використання будь-яких зовнішніх компонентів. Конструктивно цей генератор відділений від вбудованого генератора тактових сигналів ЦПУ. Тому сторожовий таймер WDT може продовжувати працювати, навіть якщо тактові сигнали відключені, як в режимі SLEEP.

Для захисту програмної пам'яті мікроконтролерів широко застосовується метод захисту коду шляхом програмування спеціальних бітів захисту. Тепер, коли програмний код захищений, ПЗУ програм не може бути прочитано ні за яких умов.

Мікроконтролери серії PIC16Fxx

А зараз скажемо кілька слів про систему команд сімейств PIC12 і PIC16. Хоча ці сімейства мікроконтролерів і мають однакову архітектуру ЦПУ, а також використовують схожі системи команд, які генеруються Ассемблером (або іншим компілятором), коди при цьому виходять різні для кожного сімейства. Таку відзнаку можна пояснити різною розрядністю використовуваних певним сімейством команд. Порівняйте, до Приміром, два сімейства: Р1С12Схх і PIC16Fxx. У першому використовується 12-розрядний набір команд, а у другому – 14-розрядний.

Заповнення ППЗУ PIC-контролерів Р1С12С50х і PIC16Fxx програмним кодом здійснюється по послідовному каналу. Можливість такого програмування реалізована за допомогою двох ліній: тактового сигналу і сигналу даних. Крім того, використовуються три допоміжних лінії: харчування, «земля» і напруга програмування. Подібний пристрій дозволяє збирати плати з ще не-запрограмованими мікроконтролера і програмувати їх прямо перед включенням пристрою. Крім цього, можна постачати конструкцію самим новим програмним забезпеченням або навіть налаштовувати програмне забезпечення окремо для кожного кристала '

Сімейство PIC16Fxx можна назвати більш досконалим, в порівнянні з Р1С12С5хх. Перш за все, це виражається в можливості їх роботи на більш високих частотах (до 10 МГц), великою кількістю використовуваних команд (35 однослівних команд), довжина яких становить 14 розрядів (12 у Р1С12С5хх). Крім того, при написанні програми для мікроконтролерів сімейства PIC16Fxx з'явилася можливість використовувати як прямий, так і непрямий режими адресації. Цей факт дозволив створювати більш гнучкі і компактні програми.

Великий інтерес представляє можливість доступу до пам'яті даних на льоту, тобто в процесі нормальної роботи мікроконтролера. Весь секрет в тому що мікросхема забезпечена Flash-ПЗУ даних, доступне для багаторазового читання і запису. Причому час запису інформації може змінюватися в залежності від напруги живлення і навіть температури!

У мікроконтролерах PIC16Fxx з'явилося цілих чотири джерела переривання, що зробило використання мікросхем цього сімейства досить зручним при роботі із зовнішніми периферійними пристроями, число яких тепер можна збільшити (у Р1С12С5хх за переривання відповідає тільки один таймер). Крім цього, сімейство PIC16Fxx має 13 каналів вводу / виводу даних (замість п'яти в Р1С12С5хх) з індивідуальним управлінням, розподілені по двох незалежних портів різної розрядності. Порт А – пятіразрядний, а порт В – восьмирозрядний.

І ще одна цікава деталь: виходи здатні витримувати струм до 25 мА! Тепер до мікроконтролера можна підключати світлодіоди без струмових підсилювачів безпосередньо.

Обробка виконуваних команд мікроконтролера сімейства PIC16Fxx заснована, як і у Р1С12С5хх, на конвеєрному способі за один цикл. В іншому їх можна вважати досить схожими. Більш детальну інформацію про ці PIC-контролерах можна знайти у відповідних довідниках або на сайті фірми-виробника.

Збірка адаптера для мікроконтролерів PIC

Перед складанням адаптера для мікроконтролерів PIC уважно ознайомтеся з наведеними на початку цієї книги рекомендаціями з монтажу електронних схем. Це допоможе уникнути псування друкованої плати та окремих елементів схеми. Перелік елементів набору наведено в Табл. 1.

Місця розташування елементів на платі адаптера для мікроконтролерів PIC та лінії його підключення до базового блоку NM9215 поки-

Таблиця 1. Перелік елементів набору NM9216 / 2

Позиція

Характеристика

Найменування і / або примітка

Кількість

С1 … С5

0.1 мкФ

Конденсатор, 104 – маркування

5

DDI

DIP-8

Колодка вузька

1

DD2

DIP-18

Колодка вузька

1

DD3

DIP-28

Колодка вузька

1

Rl. R4, R5

1 кОм

Коричневий, чорний, червоний *

 

R2

2.2 кОм

Червоний, червоний, червоний *

1

R3

100 кОм

Коричневий, чорний, жовтий *

1

R6

Юком

Коричневий, чорний, помаранчевий *

1

R7

4.7 кОм

Жовтий, фіолетовий, червоний *

1

VD1

13V/0.5 Вт

Стабілітрон на 13 В

1

VT1, VT3

ВС547

Транзистор прп (ТО-92)

 

VT2

ВС557

Транзистор РпР (ТО-92)

1

9V

PLS-40

Роз'єм штирьовий, 2 контакти

1

JMP1

PLS-40

Роз'єм штирьовий, 3 контакти

1

ХР1

PLS-40R

Роз'єм штирьовий, кутовий, 10-контактний

1

 

 

Знімна перемичка

1

Л9216 / 2

73×27 мм

Плата друкована

1

* Кольорова маркування на резисторах.

зани на Рис. 2. Відформо висновки елементів, установіть елементи на плату та припаяйте їх висновки; при цьому спочатку інсталюйте малогабаритні, потім всі інші елементи. Зібрану плату краще розмістити у відповідному корпусі, який захистить плату від зовнішніх впливів і додасть конструкції завершений вигляд. Корпус можна підібрати в каталозі наборів МАЙСТЕР КИТ, вміщеному в кінці цієї книги.

Перед самим початком експлуатації зібраного адаптера, необхідно провести візуальну перевірку монтажу і встановити перемички JMP1 в потрібне положення. Далі запустіть необхідну інтерфейсну програму і дотримуйтесь інструкції по роботі з нею. Виникаючі проблеми при зборці адаптера можна обговорити на конференції сайту http://www.masterkit.ru, а питання можна задати за адресою e-mail: infomk@masterkit.ru.

Набори NM9215 і NM9216 / 2, а також і інші набори з каталогу МАЙСТЕР КИТ можна придбати в магазинах радіодеталей або на радіоринках.