PIC-контролер. Програмування PIC-контролерів. Схеми PIC-контролерів

Коли робляться схеми, необхідно, щоб хтось чи щось контролювало виконання необхідних дій. Для людини це досить проблематично, тому що доводиться використовувати значну кількість різних елементів, що дозволяють контролювати їх роботу (транзистори, резистори, тиристори, діоди, конденсатори та інші). Але всі складні і великі схеми можна контролювати за допомогою контролерів (мікроконтролерів). Що вони собою являють, буде розказано на прикладі сімейств РІС. Отже, що таке PIC-контролери для чайників? Яка їх схема і де вони використовуються.

Що собою являє PIC-мікроконтролер

PIC-контролер (або мікроконтролер) є засобом автоматизації виконання певних дій за допомогою заздалегідь підготовленої програми. Особливістю представників цієї лінійки продукції є легкість в програмуванні і доступність всіх необхідних функцій для роботи. Обрісовивая його конструкцію, слід зауважити, що в його складі присутній тільки один кристал кремнію (це характерна особливість усіх мікроконтролерів). Крім нього, PIC-контролер має певну кількість ніжок. Частина з них можуть використовуватися як логічні входи, частина як виходи, інші мають двостороннє застосування. Ніжки можуть бути або цифровими, або аналоговими.

Для роботи переважної більшості РІС-контролерів необхідне стабільне напруга - 5В. Цього вистачає, щоб він міг працювати в своєму звичайному режимі і виконувати поставлене перед ним програму. Програмування PIC-контролерів безпосередньо від комп'ютера неможливо. Для цієї мети використовується програматор.

Сімейства контролерів

PIC-контролер не існує в одиничному екземплярі. Компанія виробник випускає значний асортимент мікроконтролерів, кожен з яких має свої характеристики, можливості та потенційні цілі застосування. Кількість самих сімейств досить велика і залежить від класифікує ознаки, який береться як основний. Тому варто повідомити тільки про основну класифікації, в якій є всього три сімейства: 8-, 16- і 32-бітові. Вони в свою чергу діляться на інші, але оскільки самі сімейства не є темою статті, то про них і не буде вестися розмова.

Де застосовується

Завдяки своїй універсальності PIC-контролер може бути застосований практично де завгодно. Самі мікроконтролери можна зустріти в холодильниках, телевізорах, пральних машинках. Але лінійка продукції РІС має ту особливість, що схеми на PIC-контролерах популярні серед радіоаматорів і робототехніків-самоучок. З їх допомогою можна легко налаштувати роботу вузла або всього пристосування. Сприяє такої популярності розумна ціна, легкість програмування і значна кількість навчального матеріалу.

Застосувати PIC-контролер можна при створенні машинки на радіоуправлінні, робота-руки і в інших виробах, які можна зробити, обмежуючись скромним бюджетом. Можна використовувати і для чогось виробничого - досить популярною є тема створення автоматичних саморобних верстатів, керованих мікроконтролером. Спектр використання є широким, і при грамотному підході можуть бути виконані практично будь-які цілі, тому схеми на PIC-контролерах можна побачити не тільки на аматорських творіннях.

Програмне забезпечення для роботи з PIC-контролером

Мінімальна необхідне програмне забезпечення - це блокнот. Але все ж в силу вільного розповсюдження можна скористатися і пропонованим від компанії-виробника програмним засобом MPLAB. Точніше, лінійкою програмних засобів (середовища розробки, компілятори) MPLAB. Завдяки політиці компанії він розповсюджується безкоштовно, але має певні обмеження. Так, при короткостроковій демонстраційній версії можна спробувати з усіма можливостями, але після її закінчення функціонал програми буде урізаний. У повноцінній програмі присутній значний інструментарій, який дозволяє легко створювати програми, зручно шукати різні проблемні ділянки і проводити оптимізацію коду. Залежно від версії може бути припинена функція оптимізації коду або зменшено кількість контролерів, підтримуваних програмою. Заради правди варто сказати, що компанія залишає підтримку виключно найпопулярнішим представникам.

Існує і ряд програмного забезпечення, що надається іншими компаніями. В цілому їх функціонал є схожим, але існують і відмінності. Так, багато хто висловлює невдоволення, що MPLAB має нелояльний до користувачів дизайн. Тому виробники роблять ставку на збереженні обрізати функцій і зручності роботи з їх програмним обеспеченіем.Программи для PIC-контролерів досить різноманітні, тому тут значною мірою справа смаку.

Створення програми для PIC-контролера

Створювати спеціальну програму можна за допомогою відповідного програмного забезпечення та навіть у простому блокноті. Така можливість існує завдяки тому, що він працює з такими мовами програмування, як асемблер і С. Головна відмінність полягає в кількості прописувати інформації і легкості завдання даних. Можна багато почути про складність С, але асемблер ще складніше і вимагає більш ретельного підходу.

Так, при створенні програми необхідно вказати, для якого контролера вона призначається. Може знадобитися провести ряд налаштувань, але проводити їх необхідно при наявності досвіду роботи або впевненості у своїх силах, адже помилки можуть привести до того, що мікроконтролери перетворяться на звичайні шматочки пластику і заліза.

Програмування за допомогою програматора

Але як перенести розроблену програму в сам мікроконтролер? Як відбувається програмування мікроконтролерів? Спеціально для цієї мети існують спеціальні пристрої - програматори. Вони посилають мікроконтролеру сигнали, які змінюють осередку в пам'яті відповідно до програми. Для початку процесу перенесення даних необхідно вставити мікроконтролер в програматор, а його, у свою чергу, підключити до комп'ютера. Потім за допомогою програмного забезпечення слід запустити прошивку. Зазвичай програмування PIC-контролерів триває від тридцяти секунд до двох хвилин.

Види программаторов

Який програматор вибрати для запису програми на мікроконтролер? Умовно можна виділити три види: саморобні, від компанії-виробника і заводські від інших компаній. Використання кожного з них має свої особливості.

Так, саморобні програматори є досить дешевими. Але їх використання загрожує тим, що вони можуть запросто перетворити мікроконтролер в шматочок пластику і заліза. І програмування мікроконтролерів може в таких випадках звернутися неприємними наслідками у вигляді удару струмом, тому слід дотримуватися техніки безпеки. До того ж якщо робити самому з нуля, то часто вийде продукт з досить обмеженими можливостями щодо зміни об'єкта роботи. Але у світовій мережі можна знайти значну кількість рішень цієї проблеми, запропонованих іншими людьми, і які, ймовірно, не доставлять вам проблем.

Оригінальний програматор від компанії-виробника зможе якісно виконати свою роботу для будь-якого мікроконтролера. На нього існує гарантія, і якщо після отримання він не працює, то замінити не проблема. Але в порядку речей, коли прошивка PIC-контролерів ним здійснюється без проблем.

Але зупиняє від його придбання досить висока ціна.

Програматори, випущені іншими компаніями, мають досить широкий діапазон об'єктів, з якими працюють. Їх особливістю є низька ціна і / або можливість працювати з іншими мікроконтролерами крім PIC. Є й воістину універсальні «монстри», які можуть забезпечувати роботу різних типів, але через необхідність створення великої кількості з'єднань їх ціна низькою не буває.

Схематичні особливості

І наостанок кілька слів про схемах зображень. Слід орієнтуватися по ніжках на підставі супровідної документації, так як схематично часто мікроконтролери відрізняються від реального побудови висновків. Головним у таких випадках є підписані висновки, і саме по ним і слід орієнтуватися при створенні пристрою.