Процесори фірми Microchip

Міністерство освіти і науки України Національний університет “Львівська політехніка”
Кафедра ЕОМ


РЕФЕРАТ
на тему:

Процесори фірми Microchip


Підготував :ст. гр. КІ-33
Мельник І.В.

Прийняв : Андрух А.А.


Львів-2005


О фирме Microchip

Компания Microchip Technology Inc. – одна Процесори фірми Microchip из глобальных фаворитов в разработке и производстве дешевых, эконом и высокопроизводительных 8/16-разрядных RISC микроконтроллеров, износоустойчивой энергонезависимой памяти, также другой компонентой базы, дополняющей микроконтроллер до получения завершенного устройства (интерфейсы, аналоговые и радиочастотные Процесори фірми Microchip составляющие и др.).

В компании работает опытнейшая команда по совершенствованию и разработке компонентной базы с учетом требований клиентов. Целью компании является разработка высокоэффективных, хороших по цены решений для интегрированных систем управления.
^ Составляющие конторы Процесори фірми Microchip Microchip
    Основанная в апреле 1989 года, компания Microchip в первый раз выступила на переполненном рынке микроконтроллеров, где доминировали южноамериканские и японские "гиганты", как никому не узнаваемый игрок с ограниченным диапазоном необычных Процесори фірми Microchip, для тех пор, изделий. Но в 1990 году она уже была на 20-м месте по объему продаж. Но, целеустремленно сориентировавшись на один сектор рынка - обычных и дешевеньких 8-ми битных микроконтроллерах для встроенного управления Процесори фірми Microchip и контроля, компания непреклонно увеличивала портфель моделей PICmicro, раз в год создавая новинку за новинкой. Через годы этот труд был вознагражден быстрым повышением объемов продаж, приведшим Microchip на 2-ое место в мире к 1997 году Процесори фірми Microchip, уступая в этом секторе только фирме Motorola.
    Сегодня огромную часть ранца продукции Microchip составляют, ставшие уже классическими, микроконтроллеры семейства PICmicro, поочередная энергонезависимая память, спец память для систем идентификации, микросхемы семейства Процесори фірми Microchip Keeloq бесконтактного контроля доступа и спец полупроводниковая продукция. Эти изделия созданы для широкого диапазона прикладных задач: от дешевеньких систем встроенного управления аппаратного уровня в бытовых устройствах, на транспорте, в офисной технике до промышленных, связных контроллеров Процесори фірми Microchip и охранных систем.
    Штаб-квартира компании и два завода по производству полупроводниковых пластинок, сертифицированных ISO9001, находятся в Чандлере, штат Аризона (США). Сборка и тестирование изделий выполняются на предприятиях Microchip в Таиланде Процесори фірми Microchip и на Тайване. Персонал компании составляет около 2200 человек, она имеет 21 торговое консульство в Америке, Европе, Азии и Стране восходящего солнца. Начиная с 1996 года, официальным и единственным дистрибьютором Microchip в Рф является Процесори фірми Microchip компания "Палитра Санкт-Петербург".
    1998 год Microchip окончила, как и прошлые, с денежным ростом. Это в особенности принципиально, если учитывать общие трудности переживаемые на данный момент электрической индустрией - год характеризовался перепроизводством и острым спадом с Процесори фірми Microchip озари на азиатском рынке. Прирост объема производства Microchip за 1998 год, в целом, составил 19%, что стало еще одним значимым шагом в раздел мирового рынка микроконтроллеров. Почти во всем этому содействовала тенденция производителей Процесори фірми Microchip к жесткой экономии, усилившая энтузиазм к продукции Microchip, имеющей одни из самых низких в отрасли цены.
    Достигнув известности и впечатляющих экономических фурроров, компания не собирается останавливаться в собственном развитии. На Процесори фірми Microchip сей день объем продаж Microchip составляет только 5% от объема всего рынка контроллеров, оцениваемого в 6 млрд баксов в год. Предстоящее развитие ожидается, приемущественно, по спец фронтам и нишам широкого рынка встроенного управления и контроля. С этой Процесори фірми Microchip целью компания быстро расширяет способности и номенклатуру изделий. Около 70% наименований производимой на данный момент продукции было внедрено только за последние 2 года.
    Основой фуррора стратегии Microchip является не только лишь оперативная реакция Процесори фірми Microchip на потребности рынка и, как следствие, ширящийся диапазон изделий. Это и курс на неизменное понижение цен при повышении свойства изделий, уже узнаваемых по этим показателям. Компания уделяет повышенное внимание ускоренному развитию собственных Процесори фірми Microchip кремниевых технологий, по этому возникают новые способности, новые кристаллы, а выпускавшиеся ранее совершенствуются при переходе на субмикронные технологии.


^ Новые FLASH-микроконтроллеры компании Microchip

 

  С момента собственного сотворения компания Microchip ориентировалась на разработку и создание Процесори фірми Microchip дешевых однократно программируемых микроконтроллеров. Пару лет вспять диапазон выпускаемых микроконтроллеров был существенно расширен несколькими моделями с FLASH-памятью программ, хотя как и раньше делался упор на однократно программируемые модели. И Процесори фірми Microchip вот, осенью 2001 года компания представила свою новейшую технологию производства FLASH-микроконтроллеров — PEEC, сообщив при всем этом, что с этого момента все новые модели будут разрабатываться на её базе. Первыми были выпущены модели PIC16F Процесори фірми Microchip73 и PIC18F452. Не считая того, в течение 2002 года выпущено целое созвездие FLASH-микроконтроллеров на хоть какой вкус — от дешёвых PIC12F629/675 (8 pin) до многофункцио-нальных PIC18F8720 (80 pin). До Процесори фірми Microchip того как подробнее разглядеть новые модели, остановимся на плюсах технологии PEEC.
  Применение новой FLASH-технологии PEEC позволяет получить хорошие свойства — невысокую стоимость, лучшую надёжность, маленькое время записи ячейки. Программирование микроконтроллеров, выпускаемых по этой Процесори фірми Microchip технологии, оптимизировано так, что массив данных размером в 1 Мбит (128 Кбайт) может быть стёрт и запрограммирован наименее чем за 2 с. Отдельное слово в памяти программ может быть стёрто и вновь запрограммировано наименее чем за Процесори фірми Microchip 3 мс. Число гарантированных циклов стирание/запись EEPROM-памяти данных более 1000000, а FLASH-памяти программ — более 100000 циклов. Продолжительность хранения данных — более 40 лет. Это позволяет хранить большие массивы данных конкретно во Процесори фірми Microchip FLASH программной памяти и оперативно работать с ними, используя команды табличного чтения/записи. Применение технологии PEEC значительно улучшило частотные характеристики микроконтроллеров, что позволило отрешиться от разбраковки изделий по наибольшей тактовой частоте. Потому Процесори фірми Microchip на маркировке новых микроконтроллеров не указана тактовая частота — предполагается, что она максимальна для данного семейства.

 

^ 8-pin FLASH-микроконтроллеры PIC12F629, PIC12F675 со встроенными компаратором и 10-бит АЦП по супернизкой стоимости!

  Самый Процесори фірми Microchip дешевый и небольшой мик- роконтроллер компании Microchip — это PIC12C508. Сейчас у него есть два FLASH “собрата” по семейству — это PIC12F629 (интегрированный компаратор) и PIC12F675 (интегрированные компаратор и 10-бит АЦП). Но самое увлекательное Процесори фірми Microchip, что при всех плюсах новых микроконтроллеров, стоимость на их осталась фактически такая же, как и на PIC12C508!
  Новые микроконтроллеры pin-to-pin и программно совместимы со всем семейством Процесори фірми Microchip PIC12CXXX. При всем этом они имеют 14-бит ядро (35 команд, 20 МГц) и встроенную систему прерываний. Интегрированная FLASH-память имеет объём 1K программных слов, а наличие ОЗУ 64 б и EEPROM 128 б делают PIC12F Процесори фірми Microchip629 и PIC12F675 наилучшими на рынке 8-pin микроконтроллеров по стоимости наименее 1 бакса!
  Благодаря сопоставимости с PIC12C, новые микроконтроллеры можно советовать для подмены старенькых с целью модернизации изделия, улучшения функциональности устройств с Процесори фірми Microchip уменьшением при всем этом числа наружных частей и себестоимости. Новые FLASH-контроллеры можно уверенно советовать и для новых надёжных, компактных устройств с низким потреблением и высочайшей функциональностью. Благодаря высочайшей надёжности и низкой стоимости, их Процесори фірми Microchip можно использовать в игрушках, пожарно-охранной технике, реле времени, электрических метках, системах защиты и криптографии, кодерах/декодерах, удалённых датчиках и др. А низкое потребление и малые габариты (кроме обычных DIP Процесори фірми Microchip и SOIC, доступен маленький MLF) делают новые контроллеры безупречными для внедрения в переносной аппаратуре с батарейным питанием.


Одно из плюсов общества микроконтроллеров PIC это то, что его представители соединяют два тяжело совместимых Процесори фірми Microchip свойства. С одной стороны существует достаточно огромное обилие микроконтроллеров PIC, любой из которых имеет свои личные характеристики и особенности, наилучшее сочетание которых позволяет лучшим образом решать определенную задачку. А с другой стороны все микроконтроллеры Процесори фірми Microchip PIC в определенной мере стандартны. Это означает, что, если вы понимаете, как устроен какой-нибудь микроконтроллер PIC и как он работает, то вам не составит огромного труда разобраться в устройстве и работе Процесори фірми Microchip хоть какого другого микроконтроллера PIC, а программку, предназначенную для 1-го микроконтроллера можно просто переписать для хоть какого другого, естественно, если позволят его ресурсы.
   Из всего набора выпускаемых сейчас микроконтроллеров PIC выделяются две Процесори фірми Microchip более развитые и пользующиеся популярностью серии PIC16 и PIC18.
   Серия среднего уровня PIC16. Наименования микроконтроллеров этой серии начинаются с префикса PIC16. Разные типы микроконтроллеров PIC16 могут исполняться в корпусах, имеющих 14, 18, 28, 40 и Процесори фірми Microchip поболее выводов. Это более обычный ряд для PIC16/PIC18 в DIP корпусах. К серии микроконтроллеров PIC16 можно смело отнести микроконтроллеры PIC12 - это те же PIC16, только исполнены в 8 выводном корпусе.
   Серия High Процесори фірми Microchip End - высшего уровня. Наименования представителей этой серии начинаются как PIC18. Замечательно, что продвинутую серию PIC18 представляют микроконтроллеры не отдельного ново сделанного типа, а прямые, но более развитые наследники микроконтроллеров серии PIC16.
Потому, зная Процесори фірми Microchip микроконтроллер PIC16 просто разобраться во всех новациях и тонкостях устройства и работы микроконтроллеров PIC18.

^ Знакомство с микроконтроллером


   Чтобы освоить все семейство МК PIC необходимо осознать, как устроен и работает Процесори фірми Microchip отдельный микроконтроллер, а именно изучить архитектуру, систему команд, компанию памяти и отлично разобраться в том, как ядро МК ведет взаимодействие с другими его частями, которые именуют периферийными модулями, а так же устройство и работу Процесори фірми Microchip каждого из периферийных модулей. Заглавие периферийный вроде бы подчеркивает, что МК состоит из традиционной части, которая "вычисляет и запоминает" и некоей периферии - набора устройств, каждое из которых делает какую-либо дополнительную функцию Процесори фірми Microchip. При помощи этих устройств перифирии МК может автоматом, т. е. не отвлекаясь от выполнения основной задачки, делать другие, сопутствующие, задачки, к примеру, подсчитывать действия, определять либо отсчитывать временные интервалы, преобразовывать аналоговые напряжения в Процесори фірми Microchip числа, передавать данные по наружным каналам связи.
   Замечательное свойство периферийных модулей - устройство модуля не находится в зависимости от типа МК в который он встроен, а находится в зависимости от возложенных на него Процесори фірми Microchip функций. Т.е. снутри всего семейства модули стандартны, потому огромное количество периферийных модулей, применяемых в микроконтроллерах PIC16 невелико. Ядро МК PIC выстроено по RISC архитектуре, т. е. с раздельными шинами команд и Процесори фірми Microchip данных, а так же раздельными памятью программ и памятью данных. При таковой архитектуре, во-1-х, разрядность (количество разрядов в слове) слова команды может не совпадать с разрядностью слова данных, во вторых, извлечение Процесори фірми Microchip команды может происходить сразу с пересылкой данных. Понятно, что эти особенности приводят к экономии ресурсов памяти и существенно наращивает производительность ядра МК. Молвят, что PIC микроконтроллеры имеют ортогональную систему команд. Такая система Процесори фірми Microchip позволяет хоть какой команде обращаться к хоть какому регистру МК. Все МК имеют 8-разрядную шину данных, 8-разрядное АЛУ для выполнения операций и 8-разрядые регистры для хранения данных, потому такие МК относятся Процесори фірми Microchip к классу 8-разрядных. Шина команд МК PIC16 имеет 14 разрядов, а МК PIC18 - 16 разрядов. МК PIC16 ранешних выпусков имели 12-разрядную шину команд, большая часть из их выпускается и на данный момент Процесори фірми Microchip, но, чтоб не отвлекаться, пока забудем о их.
   Итак, серию PIC16 представляют дешевые высокопроизводительные 8-разрядные МК с RISC архитектурой и системой малогабаритных 14-разрядных команд. Весь набор состоит всего из 35 обычных и понятных команд, которые Процесори фірми Microchip просто изучаются и запоминаются, что упрощает процесс освоения МК. Все команды производятся за один машинный цикл, не считая команд ветвления, которые производятся за два машинных цикла.


^ Память программ


Набор команд микроконтроллера определяет только Процесори фірми Microchip то, что, что он умеет делать и менее того. Незапрограммированный МК, после его подключения ничего делать не станет. Что должен делать МК, определяется программкой. Программка - это последовательность команд, составленная Процесори фірми Microchip программером. Для хранения программки МК имеет память программ (ПП, PROGRAMM MEMORY, PM). Адресное место памяти программ МК PIC16 - 8К 14-разрядных слов, но это не означает, что все МК имеют ПП объемом 8К слов Процесори фірми Microchip. У различных типов объем на физическом уровне реализованной ПП может составлять 1К, 2К, 4К либо 8К слов (рис. 2.1).



Рис. 2.1. Адресное место памяти программ и варианты реализации памяти программ микроконтроллеров PIC16.


Для всех МК Процесори фірми Microchip серии PIC16 область ПП схожа, и занимает адресное место от адреса 0000h до адреса 1FFFh. Но микроконтроллеры различных типов на физическом уровне имеют разный объем ПП, который может быть равным Процесори фірми Microchip либо наименьшим области ПП и занимать вполне либо отчасти область ПП. При этом, на физическом уровне имеющаяся ПП, всегда размещается, начиная с адреса 0000h и однообразно ввысь до собственной границы. Содержимое памяти программ микроконтроллера Процесори фірми Microchip меняется только в один прекрасный момент - при программировании, а во время его штатной работы, ячейки ПП только считываются, находящиеся в их коды декодируются и исполняются. Хотя есть микроконтроллеры, имеющие процедуры доступа к Процесори фірми Microchip ПП из рабочей программки, но сущности ПП это не меняет.


^ 2.2. Особая память


Сверху, к ПП прилегает область специальной памяти (рис. 2.1).
Вот что МК хранит в области специальной памяти.


Разрядность (количество бит в слове) специальной памяти такая же, как и разрядность памяти программ - 14 бит.



   Рис. 2.2. Область специальной памяти Процесори фірми Microchip микроконтроллера PIC16.

Ячейки специальной памяти программно не доступны, т.е. из программки нельзя обратиться к ячейке ID либо CFG. Прочесть либо поменять содержимое этих ячеек можно только программатором, при этом это Процесори фірми Microchip касается и тех МК, у каких имеются процедуры доступа к ПП из рабочей программки.


^ 2.3. Память данных


При работе микроконтроллера, его программка употребляет разные оперативные данные, приобретенные в итоге вычислений, преобразований, считываний с наружных Процесори фірми Microchip устройств и портов. Эти оперативные данные именуют переменными величинами, либо просто, переменными. Для хранения переменных служит память данных (ПД, DATA MEMORY, DM). ПД представляет собой массив регистров разрядностью в один б. Объем Процесори фірми Microchip ПД всегда еще меньше, чем ПП, и обычно составляет от 16 до 256 б. При выключении питания МК, данные в ПД не сохраняются. Как правило это и не требуется. Но бывает нужно временами, по ходу Процесори фірми Microchip работы МК, скорректировать либо уяснить какие-то характеристики. К примеру, одни телеки при следующем включении устанавливают усредненные значения оперативных регулировок, а другие восстанавливают их такими, какими они были при последнем выключении телека Процесори фірми Microchip. В первом случае, модифицированные юзером опции запоминаются в ПД и, при выключении питания исчезают, а при включении, программка берет исходные характеристики из ПП и инициирует ими надлежащие переменные в ПД. Программка Процесори фірми Microchip МК не может поменять содержимое ПП, потому предписанные программером исходные характеристики не могут быть изменены. Все конфигурации в ПД не сохраняются при выключении питания. Т.о. становится тривиальной необходимость памяти обладающей качествами Процесори фірми Microchip, как ПЗУ, так и ОЗУ. С возникновением FLASH микроконтроллеров такая память была сотворена и введена в состав МК. Она реализована в виде массива ячеек (обычно 64…256) разрядностью в один б и именуется EEPROM Процесори фірми Microchip Data Memory либо FLASH ПД. Программка микроконтроллера в процессе собственного выполнения может считывать и записывать байты во FLASH ПД. Данные в ней могут быть переписаны миллионы раз и сохраняются при Процесори фірми Microchip выключении питания. Чтоб считать б из FLASH ПД нужно выполнить подобающую функцию состоящую из нескольких команд, а чтоб записать б во FLASH ПД нужно выполнить подобающую функцию и подождать окончания записи несколько миллисекунд. Некие Процесори фірми Microchip МК имеют возможность записи и считывания данных прямо во FLASH ПП, используя таковой же механизм, как и при доступе к FLASH ПД. В принципе не имеет значения, где хранить изменяемый параметр, только Процесори фірми Microchip необходимо подразумевать, что

   МК различных Процесори фірми Microchip типов имеют различное число линий ввода/вывода, но, в любом случае, они все логически разбиты на группы по 8. Группы именуются как PORTA, PORTB, PORTC и т.д. Число имеющихся у МК линий ввода/вывода Процесори фірми Microchip не непременно кратно 8, потому группа может быть не полной, но всегда, как логическая единица, порт представляет собой б. Обычно, каждый разряд порта, независимо от других разрядов, может быть оперативно настроен как на ввод Процесори фірми Microchip бита, так и на вывод. Т.е. программка может оперативно переключать направление разряда порта. Как это делается? Просто каждому порту соответствует дополнительный регистр, разряды которого определяют направление соответственного разряда порта. Эти регистры Процесори фірми Microchip именуются TRISA, TRISB, и т.д. Единица в разряде регистра TRIS переключает соответственный разряд порта на вход, а ноль - на выход. Подобно регистрам TRIS, есть и другие служебные регистры Процесори фірми Microchip, при помощи которых программка производит управление разными функциями и функциями периферийных модулей. Как ядро МК, так и его периферийные модули, имеют свои информационные регистры, как, к примеру регистр STATUS, в каком находятся Процесори фірми Microchip флаги (биты) описывающие некие признаки результата выполненной операции, либо регистры АЦП, из которых можно считать итог преобразования. Все служебные регистры, такие как управляющие и информационные регистры, порты, и даже счетчик программ относятся к регистрам Процесори фірми Microchip особых функций (Special Function Registers, кратко SFR). Регистры особых функций управляют качествами разных физических и логических модулей МК либо являются носителями результата функции, выполняемой модулем. К примеру, таймер, порт либо АЦП перед внедрением Процесори фірми Microchip должен быть настроен на требуемый режим. Для этого в управляющий регистр модуля записывается управляющее слово. После окончания функции модуля итог считывается из другого специального регистра модуля. Все эти регистры являются Процесори фірми Microchip регистрами особых функций. Каждый SFR имеет имя, при этом имена стандартны для всего семейства МК PIC. И вот очередное замечательное свойство МК PIC: все регистры SFR находятся в адресном пространстве памяти данных. К хоть Процесори фірми Microchip какому регистру SFR можно обращаться так же, как и к хоть какой ячейки ПД. Это означает, что для функционирования МК нет надобности в особых управляющих командах, довольно обыденных арифметических и Процесори фірми Microchip логических команд и команд пересылки, что существенно уменьшает весь набор нужных команд, упрощает освоение МК и упрощает написание и чтение программ. SFR занимают 1-ые 0x20 адресов на каждой страничке ПД (о страничной Процесори фірми Microchip организации ПД чуток позднее). После SFR в ПД размещены регистры общего предназначения (РОНы, General Purpose Registers, GPR).

^ 2.4. Структурная схма МК

   


Рис 2.3. Обобщенная структурная схема микроконтроллера PIC16


Главные особенности архитектуры микроконтроллеров PIC Процесори фірми Microchip.

   Неотъемлемая составная часть микроконтроллера - это АЛУ (Арифметико-логическое устройство). АЛУ делает арифметические и логические операции с ролью 1-го либо 2-ух операндов (байтов), также битовые операции. В последнем случае Процесори фірми Microchip операндом является б, но операция производится только над одним из его битов.
   В состав ядра МК заходит и занимает центральное место особенный 8-разрядный регистр, он именуется рабочим и обозначается как W (от Процесори фірми Microchip слова Work - работа). Регистр W не имеет адреса и не отображается на адресное место памяти данных, потому его нельзя адресовать либо обратиться к нему прямо либо косвенно. Он участвует в операциях конкретно. С Процесори фірми Microchip его ролью производятся все двухоперандные операции, операции с константой и операции пересылки, в нем можно сохранить итог операции.


^ Выводы микроконтроллера, сколько бы он их ни имел, можно поделить на четыре группы.

1. Выводы питания.

Один из 2-ух вводов Vdd питает ядро МК, другой - выходные каскады портов. В более сложных микроконтроллерах Процесори фірми Microchip, вместе с выводами Vdd и Vss, могут повстречается выводы AVdd и AVss, они питают аналоговые цепи микроконтроллера. Такое разделение полностью оправдано, так как цифровая шина питания очень зашумлена, эти шумы ограничивают, к Процесори фірми Microchip примеру, разрядность преобразования АЦП.

2. Два вывода тактового генератора OSC1 и OSC2 для подключения кварцевого либо глиняного резонатора, RC-цепочки либо наружного тактового сигнала (см. рис.). В микроконтроллерах, имеющих интегрированный автономный RC генератор, выводы OSC Процесори фірми Microchip1 и OSC2, либо какой-то из них, могут лупить сконфигурированы как порты общего предназначения. Необходимо иметь ввиду, что наибольший ток утечки этих портов 5 мкА, в то время, как для других Процесори фірми Microchip портов утечка не превосходит 1мкА.

3. -MKLR (Master Clear) - вывод наружного сброса микроконтроллера. В 8-ми, 14-ти и 18-ти разрядных микроконтроллерах этот вывод может быть сконфигурирован как порт общего предназначения. Наибольший ток утечки этого порта Процесори фірми Microchip 5 мкА, в то время, как для других портов утечка не превосходит 1мкА. Во всех МК этот вывод применяется при программировании для подачи высочайшего напряжения (Vpp=13В), потому не имеет защитного диодика Процесори фірми Microchip на шину питания, зато допускает напряжение до 13,5 В.

4. Порты общего предназначения RA0…RA7, RB0…RB7, RC0…RC7 и т.д. Восьмивыводные МК имеют 6 выводов портов, которые обозначаются как GP0…GP5.

process-izobretatelskogo-tvorchestva.html
process-kommunikacii-v-menedzhmente.html
process-kontrolya.html