راه اندازی میکروکنترلر PIC – بخش اول

آنچه در این مقاله خواهید خواند :

راه اندازی میکروکنترلر PIC

مشخصات عمومی و اصلی میکروکنترلر های سری PIC 18F

منبع تغذیه

راه اندازی میکروکنترلر PIC

میکروکنترلر های PIC دارای سری ها و انواع مختلفی می باشند ، هر یک از آنها با قابلیت های خاص و امکانات خاصی طراحی شده اند که به طراح اجازه می دهد در پروژه های مختلف از قابلیت های هر یک از آنها استفاده نماید ، یکی از سری های بسیار پرکاربرد و معروف PIC ، سری PIC 16 می باشد ، این میکروکنترلرها برای کاربردهای متداول و عمومی بسیار مطلوب و پرکاربرد می باشند ، اما با وجود این دارای نقطه ضعف هایی هم نسبت به مدل های بالاتر نیز می باشند ، به عنوال مثال می توان به موارد ذیل اشاره نمود :

• • محدودیت حجم فضای حافظه برنامه و حافظه داده

• • وقفه های محدود و ابتدایی برگرفته از یک منبع مشترک

• • پشته یا Stack کم ظرفیت

• • عدم پشتیبانی مستقیم و توکار ( Embedded ) از ابزار های جانبی پیشرفته همانندUSB, CAN Bus

از همین روی در ادامه این آموزش تصمیم بر این است تا سری PIC 18 که برای کاربرد های پیشرفته تر طراحی شده اند را مورد بررسی قرار دهیم ، از آنجایی که اصول میکروکنترلرهای PIC خانواده PIC 18 و PIC 16 تقریبا همانند یکدیگر می باشند ، لذا با یادگیری سری PIC 18 کار با نسل قبل این خانواده بسیار ساده تر خواهد بود.

میکروکنترلرهای سری PIC 18 با قابلیت های ویژه ای طراحی شده اند که در ذیل بطور خلاصه به آن اشاره شده است :

• • پشتیبانی از پروتکل هایی مانند : CAN, USB, Bus, TCP/IP

• • پشتیبانی از امکانات وایرلس مانند : ZigBee

• • پشتیبانی از سیستم های عامل بلادرنگ RTOS مخفف Real Time Operating System

• • پشتیبانی از رابط کنترل موتور

همانطور که در مبحث ساختار میکروکنترلر اشاره گردید PIC 18F دارای حافظه برنامه ای از نوع Flash Memory بوده که اندازه آن در رنج 8 تا 128KB و همچنین حافظه داده ای در رنج 256 تا 4KB می باشد.

برای راه اندازی میکروکنترلر PIC 18F دو مولفه اصلی یعنی ولتاژ راه اندازی و فرکانس پایه نیز مطرح می باشد که بشرح ذیل می باشند :

دامنه ولتاژ کاری بین 2V تا حداکثر 5V می تواند این خانواده را راه اندازی نماید و فرکانس پایه تا حداکثر  40MHZ می تواند فرکانس کلاک این میکروکنترلر را تامین نماید.

مشخصات عمومی و اصلی میکروکنترلر های سری PIC 18F

مشخصات عمومی و اصلی میکروکنترلر های سری PIC 18F بشرح ذیل می باشند :

• • پشتیبانی از برنامه های نسل قبل یعنی خانواده PIC 16

• • ادرس دهی حافظه برنامه تا حداکثر 2MB

• • آدرس دهی حافظه داده تا حداکثر 4KB

• • دستورات 16 بیتی و گذرگاه داده 8 بیتی

• • سرعت کلاک تا حداکثر 40MHZ

• • ضرب سخت افزاری 8 x 8

• • اولویت بندی وقفه ها

• • حداکثر پشتیبانی دو تایمر کانتر 8 بیتی

• • حداکثر پشتیبانی سه تایمر کانتر 16 بیتی

• • حداکثر پشتیبانی چهار وقفه خارجی

• • مبدل آنالوگ به دیجیتال سریع 10 بیتی

• • Power On Reset

• • Power On Timer

• • Oscillator Start-up Timer

• • پشتیبانی 25 mA از جریان دهی یا جریان کشی Source/Sink

• • حداکثر پشتیبانی از PWM/ Compare / Capture

• • ماژول های ارتباط سنکرون همانند I2C, SPI

• • حداکثر پشتیبانی از دو واحد USART

• • واحد تشخیق کاهش ولتاژ با قابلیت برنامه ریزی LVD

• • درگاه موازی Slave

منبع تغذیه :

میکروکنترلر PIC 18F452 برای راه اندازی نیاز به ولتاژی در رنج 4.5v تا 5v دارد و نوع دیگری از آن با نام PIC 18L452 نیاز به ولتاژی در رنج 2v تا 5.5v دارد ، شایان ذکر است که در صورت اعمال ولتاژی بالاتر از حداکثر رنج مذکور ، میکروکنترلر آسیب دیده و غیر قابل استفاده خواهد شد ، اما ولتاژهای پایین تر از حداقل میکروکنترلر را دچار آسیب نکرده بلکه میکروکنترلر روشن نشده و قادر به فعالیت نخواهد بود ، به همین منظور جهت تامین ولتاژ کاری میکروکنترلر طراحان از مدارهای تغذیه رگلاتور دار استفاده می نمایند.

یاد آوری رگلاتور :

یکی از متداول ترین رگلاتورهای قابل استفاده در میکروکنترلر های سری PIC رگلاتور LM8705 می باشد این رگلاتور از خانواده رگلاتور های LM78xx می باشد و دو رقم آخر آن که بجای xx قرار می گیرد در واقع بیانگر ولتاژ تثبیت شده خروجی آن می باشد ، در زیر نمونه ای از مدار راه انداز تغذیه میکروکنترلر PIC با استفاده از رگلاتور LM7805 نمایش داده شده است.

توجه داشته باشید که حداکثر فرکانس کلاک در میکرکنترلر PIC 18F 452 بستگی به مقدار ولتاژ تغذیه میکروکنترلر دارد از همین روی رعایت ارقام جدول زیر ضروری می باشد :