1571
.pdfконденсаторе в схеме выборки хранения.
Для снижения шума иногда добавляют внешний RC фильтр. И в этом случае значение R должно быть таким, чтобы суммарная величина сопротивления не превосходила 10кОм. Любой внешний компонент, подключаемый к аналоговому входу (будь то конденсатор или стабилитрон), должен иметь очень небольшой ток утечки.
3.12.4. Управляющий регистр АЦП ADCON1
|
|
Регистр ADCON1 |
|
Адрес 88h |
|
||
|
Значение при включении питания = 00H |
|
|||||
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
—— — — — — PCFG1 PCFG0
PCFG1 |
PCCFG0 |
-- Биты, которые определяют конфигурацию ножек |
||||
|
|
|
RA0 - RA3: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
PCFG1, |
RA0, |
RA2 |
RA3 |
Vref |
||
PCFG0 |
RA1 |
|
|
|
||
00 |
аналоговые входы |
аналоговый вход |
аналоговый вход |
Vdd |
||
01 |
аналоговые входы |
аналоговый вход |
вход опорного |
RA3 |
||
|
|
|
|
|
напряжения |
|
10 |
аналоговые входы |
цифровой вход |
цифровой вход |
Vdd |
||
11 |
цифровые входы |
цифровой вход |
цифровой вход |
- |
3.12.5. Функционирование АЦП в режиме SLEEP
При входе в режим SLEEP следует сбросить бит ADON в регистре ADCON0, чтобы уменьшить потребление тока.
Если АЦП находился в процессе преобразования (с использованием RC - генератора), то преобразование будет завершено прямо в режиме SLEEP. Флаг прерывания ADIF будет взведен и кристалл будет выведен из режима SLEEP, если флаг разрешения прерывания ADIE ранее был устано
70
влен. При таком режиме работы отсутствуют импульсные помехи и обеспечивается максимально возможная точность преобразования, что полезно на высоких тактовых частотах.
Если режим SLEEP инициализируется во время преобразования, которое использует внутренний генератор как источник тактирования, то преобразование будет прервано. В этом случае пользователь должен перезапустить АЦП после выхода из режима SLEEP, начав с повторной выборки данных.
3.13. Команды и их символические обозначения
Система команд МК PIC16C71 полностью совпадает с системой команд МК PIC16C84. Все данные по системе команд МК типа PIC16C84, приведенные в подразд. 2.13, относятся и к МК типа PIC16C71 (см. п.2.13., п.2.13.1., табл. 2.8,
п.2.13.2., табл. 2.9, п.2.13.3., табл. 2.10). Разумеется, что следует различать использование одних и тех же команд для разных типов МК при обращении к тем специальным регистрам, которые определяют специфическую конфигурацию и режимы именно данного типа МК (обращение к EEPROM - памяти данных в
PIC16C84 или обращение к АЦП в PIC16C71).
3.14.Условия сброса в МП (см. п.2.14., п.2.14.1., п.2.14.2.)
3.15.Типы генераторов
Кристаллы PIC16C71, как и кристаллы PIC16C84, могут работать с четырьмя различными встроенными генераторами. Пользователь может запрограммировать два конфигурационных бита (FOSC1 и FOSC0) для выбора одного из четырех режимов. Кристаллы PIC16 могут также тактироваться и от внешних источников. Отличия в использовании генераторов в МК рассматриваемых типов связаны с разными частотными диапазонами этих МК, что отражается на выборе частоты резонатора, а также выборе емкостей вспомогательных конденсаторов.
Генератор, построенный на кварцевых или керамических резонаторах, требует обязательной задержки после включения питания для обеспечения стабильной генерации. Для этого встроенный таймер запуска генератора держит устройство в состоянии сброса примерно 18 мс после того, как сигнал на /MCLR ножке кристалла достигнет уровня логической
71
единицы. Таким образом, внешняя цепочка RC , связанная с ножкой /MCLR во многих случаях не требуется.
3.15.1. Кварцевый генератор
PIC16C71 - XT, - HS или - LP требуют подключения кварцевого или керамического резонатора к выводам OSC1 и OSC2 (рис. 3.7). Маркировка следующая: XT - стандартный кварцевый генератор, HS - высокочастотный кварцевый генератор, LP - низкочастотный генератор для экономичных приложе-
ний. Резистор Rs может потребоваться для генератора ‖, особенно при частотах ниже 20 МГц для гашения гармоник. Он также может потребоваться в режиме XT с резонатором типа AT strip - cut. Рекомендуемые значения емкостей конденсаторов С1 и С2 в схеме рис. 3.7 приведены в табл. 3.6 и 3.7.
C1
OSC1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
XTAL |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
C2 |
|
|
|
|
|
Rs |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OSC2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Vss |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.7
Таблица 3.6 Выбор конденсаторов для керамического
резонатора
|
Конденсатор |
Тип |
Частота |
|
|||
|
C1 = C2 |
генератора |
резонатора |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 — 200пФ |
HS |
8 МГц |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 — 330пФ |
|
|
4 МГц |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 — 330пФ |
|
|
2 МГц |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 — 330пФ |
XT |
455 КГц |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
72 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.7 |
||
Выбор конденсатора для кварцевого генератора |
|||||||
|
|
|
|
||||
Конденсатор |
Конденсатор |
Тип генера- |
Частота |
||||
С1 |
|
С2 |
|
тора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
15 — 30 пФ |
200 — 300 пФ |
|
|
32 КГц |
|||
|
|
|
|
|
LP |
|
|
|
|
|
|
|
|||
15 пФ |
15 пФ |
|
|
100 КГц |
|||
|
|
|
|
|
|||
0 — 15 пФ |
15 пФ |
|
|
200 КГц |
|||
|
|
|
|
|
|||
15 — 30 пФ |
100 пФ |
|
XT |
455 КГц |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
15 пФ |
15 пФ |
|
1 МГц |
|
|
|
|
15 пФ |
15 пФ |
|
2 МГц |
|
|
|
|
15 пФ |
15 пФ |
|
4 МГц |
|
|
|
|
15 пФ |
15 пФ |
|
8 МГц |
|
|
|
|
15 пФ |
15 пФ |
|
20 МГц |
|
|
|
|
Большее значение емкости будет увеличивать стабильность генератора, но также будет увеличивать время запуска. Значения приведены для ориентировки. В режимах HS и XT, чтобы избежать гармоник, может потребоваться последовательный резистор Rs = 100..1000 Ом.
3.15.2. RC - генератор
Когда не предъявляются требования к быстродействию и к точности по времени, ОТР - кристалл, например PIC16C71 - RC, позволяет сэкономить деньги и реализовать простой RC - генератор (рис. 3.8.).
Vdd
Rext
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OSC1 |
|
|
|
|
|
Cext |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ClockOut |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OSC2 |
|
|
|
|
|
|
Fosc/4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vss |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.8 |
73
Частота является функцией питающего напряжения, значений резистора Rext, конденсатора Cext и температуры. Кроме того, частота генератора будет незначительно изменяться от партии к партии. На частоту генерации влияет собственная емкость корпуса кристалла, ее влияние заметно для малых значений Cext. Нужно принять во внимание также дрейф R - и C - элементов. Для значений Rext ниже 2.2 кОм генератор может работать нестабильно или не будет запускаться. При очень больших значениях Rext (например 1 МОм) генератор становится чувствительным к помехам, влажности и монтажным утечкам тока. Рекомендуемая величина Rext находится между 5 кОм и 100 кОм. Хотя генератор работоспособен и при отсутствии внешнего конденсатора (Cext = 0), рекомендуется использовать емкость более 20 пФ для увеличения стабильности работы. С малой Cext, или вообще
без нее, частота генератора сильно зависит от монтажных емкостей. Разброс будет тем больше, чем больше величина R (так как влияние токов утечки на частоту RC - генератора сильнее при больших R) и чем меньше величина C (так как в этом случае сильнее проявляется влияние монтажных емкостей).
Сигнал с частотой генератора, деленной на 4, присутствует на ножке OSC2/CLKOUT, и может быть использован для целей тестирования или синхронизации других схем.
3.15.3. Внешнее возбуждение
Cхема подключения внешнего возбуждения приведена на рис. 3.9.
|
|
1 |
|
|
|
OSC1 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
остаѐтся |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
OSC2 |
||||
|
|
|
|||||
|
свободным |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.9
3.16. Регистр OPTION (см. п.2.16., п.2.16.1., п.2.16.2.)
3.17. Слово конфигурации (см. п.2.17., где, вместо:―...EEPROM...‖, читай-
те: ―...EPROM...‖)
74
3.18.Индивидуальная метка (см. п.2.18)
3.19.Защита программы от считывания (см. п.2.19.,п.2.19.1., где, вместо:
―...EEPROM...‖, читайте: ―...EPROM...‖)
3.20.Режим пониженного энергопотребления (см. п.2.20.,где, вместо: ―...EEPROM...‖, читайте: ―...EPROM...‖)
4. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ при изучении архитектуры и системы команд
МК типов PIC16C84 и PIC16C71
1). Расшифруйте аббревиатуру ―RISC - архитектура‖. Достоинства микропроцессоров с RISC - архитектурой по сравнению с обычными (с CISC - ар-
хитектурой).
2). Охарактеризуйте варианты климатических исполнений PIC - процессоров и назовите области применения различных вариантов.
3). Назовите основные сравнительные характеристики PIC - процессоров типов PIC16C5, PIC16C, PIC17C.
МК типа PIC16C84
4). Приведите отличительные особенности PIC16C84 по отношению к другим типам PIC - процессоров.
5). Какая основная концепция принята в Гарвардской архитектуре, используемой в PIC - процессоре?
6). Назовите функции и взаимосвязи всех программно доступных узлов в архитектуре МК (рис. 2.1).
7). Назовите назначение специальных регистров на карте памяти рис. 2,3. 8). Как осуществляется прямая и косвенная адресации в регистры и ОЗУ? 9). Назовите назначение и особенности использования таймера - счетчика
RTCC.
10). Назовите назначение каждого бита в регистре статуса f3. 11) Как осуществляются запись и стирание в ПЗУ PIC16C84?
12). Как формируется 13 - разрядный адрес в программном счетчике PC?
75
13). Какова структура стековой памяти в МК?
14). Опишите структуру и порядок записи данных в энергонезависимую EEPROM память данных.
15). Назовите 4 источника прерываний в МК. Как можно идентифицировать источник прерываний?
16). Охарактеризйте возможности и особенности портов ввода - вывода RA и RB. Чем отличаются линии портов RA и RB?
17). Объясните формат команды МК. Прокомментируйте действие каждой команды для всех групп команд (байт - ориентированные, бит - ориентированные, команды переходов).
18). Опишите алгоритм сброса в МК при включении питания. Обратите внимание на проблемы, могущие возникнуть при сбросе.
19). Какие типы задающих генераторов могут использоваться в МК? Как задается тип генератора? Из каких соображений выбираются дополнительные конденсаторы для генераторов?
20). Для чего используется и как подключается пределитель частоты? Назовите назначение каждого бита в регистре конфигурации OPTION.
21). Что такое ―Слово конфигурации кристалла‖? Назовите назначение каждого бита в ячейке конфигурации.
22). Каково назначение индивидуальной метки в кристалле? Как заносится индивидуальная метка?
23). Как осуществляется защита программы от считывания?
24). Для чего используется режим пониженного энергопотребления SLEEP? Как осуществляются вход в режим SLEEP и выход из этого режима?
МК типа PIC16C71
Вопросы 1- 10 - см. аналогичные вопросы для МК типа PIC16C84. 11). Как распределено адресное пространство в ПЗУ программ?
Вопросы 12, 13 - см. аналогичные вопросы 12, 13 для МК типа PIC16C84. 14). Опишите возможности и порядок использования АЦП в МК. Охарактеризуйте быстродействие АЦП. Объясните функции отдельных битов
управляющих регистров АЦП ADCON0 и ADCON1.
Вопросы 15 - 24 - см. аналогичные вопросы 15 - 24 для МК типа
PIC16C84.
|
7 6 |
|
|
|
С О Д Е Р Ж А Н И Е |
|
|
|
|
|
стр |
Введение ........................................................................................................... |
|
1 |
|
1. |
Семейство 8 - битных микроконтроллеров PIC16/17 |
.........................……3 |
|
2. |
Микроконтроллер типа PIC16C84 ......................................................... |
|
….5 |
|
2.1. Общие сведения ............................................................................…5 |
||
|
2.2. Характеристики PIC16C84 ............................. |
............................…...5 |
2.3.Архитектура PIC16C84 ................................................................….7
2.4.Типы корпусов и исполнений .....................................................….7
2.5. Назначение выводов ............... |
....................................................…10 |
2.6. Максимальные значения электрических параметров ..............…..11 |
|
2.7. Обзор регистров и ОЗУ ................................................................. |
13 |
2.8.Организациявстроенного ПЗУ ...................................................….21
2.9.Стек и возвраты из подпрограммы ...........................................….22
2.10. Данные в EEPROM .....................................................................…22
2.11. Организация прерываний ...........................................................…25
2.12. Обзор регистров/портов |
................................................................28 |
2.13. Команды и их символические обозначения ..............................…33 |
|
2.14. Условия сброса в МП ..................................................................... |
36 |
2.15. Типы генераторов .......................................................................... |
38 |
2.16. Регистр OPTION ............................................................................ |
42 |
2.17. Слово конфигурации ...................................................................... |
44 |
2.18. Индивидуальная метка ................................................................... |
45 |
2.19. Защита программ от считывания .................................................. |
45 |
2.20. Режим пониженного энергопотребления ...................................... |
46 |
3. Микроконтроллер типа PIC16C71 ........................................................….48 |
|
3.1. Общие сведения .............................................................................. |
48 |
3.2. Характеристики PIC16C71 .........................................................…..48 |
|
3.3. Архитектура PIC16C71 ................................................ |
................….50 |
3.4.Типы корпусов и исполнений........................................................…52
3.5.Назначение выводов .....................................................................…53
3.6.Максимальные значения электрических параметров ...............……55
3.7.Обзор регистров и ОЗУ ...............................................................….56
3.8.Организация встроенного ПЗУ ...................................................…..58
3.9. Стек и возврат из подпрограмм |
..................................................….59 |
3.10.Организация прерываний ............................................................….59
3.11.Обзор регистров/портов ...............................................................…62
77 |
|
3.12. Аналого-цифровой преобразователь .............................................. |
67 |
3.13. Команды и их символические обозначения ................................... |
70 |
3.14. Условия сброса в МП ....................................................................... |
70 |
3.15. Типы генераторов ............................................................................. |
70 |
3.16. Регистр OPTION ............................................................................... |
73 |
3.17. Слово конфигурации ........................................................................ |
73 |
3.18. Индивидуальная метка ...................................................................... |
74 |
3.19. Защита программы от считывания .................................................. |
74 |
3.20. Режим пониженного энергопотребления ......................................... |
74 |
4. Вопросы для самоконтроля .......................................................................... |
74 |
ЛР № 020419 от 12.02.92 Усл. Печ. Л. 4,8