Устройства на pic. PIC-микроконтроллеры: возможности, применение и программирование

Что такое PIC-микроконтроллеры и для чего они используются. Как программировать PIC-контроллеры. Какие существуют семейства PIC-микроконтроллеров. Где применяются устройства на основе PIC. Как создавать программы для PIC-контроллеров.

Содержание

Что представляют собой PIC-микроконтроллеры

PIC-микроконтроллеры — это программируемые интегральные схемы, предназначенные для управления различными электронными устройствами. Основные особенности PIC-контроллеров:

  • Содержат в одном корпусе процессор, память, порты ввода-вывода
  • Имеют небольшие размеры и низкое энергопотребление
  • Легко программируются на языках ассемблера или C
  • Доступны в различных вариантах по объему памяти, количеству портов и т.д.
  • Широко используются в бытовой электронике, промышленной автоматике, робототехнике

Основные семейства PIC-микроконтроллеров

Компания Microchip Technology выпускает несколько семейств PIC-микроконтроллеров:

  • 8-битные — самые простые и дешевые модели
  • 16-битные — более производительные контроллеры
  • 32-битные — мощные микроконтроллеры для сложных задач

Каждое семейство включает множество моделей, отличающихся объемом памяти, набором периферии, корпусом и другими параметрами. Это позволяет подобрать оптимальный контроллер для конкретного применения.


Где применяются устройства на PIC-микроконтроллерах

Благодаря своей универсальности, PIC-контроллеры нашли широкое применение в различных областях:

  • Бытовая техника — телевизоры, стиральные машины, микроволновые печи
  • Автомобильная электроника — системы управления двигателем, климат-контроль
  • Промышленная автоматика — контроллеры станков, датчики, измерительные приборы
  • Робототехника — управление двигателями, обработка сигналов с датчиков
  • Умный дом — системы освещения, безопасности, климат-контроля
  • Портативная электроника — MP3-плееры, фотоаппараты, игрушки

PIC-контроллеры также популярны среди радиолюбителей для создания различных самодельных устройств.

Как программировать PIC-микроконтроллеры

Для программирования PIC-микроконтроллеров используются следующие средства:

  • Среда разработки MPLAB X IDE от Microchip
  • Компиляторы ассемблера и C (например, XC8, XC16)
  • Программаторы для записи прошивки в микроконтроллер
  • Отладочные платы для тестирования программ

Процесс программирования включает следующие этапы:


  1. Написание программы на ассемблере или C
  2. Компиляция программы в машинный код
  3. Запись полученной прошивки в память микроконтроллера с помощью программатора
  4. Отладка и тестирование программы на реальном устройстве

Преимущества использования PIC-микроконтроллеров

PIC-микроконтроллеры обладают рядом важных преимуществ:

  • Низкая стоимость — доступны модели стоимостью менее $1
  • Широкий выбор моделей с различными характеристиками
  • Наличие встроенной периферии (АЦП, таймеры, интерфейсы)
  • Низкое энергопотребление, возможность работы от батареек
  • Простота программирования на C или ассемблере
  • Большое количество готовых библиотек и примеров кода
  • Хорошая документация и техподдержка от производителя

Эти преимущества делают PIC оптимальным выбором для многих встраиваемых систем и электронных устройств.

Создание программ для PIC-контроллеров

Программирование PIC-микроконтроллеров возможно на языках ассемблера и C. Основные этапы создания программы:

  1. Выбор модели микроконтроллера и изучение его документации
  2. Установка среды разработки MPLAB X IDE
  3. Написание кода программы на C или ассемблере
  4. Компиляция программы в машинный код
  5. Симуляция работы программы в MPLAB
  6. Отладка программы на реальном устройстве
  7. Запись финальной версии прошивки в микроконтроллер

Для начинающих рекомендуется использовать язык C, так как он проще в освоении, чем ассемблер. Также полезно изучить готовые примеры кода для типовых задач.


Программаторы для PIC-микроконтроллеров

Для записи программы в память PIC-контроллера используются специальные устройства — программаторы. Существует несколько типов программаторов:

  • Фирменные программаторы Microchip (PICkit, ICD) — надежные, но дорогие
  • Программаторы сторонних производителей — более доступны по цене
  • Самодельные программаторы — самый бюджетный вариант

При выборе программатора нужно учитывать:

  • Совместимость с нужными моделями микроконтроллеров
  • Поддержку используемой среды разработки
  • Наличие функций внутрисхемного программирования и отладки
  • Скорость программирования
  • Надежность и удобство использования

Для начинающих оптимальным выбором будет недорогой программатор от проверенного производителя.


Радиолюбительские конструкции на PIC-микроконтроллерах (4 книги +CD) Заец Н. И.


В четырех книгах представлены различные конструкции на микроконтроллерах, которые будут интересны не только опытным, но и начинающим радиолюбителям. Для удобства при повторении конструкций приведены рисунки печатных плат, даны исходные тексты программ и «прошивки» контроллеров.

К книгам приложены мануалы использованных микросхем и контроллеров, а так же программы MPLab, IC-Prog и PonyProg2000 на CD диске.

Список книг:

Заец Н.И. — Радиолюбительские конструкции на PIC-микроконтроллерах. С алгоритмами работы программ и подробными комментариями к исходным текстам. — М.: СОЛОН-Пресс, 2003. — 368 с.: ил. — (Серия «СОЛОН — радиолюбителям», выпуск 22) ISBN 5-98003-078-6+CD

В книге представлено 20 описаний радиолюбительских устройств различного назначения: часы, таймеру, автоматы, программатор и многие другие, выполненные на микроконтроллере PIC16F84A. Впервые книга с различными устройствами на PIC-микроконтроллере предназначается для радиолюбителей с любым уровнем подготовленности. Даже те, кто не знаком с программированием микроконтроллеров, смогут без труда повторить любое устройство. Радиолюбители, имеющие опыт работы с программированием, могут изменить программы под свои цели. Для этого в книге даны алгоритмы работы и исходные тексты программ с подробными комментариями.
Автор также делится опытом программирования и работы с ассемблером MPLAB и программатором PonyProg2000.

Содержание:

Предисловие
Устройства с цифровой индикацией
Часы с тремя будильниками
Часы с будильником — шахматные часы
Регистратор событий
Автомобильный цифровой тахометр
Программатор
Универсальный таймер
Автомат включения освещения
Счетчик витков
Кабельный пробник
Радиоохрана
Электронный домоуправ
Устройства с индикацией точечными светодиодами
Два автомата суточного включения нагрузки
Часы-будильник
Будильник с установкой времени
Походный будильник
«Песочные» часы
Автомат управления размораживанием холодильника
Рекомендации
Приложения

1 Справочные данные на микроконтроллер PIC16F84A
2 Команды микроконтроллера
3 Макрокоманды ассемблера MPASM
4 Коды прошивок микроконтроллеров
5 PIC-микроконтроллеры в интернете
6 Сообщения MPASM


Литература
Заец Н.И. — Радиолюбительские конструкции на PIC-микроконтроллерах. С алгоритмами работы программ и подробными комментариями к исходным текстам. Книга 2. — М.: СОЛОН-Пресс, 2005. — 192 с.: ил. — (Серия «СОЛОН — радиолюбителям») ISBN 5-98003-238-Х+CD

В книге даны новые примеры применения PIC-микроконтроллеров в радиолюбительской практике. Программисты найдут в книге программы с использованием встроенного в микроконтроллер модуля АЦП и программы с различными внешними устройствами — термодатчиками типа DS 18×20, LCD-дисплеями. Радиолюбители, которые желают повторить устройства, могут выбрать цифровой милливольтметр, для того чтобы защитить свой дом от перепадов напряжения, а трехфазный двигатель от перегрузки. Термометр-часы, градусник и два терморегулятора будут полезными в любом доме. Ко всем программам даны алгоритмы работы и подробные комментарии.

Книга предназначена для широкого круга радиолюбителей, а также может быть полезна студентам, изучающим программирование микроконтроллеров.

Содержание:

К читателям
Устройства с использованием АЦП
Милливольтметр
Цифровой прибор для блока питания с установкой защиты
Автомат защиты от перепадов сетевого напряжения
Устройство защиты от перепадов сетевого напряжения
Устройство защиты без индикации
Устройство защиты трехфазных двигателей
Устройства, измеряющие температуру
Т ермометр-часы

Градусник
Два терморегулятора
Приложение
Коды прошивок микроконтроллеров
Литература


Заец Н.И. — Радиолюбительские конструкции на PIC-микроконтроллерах. Книга 3. — М.: СОЛОН-Пресс, 2006. — 240 с.: ил. — (Серия «СОЛОН — радиолюбителям») ISBN 5-98003-250-9 + Приложение +CD

Третья книга расширяет диапазон применения PIC-микроконтроллеров в радиолюбительской практике. В ней дан пример программы с использованием встроенного в микроконтроллер модуля USART и различных внешних устройств — LCD-дисплеев и ЖКИ, выполненных по COG-технологии. Радиолюбители, которые желают повторить устройства, могут выбрать: охрану подворья, шахматные часы, таймеры на 7 и 9 выходов, а также автомат кормления аквариумных рыб. Для родной школы можно изготовить простое устройство подачи звонков по расписанию.
В отдельную главу вынесены «трудные темы» взаимодействия микроконтроллеров с внешними устройствами: ЖК-дисплеями и термодатчиками типа DS 18×20. Ко всем программам даны алгоритмы работы и подробные комментарии.

К книге прилагается КОМПАКТ-ДИСК, содержащий 48 исходных текстов программ ко всем устройствам четырех книг автора, («Электронные самоделки. Для быта, отдыха и здоровья» и «Радиолюбительские конструкции на PIC-микроконтроллерах» в трех книгах), вышедших в издательстве СОЛОН-Пресс, справочные материалы по микроконтроллерам на русском и английском языках, установочные программы для программаторов и ассемблера MPASM.
Книга предназначена для широкого круга радиолюбителей, а также может быть полезна студентам, изучающим программирование микроконтроллеров.

Содержание:

К читателям
Содержание компакт-диска
Необходимые для дома устройства
Охрана подворьем восемь объектов
Таймер на семь выходов
Таймер на девять выходов
Автомат кормления аквариумных рыб
Устройство подачи звонков по расписанию
Шахматные часы-таймер
Взаимодействие микроконтроллеров с внешними устройствами
Управление термодатчиками типа DS 18×20
Управление жидкокристаллическими дисплеями
Проверка ЖКИ типа TIC9162
Литература


Заец Н.И. — Радиолюбительские конструкции на PIC-микроконтроллерах. Книга 4. — К.: «МК-Пресс», 2008. — 336 с.: ил. ISBN 978-966-8806-42-1+CD

Данная книга — практическое пособие по освоению микроконтроллеров PICmicro компании Microchip и другой современной элементной базы, наподобие индикаторов, выполненных по COG-технологии. Рассмотрены алгоритмы работы, схемы и программы для различных полезных устройств: многофункциональных часов, отображающих текущее время и температуру воздуха; автомобильных часов, фиксирующих время в пути и сообщающих о поломке реле-регулятора; автомата включения освещения; цифрового устройства для блока питания с установкой защиты по току и напряжению; специализированных термометров и др. Для начинающих дана глава о наладке устройств на микроконтроллерах. Книга предназначена для широкого круга радиолюбителей, а также может быть полезна студентам, изучающим программирование микроконтроллеров.

Содержание:

Глава 1 Многофункциональные часы
Принципиальная схема
Печатная плата
Общий вид
Работа с устройством
Калибровка термометра

Глава 2 Автомобильные часы, вольтметр, таймер
Принципиальная схема
Наладка устройства
Работа с устройством

Глава 3 Таймеры десятичного счета
Принципиальная схема
Печатная плата
Работа с таймером

Глава 4 Автомат включения освещения
Принципиальная схема
Работа с устройством

Глава 5 Два термометра с памятью
Принципиальная схема
Работа с устройством

Глава 6 Терморегулятор с гистерезисом
Принципиальная схема
Печатная плата
Работа с устройством

Глава 7 Термометр-градуснbк
Принципиальная схема
Работа с устройством

Глава 8 Усовершенствованное устройство для блока питания с установкой защиты
Принципиальная схема
Печатная плата
Наладка устройства
Работа с устройством

Глава 9 Контроллер трех насосов
Работа устройства

Глава 10 Наладка устройств на микроконтроллерах
Работа с программой PonyProg2000
Работа с программой IC-Prog
Устройство не работает
Устройство работает неправильно

Список литературы

Серия / Цикл: Радиолюбительские конструкции на PIC-микроконтроллерах
Год издания: 2003-2008
Издательство: Солон-Пресс
Формат: pdf, CD
Язык: русский
Размер: 156,52 Mb

Скачать Радиолюбительские конструкции на PIC-микроконтроллерах (4 книги +CD)