ep_12_043-047_pice24.indd

Elektronika Praktyczna 12/2005

P O D Z E S P O Ł Y

Mikrokontrolery dsPIC

należą do grona mikro-

kontrolerów „hybrydo-

wych”, bowiem łączą

w sobie cechy klasycz-

dsPIC33/PIC24

– nowe mikrokontrolery ﬁrmy

Microchip

Ostatnie miesiące roku 2005 zaowocowały

dwiema spektakularnymi zapowiedziami ﬁrmy

Microchip, w jej ofercie mają się bowiem

pojawić dwie nowe rodziny mikrokontrolerów:

PIC24 oraz dsPIC33. W ostatnich dniach

października mało jeszcze o nich wiadomo, ale

zapowiedzi wydają się na tyle interesujące, że

postanowiliśmy zwrócić na te układy uwagę

Czytelników.

nych mikrokontrolerów

oraz prostszych proce-

sorów DSP. Stąd zresz-

tą wywodzi się ich na-

zwa: DSC (Digital Signal

Controller

). Dotychczas

na rynku dostępna była

szeroka gama układów

pierwszej generacji (ro-

dzina dsPIC30), w ramach

k t ó r e j d o s t ę p n e b y ł y

układy zoptymalizowane

pod kątem stosowania

w układach czujnikowych,

w systemach zasilania

Elektronika Praktyczna 12/2005

P O D Z E S P O Ł Y

pewnia dużą elastyczność

realizowanych projektów.

Rodzina PIC24 składa

się z dwóch grup układów:

– PIC24F, charaktery-

zujących się prędko-

ścią dochodzącą do

16 MIPS (przy czę-

stotliwości taktowania

32 MHz),

– PIC24H, charakteryzu-

jących się prędkością

wykonywania progra-

mu dochodzącą do

40 MIPS.

Układy PIC24H wy-

posażono w blok DMA,

k t ó r y – p o d o b n i e d o

rozwiązania zastosowane-

go w dsPIC33 – umożli-

wia szybki transfer da-

nych pomiędzy pamięcią

i większością peryferiów.

Charakterystycznym ele-

mentem wyposażenia mi-

krokontrolerów PIC24H

j e s t t a k ż e 1 2 – b i t o w y

przetwornik A/C o mak-

symalnej częstotliwości

próbkowania 500 kHz

(w odróżnieniu od wersji

F, wyposażonej w rów-

chipa w kierunku mikro-

kontrolerów 16–bitowych.

Jednym z podstawowych

założeń twórców tej ro-

dziny było zapewnie-

nie ich kompatybilności

(także od strony wypro-

wadzeń) z procesorami

dsPIC33 i niektórymi mi-

krokontrolerami z rodzi-

ny PIC18, dzięki czemu

konstruktorzy mogą łatwo

migrować pomiędzy kla-

sycznymi mikrokontrole-

rami o różnej wydajności

i procesorami DSC, co za-

i sterowania napędami

elektrycznymi, a także

spore grono procesorów

uniwersalnych, przezna-

czonych do stosowania

w nieco mniej specyﬁcz-

nych aplikacjach.

dsPIC33

Procesory z tej rodzi-

ny są zgodne programowo

(i w znacznym stopniu pod

względem rozmieszczenia

wyprowadzeń) z dsPIC30.

Najpoważniejsze z punk-

tu widzenia użytkownika

zmiany, jakie wprowadzo-

no w rodzinie dsPIC33

w stosunku do poprzedni-

ków, to zwiększenie pręd-

kości wykonywania progra-

mu do 40 MIPS, powięk-

szenie dostępnych pamięci

do 256 kB Flash i 30 kB

SRAM, zwiększenie licz-

by timerów 16–bitowych

do 9, a 32–bitowych do

4, zwiększenie maksy-

malnej liczby linii I/O do

85 (ich liczba zależy od

wersji ukłądu), pominię-

to natomiast wewnętrzną

pamięć EEPROM. Jednym

z elementów wpływają-

cych na wzrost wydajno-

ści prezentowanych pro-

cesorów jest blok DMA

(Direct Memory Access)

pośredniczący w transfe-

rze danych pomiędzy pa-

mięcią SRAM i większo-

ścią modułów peryferyj-

nych. Istotną modyﬁkacją

jest ponadto zwiększenie

maksymalnej częstotliwo-

ści próbkowania 10–bito-

wego przetwornika A/C

do 1,1 MHz, którego mak-

symalna liczba kanałów

wynosi 32. Łącznie jest

dostępnych 27 wersji pro-

cesorów z rodziny dsPIC33,

które zaprojektowano w ta-

ki sposób, że są wymien-

ne (pinowo) z odpowiedni-

kami z rodziny PIC24.

Schemat blokowy pro-

cesorów dsPIC33 przed-

stawiono na

rys. 1.

PIC24

Ta rodzina mikrokon-

trolerów to pierwszy, bar-

dzo śmiały, krok Micro-

Rys. 1. Schemat blokowy mikrokontrolera z rodziny dsPIC33

Elektronika Praktyczna 12/2005

P O D Z E S P O Ł Y

nie szybki przetwornik

10–bitowy). W niespoty-

kany sposób rozwiązano

w prezentowanych mi-

krokontrolerach źródło

napięcia odniesienia dla

wbudowanych w mikro-

kontroler komparatorów

analogowych: wbudowa-

no bowiem 16–pozycyj-

ny potencjometr cyfrowy,

sterowany z 4–bitowego

rejestru. Umożliwia on

precyzyjne dobranie (i,

co ważne, dynamiczne

zmienianie) wartości na-

pięcia poprzez manipula-

cje programowe.

Standardowym wyposa-

żeniem mikrokontrolerów

PIC24 jest zaawansowany

interfejs do komunikacji

szeregowej, przystosowany

do bezpośredniej współ-

pracy z interfejsami RS232,

RS485, LIN 1.2 i IrDA.

Wyposażono go m.in.

w automatyczny detektor

prędkości transmisji da-

nych oraz system autote-

stowania loopback. Bezpie-

czeństwo komunikacji sze-

regowej można zwiększyć

wykorzystując sprzętowy

generator CRC (o napraw-

dę dużych możliwościach),

który – dzięki wydziele-

niu rejestrów dostępowych

– można wykorzystać do

obliczania CRC dowolnych

grup danych.

Standardowym wyposa-

żeniem wszystkich mikro-

kontrolerów z rodziny PI-

C24 są interfejsy SPI i I2C

(po dwa), wybrane mode-

le mają także wbudowane

sprzętowe interfejsy CAN

(lub Enhanced CAN).

Wyposażeniem, które

z pewnością ucieszy wielu

projektantów jest komplet-

ny zegar czasu rzeczywi-

stego z kalendarzem i re-

jestrami alarmu. Wykrycie

ustawionego czasu alarmu

może być sygnalizowane

przerwaniem oraz zmianą

stanu jednej z linii portów

I/O. Znika więc występu-

jący w wielu aplikacjach

problem odmierzania cza-

su oraz programowego re-

alizowania kalendarza. Mi-

krokontroler można łatwo

skonﬁgurować do pracy

w roli zaawansowanego bu-

dzika i to w zdecydowanej

części w oparciu o wbudo-

wany w niego sprzęt.

Rdzeń prezentowanych

mikrokontrolerów wyposa-

żono w bloki sprzętowego

mnożenia (także zmien-

noprzecinkowego) oraz

dzielenia (32:16 bitów),

a liniowa przestrzeń ad-

resowa pamięci programu

obejmuje aż 12 MB. Do-

stęp do pamięci danych

ułatwiają dwa generato-

ry adresów – osobne dla

Elektronika Praktyczna 12/2005

P O D Z E S P O Ł Y

odczytu i zapisu danych.

M a k s y m a l n a l i n i o w a

przestrzeń adresowa dla

pamięci danych wyno-

si 64 kB, ale w obecnie

dostępnych wersjach mi-

krokontrolerów PIC24 nie

jest ona w całości wyko-

rzystana (dostępne obec-

nie mikrokontrolery z ro-

dziny PIC24 mają pamięć

danych o pojemności do

16 kB, a pamięć progra-

mu do 256 kB).

Pamięć programu Flash

można programować za

pomocą interfejsu ICSP

lub JTAG (nowość w ofer-

cie Microchipa!). JTAG

można wykorzystać także

do testowania krawędzio-

wego, natomiast do wspo-

magania uruchamiania sys-

temu z mikrokontrolerem

PIC24 służy specjalny,

dwuliniowy interfejs ICE.

Podsumowanie

Przedstawione rozwią-

zania ilustrują tylko wy-

cinek nowości zastosowa-

nych w nowych mikrokon-

trolerach ﬁrmy Microchip.

Interesujący jest fakt, że

Microchip zrezygnował

(jak na razie) z podąża-

nia modnym kursem „na

ARM–y” i forsuje własne,

ale – jak widać – prze-

myślane rozwiązania.

Jak pokazują dotych-

czasowe doświadczenia,

od samego początku ist-

nienia ﬁrmy inżynierowie

ﬁrmy Microchip potraﬁą

przewidzieć zapotrzebowa-

nie rynku, czego przykła-

dem jest choćby sukces

rodziny procesorów dsPIC.

Jednym z elementów suk-

cesu, kontynuowanym

także w odniesieniu do

prezentowanych nowości,

jest szanowanie nawyków

projektantów korzystają-

cych z mikrokontrolerów

Microchipa: dlatego wła-

śnie zadbano o ich wza-

jemną „pinową” kompaty-

Rys. 2. Schemat blokowy mikrokontrolera z rodziny PIC24F

bilność, a także o to, żeby

projektanci mogli korzy-

stać z dotychczas stosowa-

nych narzędzi, jak choćby

ze środowiska MPLab.

Czy pomysły Micro-

chipa się przyjmą? Je-

stem pewien, że tak, ale

się o to nie założę…

Andrzej Gawryluk