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La arquitectura MID-RANGE extendida tiene los núcleos de los nuevos microcontroladores de las familias PIC12 y PIC16. Características distintivas:

• ancho de palabra de la memoria del programa: 14 bits ;
• número de instrucciones de máquina admitidas: 35 principales y 14 adicionales (optimizadas para el compilador de C , lo que permite reducir el tamaño del código en un 40 %);
• mayor memoria de programas y datos;
• pila de hardware más profunda y mejorada;
• fuentes adicionales de descarga;
• soporte para dispositivos periféricos con el módulo mTouch™ (utilizado para crear interfaces de usuario táctiles);
• reducción del tiempo de entrada de interrupción ;
• el rendimiento aumentó a 8 MIPS .

Microcontroladores PIC18 de 8 bits

Características distintivas de los microcontroladores de la familia PIC18F:

• ancho de palabra de la memoria de programa: 16 bits ;
• la capacidad de conectar los siguientes periféricos: ADC de 10 y 12 bits , comparadores , PWM, captura/comparación, controladores , LCD , periféricos con interfaces USB , CAN , I²C , SPI , USART , Ethernet , TCP/IP , ZigBee , etc.;
• rendimiento: hasta 16  MIPS ;
• capacidad de memoria de programa: hasta 128 kB ;
• número de pines: de 18 a 100;
• soporte para tecnología NanoWatt;
• la presencia de un generador programable;
• tensiones de alimentación admitidas: 3,3 y 5 V ;
• compatibilidad (software, pines, periféricos) con otros controladores de esta familia y con controladores de 16 bits de otras familias.

Controladores de 16 bits

Microchip fabrica dos familias de microcontroladores (MCU) de 16 bits y dos familias de controladores de señal digital (DSC) de 16 bits que brindan a los desarrolladores plataformas compatibles con una amplia gama de tipos de paquetes, periféricos y velocidades. Características clave de todas las familias de 16 bits:

• ancho de palabra de la memoria de programa: 24 bits ;
• compatibilidad de pines;
• sistema de mando unificado;
• compiladores de C comunes y herramientas de desarrollo;
• número de pines: de 18 a 100;
• tamaño de la memoria flash: de 6 a 536 KB .

Microcontroladores de 16 bits PIC24F y PIC24H

Características clave:

• ejecución de comandos en 2 ciclos del generador;
• tiempo de respuesta de interrupción garantizado - 5 ciclos de comando;
• acceso a la memoria (incluidas las instrucciones de lectura, modificación y escritura) en 1 ciclo de instrucción;
• multiplicador de hardware (para 1 ciclo);
• divisor de hardware de 32/16 y 16/16 números (17 ciclos de comando);
• rango de tensión de alimentación 1,8 ... 3,6 V , una fuente de alimentación;
• en circuito y autoprogramación;
• generador incorporado con PLL;
• periféricos extendidos (hasta 3 SPI, hasta 3 I2C, hasta 4 UART (compatibles con IrDA, LIN), CAN (y ECAN extendido), USB OTG);
• módulo de medición del tiempo de carga (CTMU), la aplicación principal es el control de sensores capacitivos;
• corriente de entrada/salida de propósito general - 18 mA ;
• los puertos son tolerantes a dispositivos de 5V ;
• compatibilidad con hasta nueve temporizadores de propósito general de 16 bits;
• soporte para hasta ocho módulos de captura;
• soporte para varios modos de ahorro de energía;
• soporte para hasta dos ADC (32 canales) con profundidad de bit configurable;
• compatibilidad con hasta ocho módulos de comparación/generación de PWM de 16 bits;
• asignación de pines de software (PPS);
• acceso directo a la memoria DMA (para PIC24H);
• conjunto ampliado de instrucciones;
• 16 registros ortogonales de propósito general;
• sistema de interrupción de prioridad vectorial;
• y otras características (métodos de direccionamiento, ciclos de hardware).

Los microcontroladores de 16 bits se presentan en dos modificaciones: PIC24F y PIC24H, que difieren en la tecnología de fabricación de memoria de programa flash. Esto determina el rango de tensión de alimentación - para PIC24F - 2,0 ... 3,6 V , para PIC24H - 3,0 ... 3,6 V .

Los controladores de la primera familia (PIC24F) están fabricados con tecnología más económica ( 0,25 micras ) y funcionan al máximo rendimiento del núcleo ( 16 MIPS , 32 MHz ). Los controladores de la segunda familia (PIC24H) se fabrican utilizando una tecnología de proceso más compleja, que permite alcanzar una mayor velocidad ( 40 MIPS , 80 MHz ). Ambas familias de controladores admiten programación en circuito (ICSP) y autoprogramación (RTSP).

Controladores de procesamiento de señales digitales dsPIC30F y dsPIC33F

Microchip ofrece dos familias de microcontroladores de 16 bits con memoria flash e instrucciones DSP, el dsPIC30F y el dsPIC33F. La velocidad ( 30 MIPS para dsPIC30F, 40 MIPS para dsPIC33FJ, 70 MIPS para dsPIC33EP) y un sistema de comando eficiente permiten que los controladores se utilicen en sistemas en tiempo real. Peculiaridades:

• sistema de comando extendido, que incluye comandos específicos para admitir el procesamiento de señales digitales (DSP) ;
• Las instrucciones de 24 bits se ejecutan en 4 ciclos de reloj para el dsPIC30F y 2 para el dsPIC33FJ(EP), excepto las instrucciones de división, las instrucciones de salto, las instrucciones de transferencia de registro a registro y las instrucciones de tabla;
• la capacidad del contador de programa ( 24 bits ) permite direccionar hasta 4 M palabras de memoria de programa ( 4 M * 24 bits );
• soporte de hardware para bucles como DO y REPEAT, cuya ejecución no requiere costos adicionales de memoria de programa y tiempo para analizar las condiciones de terminación. Al mismo tiempo, estos ciclos pueden ser interrumpidos por eventos de interrupción en cualquier momento;
• 16 registros de trabajo. Los registros pueden almacenar datos, una dirección o una compensación de dirección;
• dos clases de instrucciones: instrucciones de microcontrolador (MCU) e instrucciones de procesamiento de señal digital (DSP). Ambas clases están igualmente integradas en la arquitectura del controlador y son procesadas por un núcleo;
• varios tipos de direccionamiento;
• el sistema de comando ha sido optimizado para una máxima eficiencia al programar en el lenguaje C de alto nivel.

Si puede hablar de PIC24F como una versión modificada truncada de dsPIC30F (sin un núcleo DSP, con una fuente de alimentación de tres voltios y una tubería rediseñada), entonces PIC24H es una versión truncada de dsPIC33F. Aunque esta comparación viola la causalidad, es técnicamente correcta. El kernel dsPIC33F es completamente similar al kernel dsPIC30F, excepto que en dsPIC33F una instrucción se ejecuta en dos ciclos de generador. Las familias son totalmente compatibles en términos de conjunto de instrucciones, modelo de programación y métodos de direccionamiento, lo que permite el uso de bibliotecas y códigos fuente de programas escritos para el dsPIC30F. De particular interés es el sistema de reloj revisado en comparación con el dsPIC30F. El dsPIC33F, al igual que la familia PIC24H, tiene un PLL multiplicador fraccional (configurable por software) que le permite obtener una cuadrícula de frecuencia de 12,5 MHz a 80 MHz en pasos de 0,25 MHz utilizando un oscilador de cristal de 4 MHz . Además, los controladores dsPIC33F y PIC24H cuentan con dos osciladores RC internos de alta estabilidad a 7,3728 MHz y 32,768 kHz . Un divisor de reloj de núcleo separado (módulo DOZE) está presente en todas las nuevas familias de controladores de 16 bits. Le permite reducir la frecuencia de reloj suministrada al núcleo, independientemente de la frecuencia de reloj de los módulos periféricos, lo cual es necesario para reducir el consumo en aplicaciones con energía limitada. Amplia selección de periféricos.

Periféricos generales:

• calendario y reloj de tiempo real RTCC;
• Cálculo de hardware CRC;
• periféricos extendidos (SPI, I2C, UART (compatible con IrDA, LIN), CAN (ECAN));
• ADC de 10 y 12 bits ;
• comparadores ;
• DAC de 10 y 16 bits ;
• acceso directo a memoria (DMA) ;
• puerto paralelo maestro (PMP);
• asignación de pines de software (PPS);
• sistema de protección de código multinivel (code guard).

Periféricos diseñados para controlar motores y convertidores de energía:

• PWM especializado para control de accionamiento (control de motor PWM);
• interfaz de codificador de cuadratura.

Periféricos para fuentes de alimentación conmutadas (SMPS):

• PWM especializado de alta resolución (SMPS PWM);
• ADC especializados (SMPS ADC).

Periféricos de audio:

• ADC de 12 bits;
• DAC de 16 bits;
• PWM especializado (comparación de salida PWM);
• Interfaz de codificación de datos DCI (I2S, AC97 ).

Periféricos diseñados para controlar pantallas gráficas:

• host puerto paralelo PMP (QVGA);
• módulo de medición de tiempo de carga CTMU (pantallas táctiles).

Microcontroladores de 32 bits

Características distintivas de la familia PIC32 de microcontroladores de 32 bits:

• profundidad de bits: 32 bits ;
• núcleo: MIPS32 M4K ;
• frecuencia de reloj central: hasta 120 MHz (para la serie MX) y hasta 200 MHz (para la serie MZ) ;
• ejecución de la mayoría de los comandos en 1 ciclo del generador;
• rendimiento: 1,53 Dhrystone MIPS/MHz;
• Los puertos de E / S pertenecen al rango de frecuencia principal, por lo que, por ejemplo, puede extraer los puertos con una frecuencia de reloj;
• se organiza un rango de frecuencia adicional para la periferia desde la principal por medio de un divisor configurable por software, por lo que se puede reducir la frecuencia de reloj de la periferia para reducir el consumo de energía;
• número de pines: 28, 44, 64 y 100;
• Tamaño de SRAM: hasta 128 kB ;
• tamaño de la memoria flash: 512 KB con caché de captación previa;
• compatibilidad de pines y depuración con controladores Microchip de 16 bits;
• multiplicador-divisor de hardware con una canalización de velocidad optimizada independiente del núcleo principal;
• Conjunto de instrucciones MIPS16e™ de 16 bits mejorado que puede reducir el tamaño del código de algunos programas hasta en un 40 %;
• Controlador USB independiente del núcleo principal.

La familia PIC32 de microcontroladores de 32 bits cuenta con un rendimiento significativamente mayor y memoria en el chip en comparación con los microcontroladores PIC24/dsPIC de 16 bits y los controladores de procesamiento de señales digitales. Los controladores PIC32 también están equipados con una gran cantidad de módulos periféricos, incluidas varias interfaces de comunicación, al igual que PIC24, y un puerto paralelo de 16 bits, que se puede usar, por ejemplo, para dar servicio a chips de memoria externos e indicadores de cristal líquido TFT.

La familia PIC32 se basa en el núcleo MIPS32®, con bajo consumo de energía, respuesta rápida a interrupciones, funcionalidad de herramienta de desarrollo y un rendimiento de 1,53 Dhrystone MIPS/MHz líder en su clase. Esta velocidad se logra gracias a un conjunto de instrucciones eficiente, una canalización de 5 etapas, un multiplicador de hardware de acumulación y múltiples (hasta 8) conjuntos de registros de kernel de 32 bits.

Herramientas de Programación y Depuración

Para la programación de microcontroladores de la familia PIC, se utilizan programadores -depuradores propietarios IC PROG, ICD-2, ICD-3, REAL ICE, Pickit, PicKit2, Pickit3, Pickit4. Estos programadores permiten no solo programar, sino también depurar el código. Capacidades: recorrer paso a paso, establecer puntos de interrupción, ver el contenido de la RAM y la memoria del programa, ver el contenido de la pila.

Además de los fabricados por Microchip, hay una gran cantidad de programadores y depuradores producidos por desarrolladores externos rusos y extranjeros [3] [4] [5] .

Véase también

• AVR
• Intel 8051
• BRAZO
• MSP430

Notas

1. ↑ Grandes microprocesadores del pasado y del presente (V 13.4.0) Archivado el 27 de febrero de 2009 en Wayback Machine .
2. ↑ Microcontroladores modernos: arquitectura, herramientas de diseño, ejemplos de aplicación, recursos de Internet / telesistemas . ed. Korshuna IV; compilación, trad. De inglés. y procesamiento literario de Gorbunov B.B. - M . : "Akim", 1998. - S. 151. - 272 p. — 15.000 copias.  — ISBN 5-85399-045-4 . (Ruso)
3. ↑ Programadores. Breve Reseña . Consultado el 4 de octubre de 2020. Archivado desde el original el 10 de octubre de 2020. (indefinido)
4. ↑ Reseña de video de programadores . Consultado el 4 de octubre de 2020. Archivado desde el original el 8 de octubre de 2020. (indefinido)
5. ↑ Los 10 mejores programadores y depuradores de Aliexpress . Consultado el 4 de octubre de 2020. Archivado desde el original el 9 de octubre de 2020. (indefinido)

Enlaces

• Sitio web oficial microchip.com Archivado el 2 de marzo de 2021 en Wayback Machine . 
• Foro de productos de microchip
• PIC24.ru  Sitio ruso dedicado principalmente a las familias PIC24 y dsPIC
• Sitio dedicado a los controladores PIC para principiantes
• Un foro dedicado a los controladores PIC para principiantes, donde se reunieron los mismos principiantes
• Sitio web dedicado a la programación de controladores PIC
• Wikimedia Commons tiene medios relacionados con PIC