Омэвм содержит все узлы, необходимые для автономной работы

PIC - процессоры
PIC16C84 (или PIC16F84) фирмы “Microchip”- миниатюрный, но мощный микроконтроллер (прил. 2). Он основан на EEPROM или “FLASH” технологии, позволяющей перепрограммировать его буквально за секунды. Из его 18 выводов 13 могут использоваться как разряды ввода/вывода общего назначения. Количество циклов перезаписи равно 1000. При ”1” ток достигает 20мА, при “0”-до 5мА.
Данный микроконтроллер позволяет разрабатывать простые и недорогие электронные устройства, идеален для желающих изучить принципы работы микроконтроллеров.



Рис.1.5.2 Упрощенная структурная схема микроконтроллеров PIC16F84

Выводы RA^* и RB^*-это контакты ввода/вывода, связанные с регистрами микроконтроллера PORTA и PORTB соответственно (RA4 также может быть использован как вход внутреннего таймера, а RB0 может быть использован как источник прерываний).

VDD и VSS - выводы питания.
Серия 16х84 работает в широком диапазоне питающих напряжений, но обычно VSS подключен к 0В, а VDD подключен к +5 В. вывод основного сброса. PIC16F84 относится к семейству КМОП микроконтроллеров. Отличается тем, что имеет внутреннее 1K х 14 бит EEPROM для программ, 8-битовые данные и 64байт EEPROM памяти данных (рис.1.5.2). При этом отличаются низкой стоимостью и высокой производительностью. Все команды состоят из одного слова (14 бит шириной) и исполняются за один цикл (400 нс при 10 МГц), кроме команд перехода, которые выполняются за два цикла (800 нс).
PIC16F84 имеет прерывание срабатывающее от четырех источников, и восьмиуровневый аппаратный стек. Периферия включает в себя 8-битный таймер/счетчик с 8-битным программируемым предварительным делителем (фактически 16 - битный таймер) и 13 линий двунаправленного ввода/вывода. Высокая нагрузочная способность (25 мА макс. втекающий ток, 20 мА макс. вытекающий ток) линий ввода/вывода упрощают внешние драйверы и, тем самым, уменьшается общая стоимость системы. Разработки на базе контроллеров PIC16F84 поддерживается ассемблером, программным симулятором, внутрисхемным эмулятором (только фирмы Microchip) и программатором. Серия PIC16F84 подходит для широкого спектра приложений от схем высокоскоростного управления автомобильными и электрическими двигателями до экономичных удаленных приемопередатчиков, показывающих приборов и связных процессоров. Наличие ПЗУ позволяет подстраивать параметры в прикладных программах (коды передатчика, скорости двигателя, частоты приемника и т.д.). Малые размеры корпусов, как для обычного, так и для поверхностного монтажа, делает эту серию микроконтроллеров пригодной для портативных приложений. Низкая цена, экономичность, быстродействие, простота использования и гибкость ввода/вывода делает PIC16F84 привлекательным даже в тех областях, где ранее не применялись микроконтроллеры. Например, таймеры, замена жесткой логики в больших системах, сопроцессоры. Следует добавить, что встроенный автомат программирования EEPROM кристалла PIC16F84 позволяет легко подстраивать программу и данные под конкретные требования даже после завершения ассемблирования и тестирования. Эта возможность может быть использована как для тиражирования, так и для занесения калибровочных данных уже после окончательного тестирования. Для формирования тактового сигнала микроконтроллера предусмотрен внутренний генератор. Тактовый сигнал необходим для выполнения инструкций микроконтроллера и работы периферийных модулей. Внутренний машинный цикл микроконтроллера (TCY) состоит из четырех периодов тактового сигнала. Тактовый генератор микроконтроллера может работать в одном из восьми режимов. Существует два режима внутреннего RC генератора, отличающихся между собой режимом работы вывода микроконтроллера (вывод микроконтроллера работает как CLKOUT или как универсальный порт вода/вывода). Режим работы тактового генератора определяется битами в слове конфигурации, расположенными в энергонезависимой памяти. Настроить биты конфигурации можно только при программировании микроконтроллера.
Различные режимы тактового генератора позволяют использовать один тип микроконтроллеров в приложениях с разными требованиями к генератору. RC режим генератора снижает стоимость устройства, а LP режим генератора имеет меньшее энергопотребление. С помощью битов конфигурации устанавливается требуемый режим тактового генератора. Для перевода микроконтроллера в исходное состояние с заведомо известными параметрами работы предназначен режим сброса. Источник сброса микроконтроллера может быть идентифицирован с помощью битов состояния. Особенности логики сброса позволяют снизить стоимость устройства и увеличить его надежность. Большинство регистров не изменяются после любого вида сброса, но после сброса по включению питания POR они содержат неизвестное значение.
Архитектура. Высокая эффективность микроконтроллеров PIC micro достигается за счет архитектуры ядра, подобная архитектура обычно применяется в RISC микропроцессорах.
Основные особенности архитектуры микроконтроллеров PIC micro:
- гарвардская архитектура;
- длинное слово команды;
- команда состоит из единственного слова;
- конвейерная обработка команд;
- команды выполняются за один машинный цикл;
- небольшое число команд;
- файловая структура данных;
- все команды ортогональны (симметричны).
В гарвардской архитектуре память программ и память данных разделены. Обращение к памяти происходит по отдельным шинам адреса и данных, что значительно повышает производительность процессора по сравнению с традиционной архитектурой. В микроконтроллерах с традиционной архитектурой ядра команды и данные запрашиваются по одной и той же шине. Чтобы выполнить выборку команды необходимо сделать несколько запросов по 8-разрядной (или кратной 8 разрядам) шине. Затем (если необходимо) запросить данные, выполнить команду и сохранить результат. Шина с традиционной архитектурой ядра значительно загружена.
В микроконтроллерах с гарвардской архитектурой ядра выборка команды происходит за один цикл (все команды 14 - разрядные). При обращении к памяти программ можно выполнить запись или чтение данных, т.к. память данных подключена к ядру микроконтроллера по отдельной шине. Раздельные шины доступа к памяти программ и к памяти данных позволяют исполнять текущую команду и производить выборку следующей команды, организуя конвейерную обработку команд.
Центральное Процессорное Устройство (ЦПУ) предназначено для детектирования команд, расположенных в памяти программ и управления работой микроконтроллера. Большинство команд микроконтроллера обращаются к ячейкам памяти данных. Для работы с памятью данных требуется арифметико-логическое устройство (АЛУ). АЛУ выполняет арифметические, логические операции и управляет флагами состояния (флаги состояния расположены в регистре STATUS). Выполнение некоторых команд приводит к изменению битов состояния в зависимости от полученного результата.

Рис. 1.5.3 Упрощенная схема подключения PIC-процессора