Nové 8-bitové mikrokontroléry PIC18F z rodiny K40 od spoločnosti Microchip Technology majú široké možnosti uplatnenia. V niektorých elektronických zariadeniach sú schopné úspešne nahradiť 32-bitové mikrokontroléry s architektúrou ARM, ktoré sú širšie koncipované a majú väčšiu prepočtovú kapacitu.

Nová rodina mikrokontrolérov Microchip Technology zahŕňa šesť modelov s programovou pamäťou FLASH 16-128kB. Vyskytujú sa vo verziách s počtom vývodov od 28 do 64. Tieto obvody sú prvými z rodiny PIC18, v ktorých je implementovaný súbor periférií nezávislých od jadra CIP (Core Independent Peripherals), doteraz známy z modelových radov PIC10, PIC12 a PIC16.
 
Väčšia kapacita aplikácií
Použitie periférií, ktoré nie sú závislé od jadra, umožňuje výrazne zvýšiť kapacitu aplikácií. Sú navrhnuté tak, aby mohli zrealizovať všetky stanovené  zadania, bez angažovania výpočtového výkonu jadra mikrokontroléra. Vďaka tomu je výkon uvoľnený pre obsluhu hlavného programu. Možné je tiež uspanie jadra, vtedy periférne systémy pracujú nezávisle, možno povedať „na pozadí”. Na jednej strane dosahujeme menšiu spotrebu elektrickej energie, na druhej strane, po správnej konfigurácii, sa uvoľní programová pamäť pre realizáciu hlavnej programovacej slučky.
 
Predpokladaná odozva mikrokontroléra
Jednotlivé periférie (bloky) môžu byť spájané navzájom, vďaka čomu sú dáta, logické stavy vstupov a analógové signály delené a dostupné so zanedbateľným oneskorením. V súvislosti s tým možno dosiahnuť predpokladané odozvy mikrokontroléra na zmeny prebiehajúce v jeho okolí.
 

Obr. Bloková schéma mikrokontrolérov PIC18 K40

Rozšírený súbor periférií
Perifériá CIP dostupné v rodine PIC18 K40:

• 10-bitový prevodník ADC2

Je to ADC s ďalšími čítačmi a registrami, ktorý ponúka podporu pre také operácie ako priemerovanie, filtrácia typu dolná priepusť, prevzorkovanie (ovesampling) alebo dvojúrovňový prahový generátor.

• detekcia prechodu nulou ZCD

Pomocou ZCD (Zero Cross Detect) možno monitorovať stav vstupu, do ktorého je zapojený striedavý signál AC. Signalizuje sa každý prechod signálu nulou pri nábežnej a zostupnej hrane. Informácia o tom môže byť priamo uvedená na vstupe iného dôležitého periféria, konkrétne generátora komplementárnych priebehov CWG.

• Generátor komplementárnych priebehov CWG

 CWG (Complementary Waveform Generator) slúži na vytvýranie komplementárnych priebehov signálu s kontrolou dead-time pre nábežnú a zostupnú hranu. Generátor komplementárnych priebehov umožňuje získať presné prepájacie signály. Pomájajú pri ovládaní triakov bez zapojenia výpočtového výkonu jadra mikrokontroléra. Signály generované pomocou CWG sú dostupné aj pre iné perifériá.

• Perifériá dozorujúce WWDT

WWDT (Windowed Watch Dog Timer) môže sa použiť na zisťovanie programových anomálií spojených s vykonaním pokynu v definovanom čase. V spojení s dostupným blokom CRC/SCAN zvyšuje bezpečnosť aplikácií.

• CRC/SCAN

CRC/SCAN (Cyclic Redundancy Check) umožňuje automatické označovanie kontrolných súm. Môže sa použiť na verifikáciu obsahu programovej pamäte alebo dátovej pamäte za účelom testovania integrity pevnej pamäte.

• mechanizmus PPS

Pomocu  mechanizmu PPS (Peripheral Pin Select) môže byť každé číslicové periférium priradené ľubovoľnému pinu I/O. Poskytuje to väčšiu slobodu v navrhovaní nástrojového zázemia pre mikrokontrolér.

• perifériá HLT

Vďaka perifériu HLT (Hardware Limit Timer) možno monitorovať a zisťovať chýbajúce udalosti, ktoré sa majú diať pravidelne. Umožňuje zisťovať symptómy, ktoré môžu poukazovať na rýchlu chybu v pohonoch riadených mikrokontrolérom,  v systémoch napájania a v iných externých kooperujúcich systémoch. V takých situáciach sa generujú automatické upozornenia a systém sa môže bezpečne vypnúť a/alebo reštartovať.

• perifériá DSM

Použitím DSM (Digital Signal Modulator) možno zmiešavať výstupný dátový tok s periodickým hodinovým signálom (nosnou). Tým spôsobom sa získava zmodulovaný výstupný signál. Možno tiež získať moduláciu FSK, PSK a OOK.

• 10-bitové kanály PWM

Dostupných je spolu do  sedem 10-bitových kanálov PWM (Pulse Width Modulation), pričom tieto signály môžu byť použité na ovládanie motorov, LED diód alebo bloku CWG. 
 
Parametre mikrokontrolérov PIC18F série K40
– vnútorný generátor s kmitočtom 64MHz,
– až 3728B pamäte SRAM;
– až 1024B pamäte EEPROM;
– integrovaný snímač teploty;
– vnútorný, presný zdroj napäťovej referencie;
– 5-bitový prevodník DAC;
– možné pracovné režimy s ultranízkou spotrebou prúdu XLP;
– rozšírená sada komunikačných rozhraní: EUSART (max. 5), I2C (max. 2), SPI (max. 2);
– rozsah pracovnej teploty od -40 do +85°C
– napájacie napätie 2,3 ÷ 5,5 VDC
– dostupné puzdrá UQFN, QFN, SOIC, SSOP, TQFP a DIP.
 
Parametre jednotlivých typov mikrokontrolérov sú uvedené v nasledujúcej tabuľke.

 
Použitie
Nové mikrokontroléry firmy Microchip Technology sa môžu využívať v aplikáciách HMI (Human-Machine Interface), v zariadeniach priemyselnej automatiky ale aj v spotrebnej a automobilovej elektronike a v aplikáciách Internetu vecí (IoT).

Vývojové nástroje
Zoznamovanie sa s rodinou PIC18F sérii K40 CIP je jednoduchšie vďaka dedikovanej vývojovej sade Curiosity HPC (High Pin Count) – DM164136 (obr. 3), ktorá ponúka možnosť spolupráce s mnohými rozširujúcimi doskami Click™. Vďaka Curiosity HPC je možné rýchlo pristúpiť k navrhovaniu aplikácií.
Ba čo viac, plná podpora v projekčnom prostredí MPLAB X IDE, spolu s MCC (Microchip Code Configurator), výrazne skracuje čas prípravy aplikácie pri ich použití.
 
Kľúčové parametre dosky Curiosity HPC
·         integrovaný programátor/debugger,
·         základ pre mikrokontroléry v puzdrách DIP28/DIP40,
·         analógový potenciometer,
·         dve tlačidlá,
·         dva konektory v štandarde mikroBUS, umožňujúce spoluprácu s ľubovoľnou z viac ako 250 dosiek Click™ firmy MikroElektronika.
 

Zhrnutie
Nová rodina mikrokontrolérov úspešne zvláda prácu v mnohých elektronických zariadeniach. Je zaujímavou alternatívou pre jednoduché 32-bitové kontroléry s architektúrou ARM, ktoré sa široko využívajú aj v menej náročných aplikáciách. Tým skôr, že bohatá ponuka periférií vyrovnáva väčší výpočtový výkon tých druhých.
Nové mikrokontroléry sú dostupné v ponuke Transfer Multisort Elektronik, distribútora značky Microchip. Podrobné informácie sa nachádzajú na adrese www.tme.eu.

• O autorovi
• Najnovšie príspevky

TME s.r.o.

Najnovšie články od TME s.r.o. (zobraziť všetky)

• Tieniace a uzemňovacie pásky PPI - 1. septembra 2024
• Komplexné vybavenie každej dielne – značka MILWAUKEE® v TME - 2. augusta 2024
• Spájkovacie stanice a príslušenstvo Metcal - 1. júla 2024