Appunti sui Microcontrollori PIC

Questi dispositivi denominati microcontrollori (MCU), apparentemente sembrano dei semplici integrati, ma la loro struttura è analoga a un microprocessore (CPU). Le differenze sostanziali sono che una CPU necessita di un Sistema Operativo per poter funzionare, hanno grandi velocità di calcolo e hanno bisogno di periferiche e interfacce dedicate per poter eseguire le operazioni fondamentali. Una MCU invece lavora in modo autonomo in quanto nel suo interno sono integrate tutte le periferiche fondamentali per il funzionamento.

Il PIC è costituito dalle seguenti parti fondamentali:

CPU (Central Process Unit) permette di eseguire le istruzioni programmate

PROM (Programable Read Only Memory) contiene il programma da noi preparato

EEPROM (Electrical Erasable Programable Read Only Memory) tiene i dati in assenza di              alimentazione

RAM (Random Access Memory) contiene dati di elaborazione

PORTE I/O che permettono il colloquio del processore con l’esterno

Contatori, timer, convertitore A/D,Usart, Pwm, ecc...

Le applicazioni degli MCU sono svariate in quanto la funzione che possono svolgere dipende semplicemente dal software che viene memorizzato al suo interno e viene eseguito ciclicamente.

Grazie alla loro versatilità e il basso costo hanno reso tale diffusione di questo dispositivo, con applicazioni di piccola e media complessità nel sistema d’automazione industriale, sistemi di controllo, impianti di allarme, TV e Satellite, e nel campo degli hobbisti riuscendo così a modificare il modo di realizzare circuiti elettronici rispetto ai sistemi in logica cablata.

In queste pagine si parlerà in particolare del PIC (Peripheral Interface Controller)

(Controllore di Periferiche Programmabile) prodotto dalla microchip.

 

ARCHITETTURA DI FUNZIONAMENTO

L’architettura tipica di una MCU e CPU sono rappresentate in seguito:

HARVARD

Consente di avere due BUS separati uno per i dati e l’altro per le istruzioni e quindi la memoria programma è separata da quella dati, consentendo di accedere contemporaneamente a entrambi.

VON NEUMANN

Consente di avere un unico BUS condiviso sia per i dati che per le istruzioni e quindi un’unica memoria per i dati e le istruzioni.

RISC

Un’altra caratteristica importante dei microcontrollori è che dispongono di un set ridotto di istruzioni che nel caso dei PIC16XXX sono 35, quasi tutte vengono eseguite in 4 cicli clock detto anche “ciclo macchina” quindi un’istruzione viene eseguita in un ciclo macchina, ad eccezione per le istruzioni di salto che ne richiede due. Questo concetto viene denominato RISC (Reduced Instruction Set Computer) sviluppato dalla IBM, in pratica vengono sfruttate il set di istruzioni principali per poter eseguire il programma, per cui si semplifica di molto l’architettura interna in fase di progettazione avendo dei chip con dimensioni minori, e numero di pin essenziali per le funzioni stabilite.

 

INIZIARE A LAVORARE CON I PIC (click su testo)