معرفی میکرو کنترلر PIC

PIC که معمولا به “پیک” تلفظ  می شود خانواده ای از میکرو کنترلر ها هستند که توسط شرکت Microchip Technology ساخته شده اند. lمشخص نیست که PIC یک نام خاص و یا یک نام اختصاری می باشد اما می توان به اختصار هایی مانند Peripheral Interface Controller و یا Programmable Interface Controller را در رابطه با PIC دست.

PIC یک مینی کامپیوتر کامل است اما بر خلاف یک کامپیوتر که برای استفاده شخصی طراحی شده ، میکرو کنترلر های PIC برای کار کردن با یک ماشین طراحی شده است به عنوان مثال با ستفاده از PIC می توان یک سروموتور را به منظور کنترل بازوی یک روبات برنامه ریزی کرد.

میکرو کنترلر های PIC داری ساختار و معماری پیشرفته ای هستند عملکرد بالایی دارند و از تنوع زیادی بر خوردارند. تنوع در اندازه ، امکانات ، قابلیت ها، و هزینه از مزایای عمده این دسته از میکرو کنترلر هاست.

این میکرو کنترلر ها سازگاری بالا گرا دارند. اگر برگه اطلاعات آنها را مشاهده کنید خواهید دید که یکی از ویژگیهای ذکر شده این است که با کد برنامه میکرو کنترلر های قدیمی تر از خود براحتی کار می کنند.

استفاده از میکرو کنترلر ها ساده است مدار راه انداز ساده ای داشته  و براحتی از طریق دو پایه برنامه ریزی می شوند. تعداد دستورات برای یادگیری آن کم است و با استفاده از یک زبان سطح بالا کار نوشتن  نوشتن برنامه فوقالعاده ساده می شودو بجرات می توان گفت بدون اطلاع نداشتن از ثباتهای این میکروکنترلر براحتی می توان با یک زبان سطح بالا برنامه نوشت و جواب گرفت.برای استفاده آسان از این میکرو کنترلر ها از زبانهای سطح بالایی نظیر  C ، Basic و Pascal نیز استفاده شده است.

وجه مشترک این نرم افزار ها این است که توابع آماده زیادی را در اختیار کاربر قرار داده اند تا اکثر نیاز های کاربر را بر آورده سازد.

معماری میکرو کنترلر های PIC:

پیک ها از معماری هاروارد استفاده می کنند. در مقابل این معماری ، معماری ون نیومن قرار دارد که در اکثر میکروپروسسور های رایج استفاده می شود و گذر گاه حافظه برنامه ، گذر گاه حافظه داده ، I/O ،ثباتها و غیره یکی است. این معماری موجب می شود که براحتی بتوان از طریق I/O با حافظه خارجی ارتباط برقرار کرد و برنامه را از روی آن اجرا کرد اما محدودیت های پهنای باند گذر گاه  نیز در این معماری مطرح است.میکرو کنترلر های ون نیومن  بطور کلی از لحاظ دستورات اجرایی به صورت CISC طراحی می شوند یعنی اینکه داری دستورات پیچیده و زیادی هستند.

معماری ون نیومن

معماری هاروارد از گذرگاه های حافظه برنامه و حافظه داده مجزا استفاده می کند.این معماری به دلیل برخورداری  از پهنای باند  گذرگاه حافظه زیاد  و متفاوت از حافظه داده استفاده موثر از حافظه برنامه را آسان می کند.بکار گیری این معماری همچنین سبب شده است اکثر دستورات میکروکنتر PIC تنها در یک سیکل اجرا شوند ( بجز دستورات پرشی که در دو سیکل اجرا می شوند). به طور کلی میکرو کنترلر های دارای معماری هاروارد از لحاظ دستورات دستورات اجرایی بصورت RISC طراحی می شوند.اشکالی که به معماری هاروارد وارد است این است که بسختی می توان با حافظه برنامه خارجی از طریق پایه های ورودی و خروجی ارتباط برقرار کرد.به همین خاطر بیشتر میکرو کنترلرها با ساختار هاروارد ، تنها حافظه برنامه داخلی دارند.

میکرو کنترلر های PIC در سه سری ۸ بیتی و ۱۶ بیتی و سی و دو بیتی تولید می شوند که در ادامه به طور مختصر به بیان آن می پردازیم

میکرو کنترلر های پیک ۸ بیتی:

• سری PIC10F و PIC12F:

این سری قدیمی ترین سری از میکروکنترلرهای PIC می باشد اما سادگی کار با آنها و نیز ارزان بودن آنها باعث شده تا همچنان این میکروکنترلر ها در صنعت باقی بمانند. البته microchip با توسعه میکروکنترلر های این گروه همانطور که مشاهده می کنید سرعت اسیلاتور در خانواده pic10f حداکثر ۱۶مگاهرتز و در خانواده PIC12F نیز حداکثر سرعت ۳۲مگاهرتز در برخی مدل ها می باشد.

• سری PIC16F:

از این سری ۱۵۵ نوع میکروکنترلر موجود است که نهایت سرعت اسیلاتور در آنها ۴۸مگاهرتز می باشد.

• سری PIC18F:

این سری قوی ترین و جدید ترین میکروکنترلر های ۸بیتی PIC می باشد و حدود ۲۲۰ میکروکنترلر از این سری ساخته شده است. سرعت در برخی از میکروکنترلر های این سری تا ۶۴ مگاهرتز نیز می رسد که سرعت فوق العاده ای برای یک میکروکنترلر ۸بیتی می باشد.

میکروکنتر های پیک ۱۶ بیتی:

این سری در دسته های pic24f ، PIC24H ، PIC24E ، dsPIC30 ، dsPIC33F و dsPIC33E گروه بندی شده اند. از ویژگی های بارز این گروه که در میکروکنترلر های ۸ بیتی وجود نداشت رابط CAN و USB و وجود تایمر های ۳۲ بیتی می باشد.

• سری PIC24F:

این سری دارای CPU با سرعت ۱۶MIPSمی باشد و سرعت فرکانس اسیلاتور در مدل های مختلف آن متفاوت است چنانچه در برخی مدل های جدید تا ۲۵۰ مگاهرتز هم میرسد اما به طور میانگین سرعت آنها با استفاده از حلقه های PLL تا۹۶ مگاهرتز می باشد. 

• سری PIC24E و PIC24H:

سرعت CPU در این دو سری نسبت به سری قبلی بهبود چشمگیری داشته و تا ۷۰MIPS نیز میرسد البته کمترین سرعت نیز در این سری ۴۰MIPS می باشد. 

• سری dsPIC30F:

میکروکنترلر های dsPIC به دلیل ویژگی های خاصی که دارند به میکروکنترلر های پردازش سیگنال مشهور هستند سرعت CPU در این سری ۳۰MIPS و تعداد محصولات این سری ۲۴ می باشد.

• DsPIC33F و dsPIC33E:

این خانواده بیشتر برای کابردهای عمومی و کنترل موتور طراحی شده اند و سرعت CPU نیز از ۱۶MIPS به ۷۰MIPS می رسد..

میکرو کنترلر های پیک ۳۲ بیتی:

این سری دارای سرعت فرکانس اسیلاتور تا ۲۰۰ مگاهرتز و سرعت CPU تا ۳۳۰DMIPS میباشد. ویژگی های فراوانی دیگری نیز از قبیل OTG USB رابط Ethernet / USB/ CAN و نیز تا ۲مگابایت حافظه داخلی FLASH رنج دمای کاری از -۴۰ تا ۱۲۵ C° و قابلیت های دیگری می باشد که میتوانید برای اطلاع به این آدرس مراجعه کنید.