Pagina radioclubului judetean Calarasi
Pagina in constructie

Radioamatori apartinind Radioclubului YO9KPL :

 

Curs microcontrolere

 

Un curs foarte simplu, dar eficient, în acelaşi timp, pentru a afla cum să programezi microcontrolere PIC, produse de renumita firma Microcip. Vom folosi limbajul de nivel inalt Basic, simplu şi intuitiv însa extrem de puternic, ce permite dezvoltarea şi întreţinerea foarte usoara, cu avantajul realizarii rapide a proiectelor.

Ce este pina la urma un microcontroler? Este un circuit integrat, de mici dimensiuni , a căror funcţie nu este stabilita apriori de către producător, dar este programat de către utilizatorul final sau de proiectant.

Un exemplu va clarifica mai bine conceptul: dacă am achizitionat un circuit integrat CD 40106, puteti doar să-l utilizaţi ca o sase porti NU şi nimic mai mult, în timp ce un sistem integrat CD4026 avea doar funcţia de comutator si de decodificator pentru LED-uri. Ele nu mai pot efectua alte functii, in afara celor pentru care au fost „programate".

În schimb, un microcontroler, desi fizic identic cu celelalte IC, pot face cele mai disparate sarcini, de la simple pina la  extrem de complex: totul depinde de abilitatea programatorului in a scrie cu un limbaj de programare  acest program. Uşor de spus, greu de facut.

 

Prima abordare

 

PIC-urile sunt microcontrolere, care programate corespunzător, executa foarte rapid sarcinile date. Cu alte cuvinte, formeaza un sistem digital programabil.

Intern sun formate  din din dispozitive complexe care se regasesc in mare parte si la  un calculator personal.

Părţile principale incluse sunt: CPU (Central Process Unit), care are ca functie executarea una după alta instrucţiunile programate; PROM (Progammable Read Only Memory), care contine programul scris de către om, şi EEPROM (Electrical Erasable Programmale Read Only Memory ) care pot stoca datele utilizatorului, chiar in absenta tensiunii de alimentare, memoria RAM (Random Access Memory), care conţine date temporare şi variabile tranzitorii variabile, precum şi porturi de intrare şi ieşire, prin care PIC comunica cu în lumea exterioara şi pot fi conectate la orice tip de echipament desigur, cu interfeţe electronice corespunzătoare.

Pe parcursul studiului nostru vom utiliza PIC16F84 un foarte popular microcontroler, fabricat de Microchip (www.microchip.com), care este fiabil, robust, si in plus si destul ieftin. De asemenea, poate fi programat practic un număr infinit de ori. Aceste microcontrolere funcţionează cu o tensiune de 5 volti CC.

Nu sunt permise diferenţe mari, oricum este foarte uşor de obtinut aceasta tensiune cu stabilizatoare adecvate.

 

Funcţiile celor 18 PINI

 

PIC16F84 se prezinta in formatul DIL (dual în linie), cu 18 de pini, 9 pe fiecare rând. Fiecare PIN are propriul sau rol, dar surprinzător este faptul că 13 din acestia formeaza porturile de intrare-ieşire.

În figura 1 este prezentata aranjarea pinilor (vedere de sus).
Fiecare pin are o functie bine stabilita:

•Pinul 14 (VDD) este conectat la plusul alimentarii (+5 V).

•Pinul 5 (VSS) trebuie conectat la masă comună
a circuit.

•Pinul 4 (MCLR) în mod normal conectat la plusul tensiunii de alimentare , daca primeste un 0 logic executa resetul circuitului,  iar programul începe de la zero

•Pinii 16 şi 15 (OSCI şi OSC2) ajuta pentru formarea ceasului microcontrolorului. Vom studia acest lucru mai tirziu.

•Pinii 6,7, 8, 9,10,11,12,13 (RB0-RB7)  formeaza  PORTB, adică 8 biţi, care pot fi folositi  pentru intrarea şi ieşirea de semnale  logice.

•Pinii 17, 18, 1, 2, 3 (RA0-RA4) formeaza PORTA, adica 5 biţi, care pot fi folositi pentru intrarea şi la ieşirea de semnale logice.

Treisprezece pini de comunicatie cu lumea exterioară, par a fi multi, dar veţi vedea că veti dori mai mult.

RA2	RA1
RA3	RAO
RA4	OSCI
/MCLR	OSC2
Vss	Vdd
RBO	RB7
RB1	RB6
RB2	RB5
RB3	RB4

 

Scheme de conectare

 

Pentru ca un microcontroler să funcţioneze, trebuie să fie conectat la foarte puţine componente externe, care stabilesc condiţiile de funcţionare şi, în special, de viteza. Există două moduri de lucru: un mod economic şi dar cu o precizie mai mica, altul mai putin economic, dar mult mai precise.

Sa le vedem pe ambele.

Aşa cum am menţionat mai înainte, pinii 15 şi 16 sunt legati la componente care determina viteza de ceas şi respectiv a  PIC-ului in ansamblu.

 

Conexiunea  cu reţea RC

 

Schema cea mai simplă de conectare este prezentata în figura 2.

Utilizează o reţea formata dintr-o rezistenta si un condensator pentru  generarea semnalului de ceas. Se utilizeazaa această soluţie, atunci când precizia frecventei  nu este factorul cheie.

 

Conexiune cu reţea cu cuarţ

 

Aceasta este, desigur, de configuratia  de preferat fiind şi cea mai precisa. Utilizind un cristal de 4 MHz, cu un software bun , se poate ajunge la perioade de timp de precizie uimitoare, chiar şi pentru cele lungi. În Figura 3 este prezentata schema de conectare.

De notat prezenta la capetele cuartului a celor doi condensatori ceramici de la 22 pF.

Prin urmare avem deja suficient material pentru inceperea lucrului.

 

 

 

Limbaje de programare

Pentru a-i comunica cerintele noastre unui microcontroler (sau unui computer) este necesar sa folosim aceeaşi limbaj. Din păcate, limbajul lui este format numai din simboluri elementare (0 si 1), neînţelese direct de catre om om. Prin urmare, s-au creat nişte instrumente care pot traduce limbajul uman in binar, care se numesc interpretoare şi compilatoare.

Sa aprofundam acum conceptul de limbaj de programare.

Se numeşte program toate comenzile şi instrucţiunile legale şi corecte pe care o maşina le poate executa fără posibilitate de eroare pentru a rezolva o problemă. Daca ne gindim mai bine chiar omule, in timpul activităţilor zilnice, urmează o succesiune ordonată de de sarcini şi atribuţii.

Dacă doriţi, într-un exemplu practic, am putea descrie, cu acest pseudo-limbaj, ce facem intr-o zi:

• Ora 07:00 auziti alarma ceasului.

• Sariti din pat.

• Mergeti la baie.

• Deschideti robinetul.

• În cazul în care apa este rece, deschideti apa calda.

• Închideţi robinetul.

• Mergeti în dormitor.

• Va imbracati.

• Mergeti in bucătărie.

• Pregătiţi cafeaua.

• Turnati cafea în ceaşcă.

• Puneti o linguriţă de zahăr.

• Repetare aceasta de 3 ori.

... şi aşa mai departe.

 

După cum puteţi observa, chiar în viaţa noastră, sunt respectate şi executate unele acţiuni simple, unele au loc doar în anumite situaţii (de exemplu, apa calda), sau altele sunt repetate, de un număr de ori (de exemplu linguriţă de zahăr).

 

Convertoare DAC si DCA

si invers