PIC borð: Eiginleikar, PIC fjölskyldur, forritun og villuleit

PIC-borð er tilbúið rafeindaborð sem notar örflögu PIC örgjörva. Hún felur í sér aflstýringu, klukkugjafa, endurstillingarrás, ICSP forritunarpinna og grunn I/O tengingar. Þessi grein útskýrir PIC fjölskyldur, vélbúnaðarblokkir, orkuvalkosti, stækkunarhausa, uppsetningu MPLAB X, villuleitarstuðning og samanburð á vettvangi í skýrum smáatriðum.

Yfirlit yfir stjórn PIC

PIC-borð er tilbúið rafeindaborð byggt upp í kringum örflögu PIC örgjörva. Það inniheldur stuðningsbúnað sem þarf fyrir stöðugan rekstur, svo sem aflstýringu, klukkugjafa, endurstillingarrás, forritunarviðmót og grunninntak/úttakstengingar.

Aðalmarkmið PIC-borðs er að einfalda þróun. Í stað þess að byggja allar stuðningsrásir frá grunni, veitir borðið áreiðanlegan upphafspunkt til að prófa fastbúnað, athuga merki og smíða frumgerðir. Þetta gerir PIC borð gagnleg til náms, vöruþróunar og prófana á stýrikerfum.

PIC örgjörvakjarna og fjölskyldur notaðar á PIC borðum

Í miðju hvers PIC-borðs er PIC-örgjörvinn, sem keyrir fastbúnaðinn og stjórnar I/O borðsins. PIC tæki nota Harvard-arkitektúr, þar sem forritaminni og gagnaminni eru aðskilin. Þetta hjálpar PIC-borðum að veita fyrirsjáanlegan tímasetningu og stöðuga hegðun í stjórnforritum. PIC-borð eru fáanleg með mismunandi PIC-fjölskyldum eftir því hvaða frammistöðustig þarf:

• PIC16 borð henta fyrir grunnstýringarverkefni og ódýr verkefni.

• PIC18 borð bjóða upp á betri hraða og fleiri innbyggð aukabúnað til að stækka.

• dsPIC33 borð styðja háþróaða tímasetningu og mótor-/stýringareiginleika, þar á meðal stafræna merkjavinnslu.

• PIC32 borð bjóða upp á 32 bita afköst, stærra minni og sterkari samskiptastuðning.

Grunnvélbúnaðarblokkir á PIC-borði

Orkustýring

PIC-borð inniheldur aflstýringu til að halda spennunni stöðugri fyrir PIC örgjörvann og aðra hluta á borðinu. Það tekur afl frá USB eða ytri DC gjafa og breytir því í stöðugan 3,3 V eða 5 V straumgjafa. Þetta hjálpar borðinu að ganga mjúklega og kemur í veg fyrir vandamál sem stafa af óstöðugu afli.

Klukkuuppspretta

Klukkugjafinn stjórnar tímasetningu PIC örstýringarinnar. Mörg PIC-borð nota kristal eða hljóðkerfi til að tryggja stöðugan kerfisklukku. Sum borð leyfa einnig að skipta á milli innri klukku og ytri klukku með stökkum eða stillingum, eftir PIC og hönnun borðsins.

Endurstillingarrás (MCLR)

Endurstillingarhringrásin hjálpar PIC örgjörvanum að ræsa rétt í hvert skipti sem rafmagn er sett á. Hún inniheldur oft pull-up viðnám og getur einnig innihaldið þétti og endurstillingarhnapp. Þessi uppsetning heldur endurstillingarpinnanum stöðugum og leyfir hreinan handbók að endurstilla þegar þörf krefur.

ICSP forritunarhaus

Flest PIC borð innihalda ICSP haus, sem stendur fyrir In-Circuit Serial Programming. Þessi haus veitir helstu forritunar- og villuleitarmerki sem þarf til að hlaða kóða inn í PIC örstýringuna. Pinnarnir innihalda oftast MCLR/VPP, PGC, PGD, afl og jörð, sem tengjast verkfærum eins og PICkit, MPLAB Snap eða ICD4.

Grunninntak og úttak á borði

PIC-borð hefur oft grunninntaks- og úttakshluta þegar uppsetta, eins og LED-ljós og hnappa. Þessir innbyggðu hlutir gera það auðveldara að athuga hvort forritið sé í gangi og hvort PIC lesi inntök rétt, án þess að þurfa aukahluti strax.

Verndarhlutir

Sum PIC-borð bæta við verndarhlutum til að koma í veg fyrir skemmdir vegna algengra rafmagnsvandamála. Þetta getur falið í sér díóður, öryggi eða tímabundna verndarhluti. Þau hjálpa til við að vernda borðið gegn vandamálum eins og öfugri pólun, spennubylgjum eða rafhleðslu á rafmagnslínum og I/O-pinnum.

PIC-borðsfjölskyldur og algengar tegundir vettvangs

Forvitnileg nanóborð

Curiosity Nano borð eru lítil PIC borð sem eru knúin af USB. Margir innihalda innbyggðan forritara og villuleitara, svo þú getur hlaðið upp kóða og prófað PIC-borðið án aukabúnaðar. Þær eru líka auðveldar í tengingu við grunnrásir.

Forvitni og könnunarstíls borð

Þessi PIC-borð eru stærri og styðja fleiri pinna og eiginleika. Þeir hafa auka hausa, stökk og tengi fyrir hraða uppsetningu. Margar útgáfur styðja PIC16 og PIC18 tæki.

Explorer 16/32 þróunarsett

Explorer 16/32 sett styðja dsPIC og PIC32 tæki. Þau nota viðbótareiningar svo aðal PIC borðið geti unnið með mismunandi örgjörvum. Þetta gerir vettvanginn sveigjanlegan fyrir prófanir og villuleit.

Mótorstýringar- og aflstýringarsett

Þessi PIC-borð eru hönnuð fyrir stjórn- og rafmagnsverkefni. Þau innihalda oft hliðadrif, straumskynjunarhluta og endurgjafainntak. Margir nota dsPIC tæki fyrir stöðuga tímasetningu og hraða stjórn.

Þriðja aðila PIC borð

Þriðja aðila PIC borð eru framleidd af öðrum vörumerkjum eða samfélögum. Þeir geta bætt við auknum vélbúnaðareiginleikum á sama tíma og þeir styðja PIC forritun í gegnum MPLAB og ICSP.

PIC-borð aflvalkostir og spennuval 

Flest PIC-borð geta keyrt frá fleiri en einum aflgjafa. Ein algeng lausn er USB afl, þar sem borðið fær 5 V frá tölvu eða USB millistykki. PIC borðið notar síðan innbyggðan þrýstijafnara til að framleiða rétta spennu sem PIC örgjörvinn og aðrir hlutir á borðinu þurfa.

Margir PIC-borð styðja einnig ytri jafnstraumsstraum í gegnum tunnutengi eða tengiblokk. Þetta er gagnlegt þegar borðið þarf sterkari aflgjafa eða þegar uppsetningin er ekki tengd tölvu. Sum borð eru með jumpers eða rofa sem leyfa þér að velja á milli USB aflgjafa og ytri rafmagns. Þessar stýringar geta einnig leyft þér að velja 3,3 V eða 5 V rökfræði, eftir því hvað PIC örgjörvinn og tengdir hlutir krefjast.

PIC-borð I/O hausar og útþenslutengingar

• GPIO úthlutunarhausar: Raðir af venjulegum 0,1" pinnahausum draga fram PIC-tengi eins og PORTA og PORTB. Þetta gerir þér kleift að tengja jumper-víra, tengja pinnasnúrur eða tengja viðbótarplötur án þess að lóða beint á PIC-flísina.

• Samskiptahausar: Mörg PIC-borð innihalda sérstaka pinna eða tengi fyrir algeng samskiptamerki. Þau geta stutt UART, SPI, I²C, CAN eða USB, svo ytri borð geti tengst með stöðugri og skipulagðri víruppsetningu.

• Analog inntakspinnar: Analog-hæfir pinnar eru merktir með ADC rásarheitum sínum og innihalda viðmiðunarpinna þegar þörf krefur. Þetta hjálpar þér að tengja analog merki rétt og forðast að rugla þeim saman við stafræna pinna.

• PIM eða tengiviðmót: Sum hærri PIC borð nota innstungu eða PIM-stíl rauf þar sem tengimódel heldur PIC tækinu. Þetta gerir það mögulegt að breyta PIC-líkaninu á sama grunnborði og tengjum.

• Útvíkkunartengi: Til að styðja viðbætur innihalda sum PIC-borð útvíkkunarhausa í staðlaðri uppsetningu, eins og Arduino-stíl pinnabil. Þetta hjálpar þér að endurnýta eldri aukahlutaborð og tengja aukaeiginleika með kunnuglegu haussniði.

PIC-borðsforritunarferli í MPLAB X

Settu upp MPLAB X IDE

MPLAB X IDE er aðalhugbúnaður Microchip til að skrifa, byggja og prófa kóða fyrir PIC borð. Það styður margar PIC fjölskyldur og heldur öllu í einu verkefnisvinnusvæði.

Settu upp réttan XC þýðanda

PIC borð þurfa réttan XC þýðanda miðað við tegund PIC tækisins. XC8 er fyrir 8-bita PIC, XC16 fyrir 16-bita PIC-a og XC32 fyrir 32-bita PIC-a. Að nota réttan þýðanda hjálpar til við að byggja kóðann rétt.

Búa til nýtt PIC-borðsverkefni

Búðu til nýtt verkefni inni í MPLAB X og veldu svo nákvæmlega hvaða PIC örgjörva er notuð á borðinu þínu. Eftir það skaltu velja forritara eða villuleitara, eins og PICkit, Snap eða innbyggðan villuleitara ef hann er tiltækur.

Stilla PIC stillingar með MCC

MPLAB Code Configurator (MCC) hjálpar til við að setja upp nauðsynlega eiginleika án þess að þurfa að slá inn allar stillingar handvirkt. Það getur stillt klukku, pinnavirkni, tímastilla, ADC og einingar eins og UART, og síðan búið til grunnuppsetningarkóðann sjálfkrafa.

Skrifaðu og byggðu PIC fastbúnaðinn í C

Skrifaðu forritið þitt í C og byggðu það inn í skrá sem PIC-borðið getur keyrt. Þetta skref felur í sér að bæta við aðal forritslógíkinni og stjórna þeim eiginleikum sem þú vilt nota.

Forritun og villuleit í gegnum ICSP

Flest PIC borð styðja forritun í gegnum ICSP. Í MPLAB X geturðu flashað kóðann, keyrt hann, stillt brotpunkta og athugað breytugildi meðan forritið er í gangi.

PIC-borðs villuleit og stuðningur við ICSP

Mörg PIC borð styðja villuleit í gegnum ICSP með tólum eins og PICkit eða ICD tækjum, og sum borð innihalda innbyggðan villuleitarbúnað. Villuleit leyfir dýpri prófanir umfram grunnforritun. Með vélbúnaðaraflúsun geturðu gert eftirfarandi:

• stilltu brotpunkta til að stöðva keyrslu vélbúnaðar

• keyra kóða skref fyrir skref

• fylgjast með breytum og skrám í rauntíma

• endurstilla og endurprófa hegðun á meðan truflanir og tímasetningar standa yfir

PIC-borð vs Arduino, STM32 og Raspberry Pi Pico samanburður

PIC-borð og gæðaprófanir á smíði 

• Stöðug aflhönnun: Borðið ætti að hafa hreina stillingu og rétta síun til að koma í veg fyrir endurstillingar og ADC hávaða.

• Góð staðsetning aftengingar: Plötur með réttri þéttistöðu veita áreiðanlegri virkni við rofahleðslur.

• Traust jarðtenging: Góð jarðtenging hjálpar til við að draga úr hávaða í ADC mælingum og samskiptamerkjum.

• Aðgengilegar ICSP tengingar: Auðvelt aðgengilegar ICSP pinnar gera forritun og villuleit hraðari og samkvæmari.

• Gegnsæjar merkingar og hausar á nálum: Gegnsæjar merkingar draga úr villum í vírum og flýta fyrir frumgerð.

• Prófunarstaðir og stuðningur við stækkun: Borð með prófunaraðgangi auðvelda að staðfesta spennu, merki og samskiptalínur.

Niðurstaða

PIC borð sameina PIC örgjörva með stöðugu afli, tímasetningu, endurstillingu, ICSP forritun og innbyggðum I/O tengingum. Þeir styðja mismunandi PIC-fjölskyldur og borðgerðir, bjóða upp á USB eða ytri aflgjafa og bjóða upp á stækkun með merktum hausum. Með MPLAB X, XC þýðendum, MCC og ICSP villuleit leyfa þeir stöðugar prófanir og bilanaleit.

Algengar spurningar [Algengar spurningar]

Getur PIC borð forritað tóman PIC flís?

Já, ef borðið styður ICSP eða hefur tengi/módel fyrir þá flís.

12,2 Get ég tengt 5V einingar við 3,3V PIC borð?

Aðeins ef PIC I/O pinnarnir þola 5V. Annars skaltu nota level shifting.

Af hverju virkar PIC-borðið mitt ekki einu sinni með USB tengt?

Algengar orsakir eru USB-kapall eingöngu með rafmagni, röng verkfæraval, óstöðug spenna eða stíflaðir ICSP-pinnar.

Þurfa PIC borð að hafa drivera til að virka í MPLAB X?

Sumir gera það. Borð með innbyggðum villuleitartækjum geta þurft að greina drifara.

Hvernig fæ ég hreinni ADC mælingar á PIC borði?

Notaðu stutta víra, fasta jarðtengingu og síu ef þörf krefur.

Hvað gerir PIC borð gott fyrir langtíma þróun?

Góð skjölun, virkur stuðningur við MCU, stöðug rafmagnshönnun og áreiðanleg villuleit.