М. Еременко

Новые FLASH-микроконтроллеры фирмы Microchip

С момента своего создания фирма Microchip ориентировалась на разработку и производство недорогих однократно программируемых микроконтроллеров. Несколько лет назад спектр выпускаемых микроконтроллеров был значительно расширен несколькими моделями с FLASH-памятью программ, хотя попрежнему делался упор на однократно программируемые модели. И вот, осенью 2001 года компания представила свою новую технологию производства FLASH-микроконтроллеров - PEEC, сообщив при этом, что отныне все новые модели будут разрабатываться на её основе. Первыми были выпущены модели PIC16F73 и PIC18F452. Кроме того, в течение 2002 года выпущено целое созвездие FLASH-микроконтроллеров на любой вкус - от дешёвых PIC12F629/675 (8 pin) до многофункцио-нальных PIC18F8720 (80 pin). Прежде чем подробнее рассмотреть новые модели, остановимся на достоинствах технологии PEEC.

Применение новейшей FLASH-технологии PEEC позволяет получить отличные характеристики - невысокую цену, отличную надёжность, малое время записи ячейки. Программирование микроконтроллеров, выпускаемых по этой технологии, оптимизировано так, что массив данных размером в 1 Мбит (128 Кбайт) может быть стёрт и запрограммирован менее чем за 2 с. Отдельное слово в памяти программ может быть стёрто и вновь запрограммировано менее чем за 3 мс. Число гарантированных циклов стирание/запись EEPROM-памяти данных более 1000000, а FLASH-памяти программ - более 100000 циклов. Длительность хранения данных - более 40 лет. Это позволяет хранить огромные массивы данных непосредственно во FLASH программной памяти и оперативно работать с ними, используя команды табличного чтения/записи. Применение технологии PEEC существенно улучшило частотные показатели микроконтроллеров, что позволило отказаться от разбраковки изделий по максимальной тактовой частоте. Поэтому на маркировке новых микроконтроллеров не указана тактовая частота - подразумевается, что она максимальна для данного семейства.

8-pin FLASH-микроконтроллеры PIC12F629, PIC12F675 со встроенными компаратором и 10-бит АЦП по супернизкой цене!

Самый недорогой и маленький микроконтроллер фирмы Microchip - это PIC12C508. Теперь у него есть два FLASH "собрата" по семейству - это PIC12F629 (встроенный компаратор) и PIC12F675 (встроенные компаратор и 10-бит АЦП). Но самое интересное, что при всех достоинствах новых микроконтроллеров, цена на них осталась практически такая же, как и на PIC12C508!

Новые микроконтроллеры pin-to-pin и программно совместимы со всем семейством PIC12CXXX. При этом они имеют 14-бит ядро (35 команд, 20 МГц) и встроенную систему прерываний. Встроенная FLASH-память имеет объём 1K программных слов, а наличие ОЗУ 64 байт и EEPROM 128 байт делают PIC12F629 и PIC12F675 лучшими на рынке 8-pin микроконтроллеров по цене менее 1 доллара!

Благодаря совместимости с PIC12C, новые микроконтроллеры можно рекомендовать для замены старых с целью модернизации изделия, улучшения функциональности приборов с уменьшением при этом числа внешних элементов и себестоимости. Новые FLASH-контроллеры можно уверенно рекомендовать и для новых надёжных, малогабаритных приборов с низким потреблением и высокой функциональностью. Благодаря высокой надёжности и низкой цене, их можно использовать в игрушках, пожарно-охранной технике, реле времени, электронных метках, системах защиты и криптографии, кодерах/декодерах, удалённых датчиках и др. А низкое потребление и малые габариты (помимо традиционных DIP и SOIC, доступен миниатюрный MLF) делают новые контроллеры идеальными для применения в переносной аппаратуре с батарейным питанием. Основные характеристики микроконтроллеров приведены в табл. 1.

Таблица 1. Основные характеристики микроконтроллеров PIC12F629/675 e PIC16F630/676

Недорогие 14-pin FLASH-микроконтроллеры PIC16F630, PIC16F676 со встроенными компаратором и 10-бит АЦП

Дополнительно к суперпопулярному 14-pin микроконтроллеру PIC16C505 выпущены два новых FLASH-контроллера PIC16F630 (встроенный компаратор) и PIC16F676 (встроены компаратор и 10-бит АЦП). Микроконтроллеры pin-to-pin совместимы с PIC16C505 и могут быть рекомендованы как для их замены в старых разработках с целью минимизации внешних компонентов, так и для использования в новых конструкциях, где важнейшим критерием является цена.

Новые контроллеры PIC16F630 и PIC16F676 построены на основе 14-бит ядра (в отличие от более простого 12-бит PIC16C505), имеют систему команд из 35 инструкций и чрезвычайно просты в освоении. Объём FLASH программной памяти составляет 1К команд, а энергонезависимой памяти данных EEPROM - 128 байт (табл. 1). Микроконтроллеры работают как с внешним, так и с внутренним генератором. Встроена аналоговая периферия (компаратор и АЦП), а также, помимо 8-разрядного, ещё и 16-бит таймер-счётчик. Встроенная система прерываний и низкая цена позволяют использовать микроконтроллеры в качестве электронных реле времени, системах сбора информации и удалённых датчиках. А FLASH программная память программ облегчает отладку изделий.

Отличные характеристики при чрезвычайно низкой цене позволяют использовать новые микроконтроллеры в высокосерийных изделиях. Малые размеры, низкое потребление, встроенная аналоговая периферия позволяют применять эти микроконтроллеры в приборах с батарейным питанием. А благодаря высокой надёжности работы микроконт-роллеров, PIC16F630 и PIC16F676 привлекательны для устройств автомобильной электроники и промышленной автоматики.

FLASH-микроконтроллеры PIC18F6X20, PIC18F8X20 с объемом программной памяти до 1 Мбит

В продаже появилось новое семей- ство мощных микроконтроллеров PIC18F6720/6620 (64-pin) и PIC18F8620/8720 (80-pin). На сегодняшний день они самые мощные и функциональные. Семейство объединяет в себе все лучшие достоинства микроконтроллеров Microchip - надёжность, функциональность, удобство программирования на Си - с огромным объёмом внутренней FLASH-памяти программ - до 128 Кбайт (табл. 2). Имеется возможность подключения дополнительной внешней программной памяти.

Таблица 2. Основные характеристики микроконтроллеров PIC18F6x20/8x20

Микроконтроллеры имеют режимы самопрограммирования и внутрисхемного программирования, a 100 тыс. гарантированных перезаписей позволяет хранить огромные массивы данных в FLASH-памяти программ. Встроена разнообразнейшая периферия: 2 модуля AUSART, 10-бит АЦП, I2C, SPI, 5 модулей ШИМ, 2 компаратора и многое другое. Встроенная функция аппаратного умножения за один такт существенно экономит время вычислений, а встроенный ICD-протокол упрощает внутрисхемное программирование и отладку.

Микроконтроллеры идеальны для применения в задачах, требующих обработки и хранения больших объёмов данных, таких как кассовые аппараты, системы сбора и хранения данных, пожарно-охранные пульты. Уникальные функции микроконтроллеров пригодятся при создании любых терминальных устройств и пользовательских интерфейсов, а вычислительные мощности - в измерительном оборудовании и промышленной автоматике.

FLASH-микроконтроллеры PIC18FXX20 с дополнительными режимами энергосбережения

Не секрет, что помимо быстродействия и функциональности, к современным микроконтроллерам предъявляются жё-сткие требования по потребляемой мощности. Причём, чем выше тактовая частота, тем выше производительность, а также энергопотребление. Улучшение экономичности при высокой производительности достигается тремя способами: совершенствованием технологии и минимизацией токов утечки, снижением напряжения питания (кристаллы по технологии PEEC работают при напряжениях 2,0…5,5 В) и специальными раздельными режимами тактирования ядра и периферии. Последний способ позволяет более гибко использовать ресурсы микроконтроллера, затрачивая при этом минимум энергии.

В новое семейство экономичных PICmicro входят 6 модификаций: PIC18F1220/1320 (18 pin), PIC18F2220/2320 (28 pin) и PIC18F4220/4320 (40 pin) (табл. 3). Их основным отличием от других семейств PIC18F являются: наличие нескольких встроенных генераторов с возможностью выбора частоты из 8 вариантов, раздельное тактирование ядра и периферии с возможностью раздельного перевода в режим "sleep", возможность ступенчато изменять тактовую частоту ядра и периферии в зависимости от режима работы. Кроме того, предусмотрен режим защиты от сбоя в основном тактовом генераторе. В этом случае система автоматически распознает аварийную ситуацию, переключится на резервный генератор и выставит запрос на выполнение прерывания. Столь гибкие возможности и сочетание режимов работы позволяют использовать микроконтроллеры семейства PIC18FXX20 в приборах с низким потреблением и батарейным питанием. Встроенные системы защиты от сбоев дополнительно увеличивают надёжность работы устройств.

Таблица 3. Основные характеристики нового семейства экономичных PICmicro

Все рассмотренные микроконтроллеры позволяют осуществлять внутрисхемную отладку на базе встроенного модуля ICD. О внутрисхемном программаторе-отладчике MPLAB-ICD2 (DV164007) мы рассказывали в прошлых номерах журнала. В микроконтроллеры PIC18F1220/1320 встроены дополнительные возможности отладки - поддержка нескольких точек останова и останов по достижению результата какой-либо ячейки ОЗУ.