KIẾN TRÚC CỦA HỆ THỐNG
3.3. Vi mạch điều khiển (vi xử lý)
PIC là một họ vi điều khiển RISC được sản xuất bởi công ty Microchip
Technology. Dòng PIC đầu tiên là PIC1650 được phát triển bởi Microelectronics Division thuộc General Instrument. PIC bắt nguồn là chữ viết tắt của Programmable Intelligent Computer" (Máy tính khả trình thong minh) là một sản phẩm của hãng General Instruments đặt cho dòng sản phẩm đầu tiên của họ là PIC1650. Lúc này, PIC1650 được dùng để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi cho máy chủ 16bit CP1600, vì vậy, người ta cũng gọi PIC với cái tên "Peripheral Interface Controller" (Bộ điều khiển giao tiếp ngoại vi). CP1600 là một CPU tốt, nhưng lại kém về các hoạt động xuất nhập, và vì vậy PIC 8-bit được phát triển vào khoảng năm 1975 để hỗ trợ hoạt động xuất nhập cho CP1600. PIC sử dụng microcode đơn giản đặt trong ROM, và mặc dù, cụm từ RISC chưa được sử dụng thời bây giờ, nhưng PIC thực sự là một vi điều khiển với kiến trúc RISC, chạy một lệnh một chu kỳ máy (4 chu kỳ của bộ dao động).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Năm 1985 General Instruments bán bộ phận vi điện tử của họ, và chủ sở hữu mới hủy bỏ hầu hết các dự án - lúc đó đã quá lỗi thời. Tuy nhiên PIC được bổ sung EEPROM để tạo thành 1 bộ điều khiển vào ra khả trình. Ngày nay rất nhiều dòng PIC được xuất xưởng với hàng loạt các module ngoại vi tích hợp sẵn (như USART, PWM, ADC...), với bộ nhớ chương trình từ 512 Word đến 32K Word.
Sau khi xem xét nhu cầu của hệ thống và dùng cho những mục đích phát triển sau này, tôi chọn sử dụng loại PIC 40 chân, với rất nhiều cổng vào ra số và các đầu vào analog, bên cạnh đó là giá thành của vi điều khiển này khá rẻ, chỉ vào khoảng 5USD/1con. Để hiểu rõ hơn về chip này, chúng ta sẽ tìm hiểu sâu hơn ở các mục tiếp theo.
Đặc tính nổi bật của bộ vi xử lý
+ Sử dụng công nghệ tích hợp cao RISC CPU.
+ Người sử dụng có thể lập trình với 35 câu lệnh đơn giản.
+ Tất cả các câu lệnh thực hiện trong một chu kì lệnh ngoại trừ một số câu lệnh rẽ nhánh thực hiện trong 2 chu kì lệnh.
+ Tốc độ hoạt động là: Xung đồng hồ vào là DC 20MHz + Chu kỳ lệnh thực hiện trong 200ns
+ Bộ nhớ chương trình Flash 8Kx14 words + Bộ nhớ Ram 368x8 bytes
+ Bộ nhớ EFPROM 256x 8 bytes
+ Khả năng ngắt ( lên tới 14 nguồn ngắt trong và ngắt ngoài ) + Ngăn nhớ Stack được phân chia làm 8 mức
+ Truy cập bộ nhớ bằng địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp. + Nguồn khởi động lại (POR)
+ Bộ tạo xung thời gian (PWRT) và bộ tạo dao động (OST)
+ Bộ đếm xung thời gian (WDT) với nguồn dao động trên chíp (nguồn dao động RC ) hoạt động đáng tin cậy.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ Phương thức cất giữ SLEEP + Có bảng lựa chọn dao động.
+ Công nghệ CMOS FLASH /EEPROM nguồn mức thấp ,tốc độ cao. + Thiết kế hoàn toàn tĩnh .
+ Mạch chương trình nối tiếp có 2 chân. + Xử lý đọc /ghi tới bộ nhớ chương trình . + Dải điện thế hoạt động rộng : 2.0V đến 5.5V + Nguồn sử dụng hiện tại 25 mA
+ Công suất tiêu thụ thấp
Các đặc tính nổi bật của thiết bị ngoại vi trên chip
+ Timer0: 8 bit của bộ định thời, bộ đếm với hệ số tỷ lệ trước
+ Timer1: 16 bit của bộ định thời, bộ đếm với hệ số tỷ lệ trước, có khả năng tăng trong khi ở chế độ Sleep qua xung đồng hồ được cung cấp bên ngoài.
+ Timer 2: 8 bit của bộ định thời, bộ đếm với 8 bit của hệ số tỷ lệ trước, hệ số tỷ lệ sau.
+ Có 2 chế độ bắt giữ, so sánh, điều chế độ rộng xung(PWM).
+ Chế độ bắt giữ với 16 bit, với tốc độ 12.5 ns, chế độ so sánh với 16 bit, tốc độ giải quyết cực đại là 200 ns, chế độ điều chế độ rộng xung 10 bit.
+ Bộ chuyển đổi tín hiệu số sang tương tự với 10 bit .
+ Cổng truyền thông nối tiếp SSP với SPI phương thức chủ và I2C
+ Bộ truyền nhận thông tin đồng bộ, dị bộ(USART/SCL) có khả năng phát hiện 9 bit địa chỉ.
+ Cổng phụ song song (PSP) với 8 bit, với RD, WR và CS điều khiển.
