Основные характеристики, состав и принципиальная схема платы
     Микроконтроллер PIC16F628A компании Microchip относится к семейству 8-разрядных микроконтроллеров Enhanced Mid-Range core 8-bit PIC. Прибор недорог, доступен и является хорошим выбором для разработки проектов. Благодаря своим компактным размерам (корпус DIP18) он занимает небольшую площадь на плате, но имеет богатую периферию для разработки различных приложений. Эти микроконтроллеры являются совместимыми со своими предшественниками PIC16x84, для которых в сети Интернет можно найти огромное количество примеров и информации. А не так давно компания Microchip сообщила о пополнении серии Enhanced Mid-Range core, представив микроконтроллеры PIC16F(LF)1847, которые совместимы с PIC16F628A, но имеет больше периферийных модулей и усовершенствованные функции.
     Микроконтроллер PIC16F1847 имеет 14 КБайт Flash-памяти и 1 КБайт RAM, и возможно это первый 18-выводный 8-битный микроконтроллер с таким количеством Flash и RAM. C целью изучения возможностей и проведения экспериментов на базе микроконтроллера PIC16F1847 или PIC16F1827 было решено разработать собственную отладочную плату.
     Отладочная плата дает много преимуществ при разработке приложений, при изучении возможностей микроконтроллеров и их периферии, позволяет сократить время разработки узлов на макетной плате. Так как стандартной схемы отладочной платы для микроконтроллеров нет, то было решено включить следующие элементы в состав отладочной платы:

• коннектор ICSP для внутрисхемного программирования микроконтроллера посредством программатора PICkit3;
• интегрированный регулятор напряжения +5 В;
• 2-х строчный символьный ЖК индикатор на базе контроллера HD44780;
• восемь светодиодов, позволяющих отслеживать состояние выходных линий;
• шесть кнопок, для возможности ввода данных;
• потенциометр, обеспечивающий аналоговый ввод;
• конвертер сигналов интерфейса RS232;
• внешняя EEPROM с последовательным интерфейсом I2C (24LC512);
• расширитель портов ввода/вывода (MCP23008);
• четырехканальный операционный усилитель (MCP604) для усиления и нормирования аналоговых сигналов;
• цифровые потенциометры (DS1868);
• усилитель с программируемым коэффициентом усиления (MCP6S92);
• датчик температуры (TC74A0);
• область для макетирования.

Расположение указанных элементов на плате показано на рисунке ниже. Компоненты установлены на макетную плату с размерами 18 см × 12.8 см.


     Микроконтроллер имеет богатую периферию и все линии ввода/вывода имеют много функций. Поэтому ни одна линия ввода/вывода не подключена непосредственно к периферийным элементам. Индивидуальные выводы сделаны легко доступными посредством двухрядных разъемов, таким образом мы можем коммутировать любое периферийное устройство на плате с любыми выводами микроконтроллера.
     Питание платы возможно от 9 В батареи, питание микроконтроллера и периферии осуществляется от регулятора напряжения LM7805.
     Принципиальная схема платы не сложная. Выводы питания микроконтроллера и периферийных устройств подключены к Vcc и GND, в то время как все рабочие выводы подключены к разъемам. Помимо выводов питания, может потребоваться подключить дополнительные выводы периферийных устройств к Vcc или GND. Например, это выводы установки аппаратного адреса устройства на шине I2C. На рисунке ниже изображена схема включения микроконтроллера и разъемов.


     Как вы видите, на схеме изображена перемычка для вывода RA5/MCLR микроконтроллера, который может использоваться как вывод сброса или как линия ввода/вывода. Для тактирования микроконтроллера может использоваться внешний керамический резонатор, для установки которого имеется 3-выводный слот. При использовании внутреннего осциллятора микроконтроллера, выводы RA6 и RA7 также могут использоваться как линии ввода/вывода.
     На плате установлено 3 устройства производства компании Microchip с интерфейсом I2C: MCP23008 (8-битный расширитель портов), TC74 (датчик температуры) и 24LC512 (EEPROM). Адресные выводы MCP23008 и 24LC512 подключены к общему проводу (GND). Датчик температуры TC74 не имеет адресных выводов. На рисунке ниже показано включение трех I2C устройств на плате с их соответствующими адресами.


     Подобным образом, на схеме ниже, обозначено подключение интерфейса UART, четырехканального операционного усилителя MCP604, цифрового потенциометра DS1868 и усилителя с программируемым коэффициентом усиления MCP6S92. Преобразование уровней интерфейса UART ТТЛ-RS232 осуществляет микросхема MAX232 в стандартном включении. Все рабочие выводы также разведены на разъемы для возможности коммутирования.


     Оставшиеся узлы платы – регулятор напряжения +5 В, кнопки, светодиоды и ЖК индикатор, схема включения изображена ниже. Диод 1N4008 предназначен для защиты от переполюсовки питания. Выводы управления и данных ЖК индикатора подключены к 6-выводному разъему. Массив из 8 кнопок также подключен к разъему, активный уровень кнопок – низкий.




Тестирование платы, примеры приложений
     После сборки платы мы можем приступить к тестированию и разработке приложений. Для начала, мы проверим работу двухстрочного ЖК индикатора, кнопок и светодиодов. Мы подключим их к PORTA и PORTB микроконтроллера PIC16F1847/PIC16F1827. Источник тактовой частоты микроконтроллера в этом случае – внутренний RC осциллятор 500 кГц, однако можно использовать и внешний керамический резонатор. Для подключения индикатора, кнопок и светодиодов мы будем использовать гибкие провода для установленных на плату разъемов.
Необходимо выполнить следующую коммутацию:

• ЖК индикатор:
     RS->RA6, E -> RA7, D4 -> RA0, D5 -> RA1, D6 -> RA2, D7 -> RA7;
• светодиоды:
     восемь светодиодов подключаем к порту B (PORTB, RB0-RB7);
• кнопки:
     подключаем кнопки SW1-SW6 к порту B (PORTB, RB0-RB5).

Внешний вид подключений, которые необходимо выполнить:


     Далее мы можем приступить к написанию программы для микроконтроллера. Автор использовал компилятор от компании mikroElektronika microC Pro для PIC микроконтроллеров. Исходный код и HEX файл доступен для скачивания в разделе загрузок. Сперва мы инициализируем ЖК индикатор и выводим на экран тестовое сообщение. Контрастность индикатора подстраивается потенциометром на плате. Порт B первоначально конфигурируется как выходной порт, и все светодиоды, подключенные к нему, зажигаются последовательно в прямом и обратном порядке. Затем порт B конфигурируется как входной порт для чтения состояния шести кнопок. Все кнопки проверяются нажатием на каждую отдельно. Микроконтроллер посылает на индикатор номер нажатой кнопки. На этом заканчивается проверка левой части отладочной платы.
     Далее, мы проверим работу устройств на шине I2C и интерфейса RS232. Для тактирования микроконтроллера используется внешний резонатор 16 МГц. Подключаем выводы RB1 и RB2 к выводам ТТЛ Rx и Tx модуля UART. Выводы RS232 (Tx, Rx и GND) подключаем к соответствующим выводам последовательного порта персонального компьютера. Окно терминальной программы на ПК в этом случае будет нашим модулем индикации.
     После подачи питания на плату в окне терминальной программы появится сообщение «Enter a Number», и микроконтроллер будет ожидать нажатия клавиши на клавиатуре ПК.
     После нажатия клавиши микроконтроллер приступает к опросу устройств находящихся на шине I2C. Интерфейс реализуется программно посредством линий ввода/вывода RB4 и RB5, поэтому необходимо подключить RB4 к SCL линии, а RB5 к SDA линии при помощи проводов.
     Микроконтроллер посылает адреса трех ведомых устройств последовательно и ожидает сигнала подтверждения (Acknowledge). Затем проводится чтение температуры с датчика TC74 и данные передаются в терминальную программу.
     Подключения для реализации второго примера работы с отладочной платой:


Вид окна терминальной программы:

`

Файлы в архиве:
Прошивки и Исходные коды программ написанные на MicroC (пример 1 - проверка линий ввода/вывода, пример 2 - проверка коммуникационных интерфейсов I2C, UART)

boardtestpicmk18271847.rar [61,72 Kb] (cкачиваний: 328)