PIC mikrovezérlők alkalmazástechnikája

Tartalom

Bevezetés 11
1. DIGITÁLIS TECHNIKAI ALAPISMERERETEK 15
1.1. Számrendszerek 15
1.1.1 A BCD-kód 17
1.2. Áramköri alapismeretek 18
1.3. Logikai függvények és kapuk 20
1.4. Kombinációs és sorrendi hálózatok 23
1.4.1. RS tároló 23
1.4.2. D tároló 25
1.4.3. Digitális logikai áramkörök csoportosítása 25
1.5. Funkcionális áramkörök 26
1.5.1. Multiplexerek, demultiplexerek 26
1.5.2. Dekódolok 27
1.5.3. Digitális komparátor 28
1.5.4. Teljes összeadó 28
1.5.5. Tároló regiszterek 30
1.5.6. Számlálók, osztók 30
1.5.7. Shift (léptető) regiszterek 32
1.5.8. Gombok, kapcsolók és LED-ek illesztése 32
1.6. Ellenőrző kérdések 33
2. INFORMÁCIÓFELDOLGOZÁS, MIKROVEZÉRLŐK 35
2.1. Az információ ábrázolása 35
2.1.1. Számok ábrázolása 36
2.1.2. Karakterek ábrázolása - az ASCII kódrendszer 39
2.2. Információfeldolgozás 44
2.3. Mikroprocesszor működése 46
2.4. Mikroszámítógépek mikrokontrollerek 50
2.5. Ellenőrző kérdések 52
3. PIC MIKROVEZÉRLŐK FELÉPÍTÉSE 54
3.1. Működési vázlat 55
3.2. Utasítás-végrehajtás 56
3.3. Az utasítások típusai és felépítése 57
3.3.1. Az utasítások csoportosítása 58
3.4. Regisztertömb, bankok 61
3.5. Programmemória, lapozás 63
3.6. Órajel generálása 65
3.7. Reset áramkör 67
3.8. Watchdog timer (WDT) 69
3.9. Megszakítás 70
3.10. Sleep (szundi) üzemmód 74
3.11. A tokok programozása 75
3.11.1. Áramkörben történő soros programozás 77
3.11.2. Konfigurációs bitek és az ID programozása 77
3.12. PIC családok 78
3.13. A PIC 18XXX család felépítése 81
3.13.1. Táblázatok 85
3.13.2. Memóriaszervezés - programmemória 86
3.13.3. Adatmemória - fájl regiszter tömb 88
3.13.4. SFR regiszterek 89
3.13.5. Indirekt címzés 90
3.13.6. Adatok a programmemóriában: táblakezelés 91
3.13.7. Flash programmemória kezelése 92
3.13.8. Adat EEPROM memória 96
3.13.9. Veremkezelés 96
3.13.10. Gyors regiszter mentés 97
3.13.11. Az utasítások típusai és felépítése 98
3.13.12. Oszcillátor átkapcsolás 103
3.13.13. Megszakítások 104
3.13.14. Konfigurációs bitek 105
3.13.15. Kód- és adatvédelem 105
3.14. Ellenőrző kérdések 107
4. ASSEMBLER PROGRAMOZÁSI ISMERETEK 109
4.1. Algoritmus és program 110
4.2. Programok tervezése, módszerei 110
4.2.1. A programfejlesztés legfontosabb alapelvei 110
4.2.2. Programtervezési módszerek 110
4.3. Assembler programozás 112
4.3.1. Bevezetés 112
4.3.2. A fordítóprogramok feladata 114
4.3.3. Az assembly nyelv szintaktikája 114
4.3.4. Az assembler működése 116
4.3.5. Disassembler 118
4.4. A Microchip MPASM kereszt-assemblere 118
4.4.1. Az MPASM számformátumai 119
4.4.2. MPASM direktívák 119
4.4.3. Műveletek operandusokkal, szimbólumokkal 125
4.4.4. Feltételes assemblálás 127
4.4.5. Makrók 128
4.4.6. Speciális MPASM utasítások 130
4.4.7. Linker 132
4.4.8. Az Intel hexa formátum 133
4.4.9. Dokumentálás 135
4.4.10. Assembler mintafájl 136
4.5. Ellenőrző kérdések 138
5. PIC PERIFÉRIÁK 140
5.1. Általános célú perifériák 142
5.1.1. 1/0 portok 142
5.1.2. Számlálók/időzítők 146
5.1.3. Capture/compare modul 153
5.1.4. PWM modulátor 155
5.1.5. PWM előállítása programmal 158
5.1.6. EEPROM 161
5.2. Analóg jeleket kezelő perifériák 162
5.2.1. A/D átalakító 162
5.2.2. Analóg komparátor áramkör 163
5.2.3. Tápfeszültség figyelés - LVD áramkör 165
5.3. Ellenőrző kérdések 166
6. KOMMUNIKÁCIÓS PERIFÉRIÁK 167
6.1. Az OSI modell 167
6.1.1. SSP modul-PC busz 170
6.1.2. SSP modul - SPl busz 174
6.2 USART 177
6.3. UART, SPI, PC és PWM szoftver megoldásai 182
6.4. Controller Area Network (CAN) 182
6.4.1. Bevezetés 182
6.4.2. Az üzenetek szerkezete 185
6.4.3. Hibaállapotok 187
6.4.4. CAN verziók 188
6.4.5. CAN szolgáltatások 188
6.5. LIN (Local Interconnect Network) busz 189
6.6. USB busz 191
6.6.1. USB adatforgalom típusai 192
6.6.2. Az USB fizikai felépítése 192
6.6.3. USB végpontok 193
6.6.4. Csomagtípusok 193
6.6.5. Időkeretekben történő csomagátvitel 194
6.6.6. Eszközleírók (deszkriptorok) 195
6.6.7. Felcsatlakozás az USB buszra 196
6.7. Mikrovezérlő alapú web szerverek 196
6.7.1. Hálózat elérési réteg 197
6.7.2. Hálózati réteg 198
6.7.3. Hálózati címek (IP címek) 199
6.7.4. Szállítási réteg 199
6.7.5. ICMP protokoll 201
6.7.6. HTTP protokoll 201
6.7.7. Internet kommunikáció mikrovezérlőkkel 201
6.7.8. MICROCHIP TCP/IP stack implementációja (AN833) 202
6.8. Ellenőrző kérdések 203
7. MIKROKONTROLLERES FEJLESZTÉS ÉS ESZKÖZEI 204
7.1. A programfejlesztés célja, lépései eszközei 204
7.2. PIC-ek program- és alkalmazásfejlesztési lehetőségei 205
7.2.1. Programfejlesztés programozó segítségével 205
7.2.2. Programfejlesztés programletöltés segítségével
LDR-KEY: a legegyszerűbb programletöltő 206
7.2.3. Programfejlesztés emulátor segítségével 208
7.2.4. Programfejlesztés MPLAB-ICD-vel 208
7.2.5. PIC gyakorló panelek 211
7.3. Programozási alapelvek 214
7.3.1. RAM-kiosztás, változók használata, SW verem 214
7.3.2. Táblakezelés 216
7.3.3. Paraméterátadás 216
7.3.4. Taszkkezelés 217
7.3.5. Watchdog használata 220
7.3.6. Programozási fogások 221
7.4. MPLAB 6.10 és az ICD2 fejlesztőkörnyezet 223
7.4.1. Az MPLAB szövegszerkesztője (EDIT menü) 226
7.4.2. View menü 227
7.4.3. Project menü 229
7.4.4. Az MPLAB szimulátora 231
7.4.5. PICSTART plus programozó 234
7.4.6. Configure menü 235
7.4.7. Az ICD2 kezelése 236
7.4.8. Window menü 236
7.4.9. Help menü 236
7.4.10. Összefoglalás 237
7.4.11. Szerszámkészletek (Toolbars) 237
7.5. Mintapéldák 238
7.5.1. Futófény sw időzítéssel 239
7.5.2. Futófény megszakításos időzítéssel 240
7.6. Parallax és Techtools 243
7.7. Basic 245
7.7.1. Basic-bélyeg (Basic-stamp) 245
7.7.2. PicBasic pro 246
7.8. PIC fejlesztés C nyelven 246
7.9. Ellenőrző kérdések 251
8. TIPPEK, TRÜKKÖK, MINTAFELADATOK 252
8.1. Konverziók 252
8.2. PIC aritmetikai rutinok 259
8.3. 16 bites adatok kezelése 260
8.3.1. 16 bites változó deklaráció 260
8.3.2. 16 bites változó deklaráció „CBLOCK" direktívával 260
8.3.3. Újabb 16 bites változó deklaráció „CBLOCK" direktívával 261
8.3.4. 16 bites változó inkrementálása 261
8.3.5. 16 bites változó dekrementálása 261
8.3.6. 16 bites változó és állandó összeadása/kivonása 261
8.3.7. Két 16 bites változó összeadása/kivonása 262
8.3.8. 16 bites összeadás helyes carryvel 262
8.3.9. 16 bites változó hasonlítása állandóhoz 262
8.3.10. 16 bites változók hasonlítása 262
8.3.11. 16 bites szorzás 263
8.3.12. 16 bites szorzás 32 bites eredménnyel 263
8.3.13. A legjobb 16 bites szorzás 32 bites eredménnyel 264
8.3.14. 16 bites osztás 264
8.4. PIC trükkök 265
8.4.1. Hogyan tudjuk a fogyasztást a PICI 16/' 17 eszközöknél minimalizálni? 265
8.4.2. 8 és 16 bites értékek hasonlítása 266
8.4.3. Változó kettes komplemensének képzése 267
8.4.4. „W" tartalmának komplementálása 268
8.4.5. „W" inkrementálása/dekrementálása 268
8.4.6. Bájtforgatás helyben 268
8.4.7. Bitek másolása egyik regiszterből a másikba 268
8.4.8. Félbájt (nibble) ASCII karakterré konvertálása 269
8.4.9. A fordított feladat: ASCII karakter konvertálása félbájtra 269
8.4.10. Számláló (timer) bemenet mint IT forrás 269
8.4.11. Osztás hárommal 270
8.4.12. 8 bites osztás 271
8.4.13. 8 bites kivonások 271
8.4.14. 8 bites álvéletlenszám generálása 271
8.4.15. Timer IT kezelése status vagy „W" megőrzése nélkül 272
8.4.16. 16 bites számláló állandó késleltető hurokkal 272
8.4.17. 16 bit pontosságú impulzusmérés 5 ciklus késleltetéssel 273
8.4.18. 1-256 msec-os sw késleltetés/4MHz-es órajel 273
8.4.19. Frekvenciamérés eseményszámlálással 274
8.4.20. Egy regiszter megváltozásának detektálása 275
8.4.21. Egy bájt tartományon belül esésének tesztelése 275
8.4.22. „W" és egy fájlregiszter tartalmának a megcserélése 275
8.4.23. „ W" regiszter inkrementálása és dekrementálása 275
8.4.24. Két fájlregiszter tartalmának a megcserélése 275
8.4.25. Hasonlítás és felcserélés ha yreg < xreg 276
8.4.26. ASCII karakter nagybetűssé konvertálása 276
8.4.27. Egy bájtban lévő l-esek megszámlálása 276
8.4.28. Bájt paritásának generálása 276
8.4.29. Egy bájtban lévő bitek sorrendjének megfordítása 277
8.4.30. Bitpárok felcserélése 277
8.4.31. Bites műveletek 277
8.4.32. Egy bit ellentétesre változtatása 279
8.4.33. Maszkgenerálás 279
8.4.34. BCD számok inkrementálása, dekrementálása 279
8.4.35. DAA megvalósítása 281
8.4.36. Nyomógomb-pergésmentesítő makró 282
8.4.37. Portlábon jelváltást figyelő makrók 283
8.4.38. Bemenetek és kimenetek bővítése 284
8.4.39. A Microchip új 161/0 vonalas PC
buszos illesztője: MCP23016 286
8.4.40. 2x20 karakteres LCD kijelző kezelése 4 bites adatbusszal ...287
8.4.41. Hétszegmenses kijelzők illesztése 292
8.4.42. Soros (UART), PWM, PC, SPI rutingyűjtemény lelőhelye 295
8.4.43. Szövegkivitel 295
8.5. Memóriakezelési fogások PIC családhoz 302
8.5.1. PIC 16C5x regiszterek 302
8.5.2. PIC 16C5x programmemória 302
8.5.3. PIC 16Cxx regiszterek 303
8.5.4. PIC 16Cxx programmemória 304
8.6. PIC 18-as család programozása 304
8.6.1. Áttérés: PICI 6XXX lg PIC18XXX 304
8.6.2. Kódforgácsok - bemelegítésnek 305
8.6.3. Konfiguráció megadása 306
8.6.4. Az első feladat: nyomógomb + ledsor 307
8.6.5. A/D átalakító használata 307
8.6.6. Táblakezelés 308
8.6.7. Hagyományos táblakezelés (RETLW-vel) 310
8.6.8. Konfiguráció kiolvasása (módosítása) programból 310
8.6.9. USART használata 311
8.6.10. TIMER1 és TIMER3 8 és 16 bites írási módja 312
8.7. Ellenőrző kérdések 313
IRODALOMJEGYZÉK 314

Témakörök