دراسة الميكرومراقبPIC16F84A

يمكن امجاز الوظائف الحسابية والمنطقية بواسطة دارات مندمجة تماثلية أو رقمية. لكن اذا كان العنصر التقني معقد ويتطلب معالجة معلومات كثيرة وبسرعة، يصبح من الضروري استعمال عناصر تتميز بأكثر قدرة وجاهزية للتعامل مع هذه المتطلبات مثل:الميكرومراقب

الجزء الأول:دراسة الميكرومراقبPIC16F84A

المحتوى:

             1- تعريف الميكرومراقب PIC16F84A

                 2- شروط اشتغال الميكرومراقب 

                 3- الهيكلة القاعدية للميكرومراقب 

                 4- تنظيم ذاكرة الميكرومراقب

                 5- أهم السجلات الأساسية في الميكرومراقب

الدرس:

الإشكالية:

يمكن إنجاز الوظائف الحسابية والمنطقية بواسطة دارات مندمجة تماثلية أو منطقية. لكن عندما يصبح العنصر التقني معقد ويتطلب إنجاز معالجة معلومات كثيرة وبسرعة، يصبح من الضروري استعمال عناصر تتميز بأكثر قدرة وجاهزية للتعامل مع هذه المتطلبات، لهذا نستعمل الميكرو مراقب.

تعريف:

الميكرومراقب هو جيل جديد ومطور من الميكرومعالج حيث أن جميع ملحقات المعالج (ذاكرات سجلات، الخ...) تم وضعها في شريحة واحدة ومن هنا بناء دارة تحتوي على ميكرو مراقب تكون بسيطة وصغيرة وليست معقدة.

تختلف أنواع الميكرو مراقب باختلاف الشركات المصنعة له، فعلى سبيل المثال: 

العنصر المطروح قيد الدراسة خاص بالشركة MICROCHIP   ألا وهو: PIC16F84A

      PIC : هي علامة سجلة من ابتكار MICROCHIP ،

       16: تعني أن العنصر من العائلة الوسطى (Mid-range:14bit)

       F : الذاكرة المستعملة من نوع Flash.

       A 84 : هو الرقم التعريفي للعنصر.

1-   الهيكلة القاعدية للميكرو مراقب   PIC16F84A:

   تحديد أرجل الميكرو مراقب PIC16F84A:

·     نرقم أرجل الميكرومراقب كما هو مبين بالشكل.

·    الأرجل: RA0, RA1, RA2, RA3, & RA4 عبرة عن منافذ PORTA

·   الأرجل: RB0, RB1, RB1, RB1, RB1, RB1, RB1, RB7 عبرة عن منافذ PORTB.

·     الرجل: MCLR مدخل يستعمل من أجل إعادة التشغيل: RESET

·     V_SS و V_DD هما على الترتيب رجلي التغذية (5V) و الكتلة.

·     OSC1/CLKIN و OSC2/CLKOUT هما عبارة عن رجلي توصيل دارة المذبذب الخارجي    (كريستال أو خلية RC).

·     كما يمكن استعمال المنفذ RB0/INT كمدخل للمقاطعة (Interruption).

مكونات الميكرو مراقب PIC16F84A:

    ذاكرة البرنامج من نوع FLASH  : (de 14 bit 1k mots).

    ذاكرة: RAM تحتوي على:

·        السجلات الخاصة (SFR)

·        موقع به 68 octet للاستعمال العام وهي منفصلة إلى جزئين (bank0  و  bank1).

    ذاكرة: (64 octet) EEPROM  .

    منافذ دخول أو خروج: PortA يحتوي على 5 bits  و PortB  يحتوي على  8bits.

    ميقاتية /عداد: ذو 8 bit.

    عداد البرنامج: 14. bit

    WDT timer  .

    إشارة ساعة داخلية.

    مكدس ذو 8 مستويات.

2-  شروط اشتغال الميكرو مراقب:

 لكي يشتغل الميكرومراقب يجب أن تتوفر الشروط التالية:

   توصيل التغذية:

 ربط الأرجل 5 و14 بالـ V_SS و V_DD على الترتيب. هذان الطرفان هما المسؤولان عن تغذية الميكرومراقب.

   توصيل MCLR بالتغذية:

عند تطبيق التغذية مباشرة يؤشر الميكرو مراقب على العنوان 0x00 في ذاكرة البرنامج وتكون التغذية حسب وثيقة الصانع كالتالي:

 توصل  MCLRعبر مقاومة بالتغذية V_DD في حالة تغذية ذات صعود سريع. أما إذا كانت التغذية ذات صعود بطي تستعمل دارة RC خارجية ء(الشكل)

     توصيل المذبذب:

المذبذب عبارة عن مولد للإشارة أو الذبذبات (الشكل) وهو الذي يحدد سرعة تنفيذ الميكرومراقب للأوامر.

ويمكن تشغيل الميكرومراقب بأربع أنواع من المذبذبات RC,HX,XT,LP:

يتم تحديد ذلك ضمن الإعدادات المادية بالوحدتين OSC0 وOSC1 من السجل __CONFIG كما يلي:

v    مذبذب في حالة استعمال دارة خارجية RC: 

ابتدائيا المكثفة فارغ، E=0و المقحل Q مسدود وعليه تشحن C عبر Rext

لما يصل التوتر بيت طرفيها الى العتبة الأولى ينقلب المخرج من الحالة 0 S الى الحالة 1 فيتشبع المقحل Q وتفرغ المكثفة عبره. لما يصل التوتر بين طرفيها الى العتبة الثانية ينقلب المخرج S الى الحالة 0 فينقلب المقحل الى حالة الانسداد وتشحن المكثفة من جديد.

v مذبذب في حالة استعمال كريستالة HS أو XT أوLP :             

يظهر في الشكل التالي الربط الصحيح للكريستالة حيث يتم توصيل مكثفين مع الكريستالة كما هو موضح، وتتوقف قيم هذه المكثفات على قيمة الكريستالة، ويمكن الحصول على هذه القيم من datasheet الخاصة بالميكرو كما بالجدول المرفق:

و يتضح من هذا الجدول ان هذا الميكرو يعمل على

03 انواع و هم HS ,XT,LP  و كل منهم له قيم مختلفة للكريستالة .

3-   تنظيم ذاكرة الميكرو مراقب   PIC16F84A:

3-3 ذاكرة البرنامج:

3-1 ذاكرة البرنامج:

تستخدم لتخزين أوامر وتعليمات البرنامج

وتحتوي أيضا على: مؤشر الوضع في الصفر RESET

ومؤشر المقاطعة INTERRUPTION

3-2 الذاكرة RAM:

 تحتوي على 68 بايت للمعطيات وعلى جميع السجلات اللازمة لتسيير النظام واستعمال الملحقات الداخلية والمنافذ. و كما نلاحظ فهي مرتبة على شكل منطقتين (Bank0  و  Bank1).

تتكون الجهة العلوية من 24 موقع (ذو 8 bit) خاص بالسجلات الخاصة، 12 منها في صفحة Bank0 ذات العناوين من 00h إلى 0Bh و12 في صفحة Bank1 ذات العناوين من 80h إلى 8Bh.

كما تتكون الجهة السفلية من 68 خانة معنونة من 0Ch إلى 4Fh وتدعى سجلات الاستعمال العام، وهي مندمجة في الصفحتين. المساحة المتبقية باللون الرمادي غير مستعملة.

3-3 ذاكرة المعطيات EEPROM:

 ذات 64 بايت معنونة من 00 إلى 3F تخزن بها المعطيات التي لا يراد فقدانها بانقطاع التغذية. 

4-   أهم السجلات الأساسية للميكرو مراقب   PIC16F84A:

4-1 سجل الحالة (Status Register): 

    البيت 7 و 6 (  RP1وIRP ) مثبتان في 0.         

    البيت 5 (RP0) يستعمل للانتقال من و إلى الكومتين 0 و 1 ( Bank1 ; Bank0).

    البيت 4 (T0): خانة المهلة الزمنية و =1 عند توصيل التغذية أو عن طريق التعليمتين CLRWDT و SLEEP .

    البيت 3 (PD) : خانة انخفاض الطاقة و =1 عند توصيل التغذية أو عن طريق التعليمة CLRWDT .

    البيت 2، و =1 عندما تكون نتيجة عملية حسابية أو منطقية تساوي 0، و = 0 إذا لم تكن كذلك.

    البيت 0 (C) خانة الاحتفظ و =1 إذا نتج تجاوز للخانة الأكثر أهمية (8) عند إجراء عمليات الجمع و الطرح و =0 عدا ذلك.

    البيت 1(DC) خانة نصف الاحتفاظ و =1 إذا نتج تجاوز للخانة  (4) عند إجراء عمليات الجمع و الطرح و = 0 عدا ذلك.

4-2 سجل التهيئة (TRISA) وسجل المنفذ (PORTA):

دور السجل TRISA هو إعداد اتجاه كل رجل خاص بالمنفذ A (PORTA)، بحيث يبرمج كل رجل كمدخل إذا أعطي القيمة 1 وكمخرج إذا أعطي القيمة 0.

أمّا السجل PORTA فكل بيت خاص به يمثل صورة المنفذ RAx، كما هو موضح في الشكل الموالي:

ملاحظة: كل من هذان السجلان يحتوي عل 5 بت فقط.

4-3 سجل التهيئة (TRISB) وسجل المنفذ (PORTB):

 دور السجل TRISB هو إعداد اتجاه كل رجل الخاص بالمنفذ B (PORTB)، بحيث يبرمج كل رجل كمدخل إذا أعطي القيمة 1 وكمخرج إذا أعطي القيمة 0.

أمّا السجل PORTB فكل بيت خاص به يمثل صورة المنفذ RBx، كما هو موضح في الشكل الموالي:

يمكن استعمال البت 0 كمدخل لتنفيذ مقاطعة خارجية (INT).

4-4 سجل العمل (W Register):

يستعمل هذا السجل كوسيط يلجأ إليه في معظم إجراءات البرمجة. 

4-5 سجل الإعدادات (Configuration Register):

موقع سجل الإعدادات بالعنوان 2007h من ذاكرة البرنامج حيث يتم تحديد هذه الإعدادات عبر البرمجة كما سنرى ذلك لاحقا.

                                                                                                                                                                   

 للتحميل   PDF    إضغط هنـــا

للتحميل  DOC    إضغط هنـــا

لتحميل  العرض   إضغط هنـــا