Digitrode

Линейки микроконтроллеров PIC (Programmable Intelligent Computers от Microchip) и STM (от ST Microelectronics) уже более десяти лет входят в число лучших микроконтроллеров на рынке. Оба производителя предлагают высококачественные и разнообразные микроконтроллеры, которые могут применяться в огромном количестве приложений, от Интернета вещей до промышленных и массовых потребительских устройств.

В данном материале будет приведено общее сравнение STM32 с линейкой продуктов PIC32 и даны ключевые факторы, о которых следует подумать при выборе оптимального 32-битного микроконтроллера для вашего проекта.

Angelu (Elsofgel), канадский инженер-электрик, разработал щилд Arduino для реализации интерфейса SPI-Ethernet (SEI) на микроконтроллере PIC32. Хотя он кажется очень похожим на чипы Wiznet, главное отличие состоит в том, что это программная реализация, а физический уровень (PHY) – это внешнее устройство.

В настоящее время микроконтроллеры настолько дешевы и доступны, что их обычно используют вместо простых логических схем на основе дискретных компонентов, что позволяет достигнуть гибкости проектирования и сократить площадь, занимаемую на печатной плате. Некоторые машины и роботы сегодня полагаются на огромное количество микроконтроллеров, каждый из которых решает определенную задачу.

Но на рынке сегодня представлено большое количество микроконтроллеров. Что они из себя представляют? И в чем их отличие друг от друга? В этой статье мы рассмотрим разницу между основными семействами микроконтроллеров: AVR, ARM, 8051 и PIC.

Сегодня для задач управления электродвигателями широко применяются различные микроконтроллеры и сигнальные процессоры (DSP). Одной из компаний, славящейся своими микроконтроллерами для электропривода и не только, является Microchip.

Так, компания Microchip выпустила недавно новое семейство микроконтроллеров PIC32MK, которое разделяется на две группы (подсемейства): PIC32MK MC и PIC32MK GP. Номера компонентов и другие формы идентификации продукта часто кажутся безнадежно неясными, но в этом случае метки «MC» и «GP» приятно просты: Microchip указывает, что подсемейство MC оптимизировано для приложений управления двигателями (Motor Control) и что подсемейство GP предназначено для приложений общего назначения (General Purpose). И микроконтроллеры PIC32MK MC, действительно, имеют все необходимое для управления электромоторами.

Когда дело доходит до работы с дисплеями, возникает разрыв между традиционными микроконтроллерами и системами-на-кристалле (SoC) в основном на базе Linux. SoC, которая обитает в смартфоне, всегда будет иметь достаточное количество оперативной памяти для фреймбуфера, и обычно она имеет несколько контактов, предназначенных для интерфейса LCD.

Но благодаря прогрессу в области электронных компонентов такой разрыв сокращается. Так, недавно компания Microchip выпустила микроконтроллер, который размывает границы между тем, что можно сделать с помощью SoC, и что можно сделать с помощью микроконтроллера. Семейство микроконтроллеров PIC32MZ DA предназначено для графических приложений и оснащено дополнительным модулем ОЗУ и выделенным графическим процессором.

С помощью программы Ultra Librarian можно легко и быстро переконвертировать данные об электронном компоненте в формате bxl во множество форматов, которые поддерживаются такими САПР, как Altium Designer, PCAD, Eagle Orcad и многими другими.

UART или универсальный асинхронный приемопередатчик присутствует практически во всех микроконтроллерах. Он позволяет обмениваться данными с периферийными устройствами и персональными компьютерами по протоколам RS232, RS485, LIN, IrDA.

Передача и прием данных с помощью UART в PIC32 производятся по линиям UxTX (для передачи) и UxRX (для приема). Кроме того, для более надежного использования UART в микроконтроллере предусмотрено аппаратное управление потоком данных, реализуемое с помощью выводов UxCTS и UxRTS.

Говоря простым языком, прерывание это какое-либо внешнее или внутреннее событие, требующее от процессора немедленной реакции на него. При этом выполнение текущей программы на время завершается, процессор сохраняет значения служебных регистров, входит в обработчик прерывания, обрабатывает это прерывание, по выходу восстанавливает служебные регистры и вновь возвращается к месту выполнения основной программы, на котором его прервали. Вообще, в ядре MIPS (а в PIC32 используется именно оно) все прерывания попадают в категорию исключений. К исключениям здесь относится все, что «мешает» нормальной работе основной программы. Например, выполнение процедуры сброса – исключение, ошибка при делении – исключение, и, конечно же, различные прерывания, как внутренние, так и внешние, тоже исключения.

В PIC32 имеются 96 источников прерывания и 64 векторов прерывания. Это значит, что несколько источников могут быть «приписаны» к одному вектору, то есть указателю к функции обработчика прерывания. Нужно учитывать, что механизм прерываний поддерживает одновекторный и мультивекторный режимы. При одновекторном режиме в таблице исключений будет представлен один вектор для прерываний, и, следовательно, будет лишь один обработчик прерываний. Многовекторный режим предоставляет возможность работать с прерываниями в собственных обработчиках, тем самым повышая гибкость и читабельность программы. Давайте начнем разбирать это на примерах и потихоньку вникать во все тонкости прерываний.

В этой статье пойдет речь о таймерах – очень важном элементе в любой микроконтроллерной системе. С помощью них можно реализовать отсчет времени, организовывать прерывания, формировать сигналы с широтно-импульсной модуляцией и т.д.

В PIC32 имеется два типа таймеров – таймеры A (по сути, он один – TMR1) и таймеры B (TMR2, TMR3, TMR4, TMR5). Все они 16-разрядные, могут тактироваться от внешнего или внутреннего источника и вызывать прерывания. Но таймер A может работать в качестве асинхронного таймера/счетчика, тактируемого от отдельного осциллятора, функционировать в спящем режиме микроконтроллера и иметь предделитель со значениями 1:1, 1:8, 1:64, 1:256. Таймеры B могут формировать в паре один 32-разрядный таймер, иметь предделитель со значениями 1:1, 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, 1:64, 1:256, влиять на срабатывание триггера события.

Компания Microchip давно и широко известна отечественным радиолюбителям благодаря линейке дешевых 8-битных микроконтроллеров, которые успели найти себе применение в различных приложениях, вроде терморегуляторов, сенсорных устройств, приборов малой автоматизации и т.д. и т.п. Там российский разработчик не брал МК компании Atmel (прямой конкурент Microchip), он пользовался именно PIC’ами. Выбирать особо не приходилось. STM, NXP, TexasInstruments и уж тем более Renesas лет 10-15 назад были не так широко представлены на отечественном рынке по сравнению с сегодняшним днем. Да и PIC’и и AVR’ки были просты в освоении, в первую очередь благодаря немалому количеству русскоязычной документации. Но потом эти компании начали массово выпускать 32-разрядные микроконтроллеры (преимущественно с ядром ARMCortex) и заполнять ими мировые рынки. Чтобы не увидеть себя в хвосте этой гонки и не прослыть компанией, выпускающей «DIP’овых тараканов для самопайщиков», Microchip в 2007 году вывела на рынок свои 32-битные микроконтроллеры семейства PIC32.