PIC16F628

PIC16F628 er en PIC vi førhen har brugt, da den var relativ let at gå til, og den har en del indbyggede funktioner som er til at arbejde med, og så var den en god udvidelse i forhold til PIC16F84 som var den vi førhen startede med. Det er en 18 bens PIC, hvor de 15 ben kan bruges mere eller mindre som IO og et kan kun være input.

Som pinout antyder, så kan den meget mere:

Udviklingsboard

En del af denne beskrivelse bygger på det viste udviklingsboard, der er en del af en serie udviklet ved Holstebro HTX, for at gøre de forskellige PIC-typer lettere tilgængelige. Udviklingsboardet er lagt ud i Eagle med schematic og board liggende i en zip-fil, der kan fremstilles som enkelt-sidet print, dog med enkelte lus. Der er også dele i denne beskrivelse, der bygger på de generelle egenskaber der er for PIC'en, og der hvor beskrivelsen ikke slår til, må man fordybe sig i databladet for PIC'en. Databladet for PIC'en ligger i vores samling af datablade som dækker de fleste aktive komponenter vi arbejder med.

Fordeling af port-ben

De to porte er fordelt som følgende tabel viser:

Port A - Stik SV1

Ben	Digital	Funktion
1	RA0	Digital, Comperator
2	RA1	Digital, Comperator
3	RA2	Digital, Reference, Comperator
4	RA3	Digital, Comperator
5	RA4	Digital, Timer 1 Clock, Open Drain (kan kun trække lavt som output)
6	RA5	Digitalt Input, Reset, Programmeringsspænding
7	RA6	Digital, Oscillator
8	RA7	Digital, Oscillator
9	+5V	+ 5V - Forsyning
10	GND	Stel - Forsyning

Port B - Stik SV2

Ben	Digital	Funktion
1	RB0	Digital, Interrupt
2	RB1	Digital, Async. RX
3	RB2	Digital, Async. TX
4	RB3	Digital
5	RB4	Digital
6	RB5	Digital
7	RB6	Digital, Prog. Clock
8	RB7	Digital, Prog. Data
9	+5V	+ 5V - Forsyning
10	GND	Stel - Forsyning

Digitale I/O ben

Port A har 8 digitale ben, der er betegnet RA0 til RA7, hvor RA5 kun kan være input, og de andre kan være både input og output. Port B har 8 digitale ben, der er betegnet RB0 til RB7, der alle kan være både input og output.

Ben RA4

Ben RA4 er noget specielt at anvende som output, da det kun kan trække til stel og ikke op til forsyningen. Grunden er at det på udgangen er konfigureret med en transistor der har open drain (FET-type), hvilket svarer til en open collector på en normal transistor. Det gør at outputtet kan trækkes op mod en anden forsyningsspænding, dog kun lavere en VDD (typisk 5V).

I praksis vil det tit være enklest at anvende RA4 som input.

Ben B6 og ben B7

Disse ben bliver, udover at blive brugt som output af PIC’en, som forbindelse til PIC-brænderen gennem 6-bens stikket, når der skal brændes nu kode på PIC’en. Derfor er disse ben også sårbare overfor indgående signaler, som kommer fra andet elektronik tilsluttet disse ben. Derfor er de hver beskyttet med en modstand. Så tilslutning 7 og 8 på stik 2, har en formodstand, så de vil opføre sig ensmule anderledes en tilsvarende tilslutninger på det andet stik.

Men derudover virker ben B6 og B7, som styrestrøm for hver deres transistor, som åbner for forbindelse til stel for to lysdioder med formodstande, som er tilsluttet hver.

Comperatorer

Der er to comperatorer indbygget, der kan sættes til at sammenligne 2 analoge spændinger.

Den sammenligner altså to analoge signalers størrelse, og derudfra sender et digitalt signal ud. PIC16F684 har to såkaldte comparators. Comperator 1 har inputs ved AN0 (RA0) og AN1 (RA1) den har så sit output internt læsbart i PIC'en eller i en speciel konfiguration som output på AN3 (RA3). Ved comperator 2 er inputsene AN2 (RA2) og AN3 (RA3) den har så sit output internt læsbart i PIC'en eller i en speciel konfiguration som output på CMP2 (RA4) der desuden har open drain output. En comperators funktion vises bedst ved skitsen til højre fra databladet:

Her kan man se at hvis VIN- < VIN+ er outputet high og hvis VIN- > VIN+ er outputtet low. PIC’en kan dog tilsyneladende programmeres til at invertere outputtet og så er det naturligvis lige omvendt af det viste på ovenstående figur. I øvrigt kan de to comperators også indstilles til at snakke sammen på en eller anden måde.

I øvrigt skal man her lige være opmærskom på, at den analoge inputspænding skal være mellem VSS og VDD. Årsagen er – som man kan se på nedenstående figur fra databladet – at inputtet er adskilt fra forsyning og stel med dioder. Så der vil kunne løbe strøm gennem dioderne, hvis spændingen ikke var derimellem.

Referencespændings-modulet

I forbindelse med comperatorerne sidder et modul til at lave referencespænding med, så man kan sammenligne med nogle faste spændinger.

Spændingerne kan konfigureres til 16 trin, enten fra 0V til 2/3 af VDD, eller 16 trin fra 1/4 VDD til 3/4 VDD.

Reset og Programmeringsspænding

Ben 4 har to specielle funktioner.

Den ene er angivet ved VPP, der betyder at der skal kredsen have programmeringsspænding, når man skal brænde et nyt program ind i den.

Den anden er at man kan resette kredsen ved hjælp af et eksternt signal, så koden starter forfra. Denne funktion har vi normalt slået fra, så den bare gør det internt når der kommer strøm på kredsløbet.

Programmerings-ben

ICSPDAT og ICSPCLK er de to ben der modtager koden når PIC'en skal have brændt ny kode ind. Det ene har også noget funktion omkring Ultra low power ....

Indbyggede countere/timere

Der er to indbyggede countere, der kan sættes op enten som counter fra T0CKI og T1CKI, eller fra en fast frekvens, så de kan virke som timere - begge dele kan tilkobles interrupt. Den sidste kan kun virke som timer.

Timer 0 / counter 0 er 8 bits, så den kan kun tælle til 255. Timer 1 / counter 1 er 16 bits, så den kan tælle til 65535. Den kan kobles op, så T1G bestemmer om den skal tælle eller ej. Timer 2 kan kun kobles som timer, og er også begrænset til 8 bit, så den kan kun tælle til 255.

Hardware interrupt

INT benet kan sættes til Interrupt, så programmet kan reagere meget hurtigt, selvom koden er i gang med noget andet.

Puls-bredde output

En lidt speciel måde at angive et analogt output på er ved at sætte et outputben højt i en %-del af tiden og lavt i resten af tiden, så hvis det f.x. er højt i 40% af tiden, så vil det give 2V ud gennemsnitligt.

CPP1 har denne funktion indbygget, eller der kan tilkobles nogle hændelser med CCP1, som kan fange hændelser.

Pulse width modulation er en måde at simulere en spænding, ved et digitalt output. Det fungerer sådan, at selvom outputtet enten 0V eller 5V, så kan man ved atlave kortere eller længere impulser af det høje output, lave noget der praktisk fungere som en spænding imellem 0V og 5V. Typisk kan PWM have en værdi/spænding mellem 0 og 255, hvilket svarer til 8bit. Jo hurtigere impulserne kommer efter hinanden, jo mere ”flydende” vil spænding blive. Så hvis det er en PIC med hurtig frekvens af instruktioner, så vil spændingen opleves mere jævn. Man kan med en kondensator el. Jævne ekstra ud, selvom det i de fleste tilfælde ikke er nødvendigt. En pære eller diode, vil ihvertfald opleves, som lysende jævnt, ved brug af PWM.

EEPROM

I PIC'en er der en EEPROM, det står for en Electrically Erasable Programmable Read Only Memory, altså en hukommelse der normalt kun kan læses, men som er programmerbar og som kan slettes elektrisk.

Det er samme princip som flash-hukommelse, og har den gode egenskab, at indholdet huskes også efter en strømafbrydelse, modsat RAM, hvor indholdet forsvinder, hvis strømmen har været væk.

Der er 128 bytes EEPROM i denne PIC.

Oscillator

Som vi normalt kobler PIC'en op, så arbejder den med 4 MHz, der deles ned, så en maskininstruktion tager 4 svingninger, altså 1us. På OSC1 og OSC2 er det muligt at koble en resonator eller et krystal på, som enten kan få den til at arbejde hurtigere (op til 20 MHz), hvis kodetiden betyder noget, eller man kan få den til at arbejde langsommere, hvis man vil spare på strømmen.

På dette udviklingsboard er der gjort plads til en resonator RES1, men da de fleste applikationer klarer sig fint med 4 MHz er det sjældent nødvendigt, og man mister også brugen af 2 ben i A-porten.

Strømforsyning

Printet kan få strøm fra to forskellige kilder. Det kan altså enten være PIC-­-brænderen der forsyner printet med 5.0V (standard for USB). Den anden mulighed er via en eksternstrømfosynings adapter, som vi kender fra mange andre elektroniske apparater derhjemme. Den har en Spændingsregulerende IC, som sørger for at ligemeget om spænding er lidt over 5V fra den eksterne kilde, så vil printet og PIC’en kun få 5V. Hvis den får væsentlig mere en 5V kan den blive meget varm eller brænde af. Den har adskillige kondensatorer, som bevirker at spædingen glattes ud. (bliver mere jævn.)

PIC
PIC-Typer	PIC16F84 - PIC12F675 - PIC16F628 - PIC16F684 - PIC16F690 - PIC16F877 - PIC18F2550
Programmeringsbegreber	Maskinkode - Mikrocontroller
Programmeringsmiljø	PIC-brænder - UsbPicProg - Analog indgang - ICSP