PIC16F688-I

Общие сведения

В статье мы рассмотрим конструкцию простой и полностью автоматической системы бесперебойного питания 12 В для устройств малой и средней мощности (Рисунок 1). Этот источник питания специально разработан для работы с маршрутизаторами и волоконно-оптическими модемами для обеспечения бесперебойного доступа к сети Интернет и телефонным услугам в районах с частыми перебоями в сети электроснабжения.

Блок-схема и основные элементы

Основными блоками (Рисунок 2) автоматического источника бесперебойного питания (ИБП) являются: зарядное устройство с режимом стабилизации выходного напряжения, источник питания 12 В, блок контроля сети переменного тока и герметичный свинцово-кислотный аккумулятор на 12 В большой емкости. Вся система спроектирована с использованием широко распространенных и доступных элементов.

Принципиальная схема автоматического ИБП показана на Рисунке 3. В схеме зарядки аккумулятора применен популярный интегральный регулируемый стабилизатор напряжения серии LM350. Подстроечными резисторами RV2 и RV3 настраиваются режимы быстрой зарядки (fast charging, 14.4 В) и непрерывной подзарядки (trickle charging, 13.6 В). В зависимости от состояния аккумулятора микроконтроллер определит подходящий режим зарядки. В «онлайн» режиме работы ИБП выходное напряжение 12 В для целевого устройства (модем, маршрутизатор) обеспечивается импульсным преобразователем напряжения на микросхеме LM2576-12.

Герметичный свинцово-кислотный аккумулятор 12 В является наиболее важным компонентом ИБП. Рекомендуется использовать аккумулятор емкостью не менее 9 А·ч. В онлайн режиме выходное напряжение ИБП составляет 12 В. В автономном режиме при полностью заряженном аккумуляторе выходное напряжение составляет 12.5 В.

ИБП подходит для устройств с напряжением питания 12 – 13 В и потребляемым током до 2 А. С конфигурацией, указанной выше, ИБП обеспечивал бесперебойную работу оптоволоконного мрашрутизатора Huawei HG8245H5 более 7 часов.

Рекомендуемый понижающий трансформатор для ИБП должен иметь вторичные обмотки: 15 В×2 (5 А) и 12 В×2 (500 мА).

Стабилизатор напряжения LM350, импульсный преобразователь LM2576 и регулятор напряжения LM7805 должны быть установлены на радиаторы охлаждения. Допускается установка микросхем LM350 и LM2576 на один общий радиатор с применением керамических или слюдяных изоляторов для LM2576.

Микроконтроллер на плате устанавливается в панельку с соответствующим количеством контактов. Это необходимо для выполнения дальнейшей настройки ИБП.

Для получения точных результатов измерений в схеме ИБП рекомендуется использовать металлопленочные резисторы R3, R7 и R8 мощностью 0.25 Вт с допуском 1%. Резисторы R2 и R4 – керамические цементные, мощностью не менее 3 Вт.

Для ИБП в САПР KiCAD разработана односторонняя печатная плата с размерами 131.7 мм × 100 мм, проект которой доступен для скачивания в разделе загрузок. Вид тестовой установки ИБП показан на Рисунке 4.

На современном рынке есть ряд семейств и серий микроконтроллеров от разных производителей, среди них можно выделить AVR, STM32 и PIC. Каждое из семейств нашло свою сферу применения. В этой статье я расскажу начинающим о микроконтроллерах PIC, а именно, что это такое и что нужно знать для начала работы с ними.

Что такое PIC

PIC – это название серии микроконтроллеров, которые производятся компанией Microchip Technology Inc (США). Название PIC происходит от Peripheral Interface Controller.

Микроконтроллеры PIC имеют RISC-архитектуру. RISC – сокращённый набор команд, используется также в процессорах для мобильных устройств. Есть целый ряд примеров её использования: ARM, Atmel AVR и другие.

Компания Microchip в 2016 году купила Atmel – производителя контроллеров AVR. Поэтому на официальном сайте представлены микроконтроллеры семейства и PIC и AVR.

Среди 8-битных микроконтроллеров PIC она состоит из 3-х семейств, которые отличаются архитектурой (разрядностью и набором команд).

• Baseline (PIC10F2xx, PIC12F5xx, PIC16F5x, PIC16F5xx)

• Mid-range (PIC10F3xx, PIC12F6xx, PIC12F7xx, PIC16F6xx, PIC16F7xx, PIC16F8xx, PIC16F9xx)

• Enhanced Mid-range (PIC12F1xxx, PIC16F1xxx)

• High-end или PIC18 (18Fxxxx, 18FxxJxx and 18FxxKxx).

Характеристики, которых приведены в таблице ниже. 

Кроме 8 битных микроконтроллеров компания Microchip производит 16-битные:

• DsPIC30/33F для обработки сигналов.

Представители 16-битного семейства работают со скоростью от 16 до 100 MIPS (выполнено миллионов инструкций в секунду). Стоит отметить и особенности:

• машинный цикл – 2 такта;

• разрядность АЦП – 16 бит;

• поддерживают ряд протоколов связи (UART, IrDA, SPI, I2S™, I2C, USB, CAN, LIN and SENT), ШИМ и прочее.

Также есть семейство 32 битных микроконтроллеров – PIC32MX, основные особенности:

• работают на частоте до 120 мГц;

• выполняют до 150 MIPS;

• АЦП: 10-бит, 1 Msps (скорость квантования), до 48 каналов.

С какого PIC начать?

Новичкам стоит начать осваивать микроконтроллеры PIC с 8-битной линейки. Вообще, производитель заявляет о том, что особенностью всего семейства является лёгкая переносимость программ с одного семейства на другое и совпадения цоколевки ряда моделей.

Одним из популярнейших в среде радиолюбителей микроконтроллеров является PIC16f628A. Его технические характеристики такие:

• Есть встроенный тактовый генератор. Вы можете настроить для работы с частотой 4 или 8 МГц;

• 18 пинов, из них 16 – ввод/вывод, а 2 – питание;

• Для работы на частотах до 20 МГц можно подключить кварцевый резонатор, но в этом случае на ввод/вывод останется не 16, а 14 ног; 

• В маркировке есть буква F, это значит, что используется FLASH-память, объёмом в 2048 слов; 

• 14-битные инструкции, 35 штук;

• 4 аналоговых входа;

• На входах PORTB есть подтягивающие резисторы;

• Два 8-битных таймера и один 16-битный;

• Машинный цикл – 4 такта кварцевого резонатора или внутреннего генератора);

• 224 байта ОЗУ;

• 128 байт EEPROM;

• USART – последовательный порт;

• внутренний источник опорного напряжения;

• питается от 3.3 до 5 В.

Причинами популярности является низкая цена и возможность тактирования от внутреннего генератора.

Какая цоколевка у 16f628 изображено ниже:

Блочная внутренняя схема этого микроконтроллера изображена ниже.

Научитесь разрабатывать устройства на базе микроконтроллеров и станьте инженером умных устройств с нуля: Инженер умных устройств

На что следует обратить внимание на схеме в первую очередь?

У этого микроконтроллера есть два порта PORTA и PORTB. Каждый пин, каждого из них может использоваться как вход и выход, а также для подключения периферии или задействования других модулей микроконтроллера.

Рассмотрим эту часть схемы крупно.

Например, порты RB0-RB3 – могут выступать в роли аналоговых. К RA6, RA7 в случае необходимости подключается источник тактирования (кварцевый резонатор). Сами же выводы микроконтроллера настраиваются в режим входа/выхода с помощью регистра TRIS.

Для этого есть команды типа:

TRISA = 0; // Все выводы порта А устанавливаются как выходы
TRISB = 0xff; // Все выводы порта B назначаются как входы
TRISA0 = 1; // Так назначается отдельный пин как вход (1) или выход (0)
TRISA5 = 1// здесь 5 вывод порта А – назначен входом

Вообще режимы работы, включение WDT (сторожевого таймера) выбор источника тактирования микроконтроллера и прочее настраивается с помощью регистров специального назначения — SFR, а память и данные хранятся в GFR – простыми словами это статическое ОЗУ.

В официальном Datasheet, на страницах 18-21 вы найдете 4 банка памяти регистров специального назначения SFR и регистров общего назначения GFR. Знание регистров важно, поэтому распечатайте и выучите указанные страницы из .

Для удобства ниже приведены эти таблицы в виде картинок (нумерация регистров, как и всё в цифровой электронике начинается с 0, поэтому номер четвертого – 3).

Как подключить и на каком языке программировать?

Чтобы запустить этот микроконтроллер достаточно подать плюс на Vdd и минус на Vss. Если нужен кварцевый резонатор, то он подключается к выводам 16 и 15 (OSC1 и OSC2) микроконтроллера PIC16f628, для других контроллеров с большим или меньшим числом выводов – смотрите в datasheet. Но этот момент нужно указывать при программировании и прошивке.

Кстати о переносимости и совпадении цоколевки – на 16f84A – она аналогична, и на многих других.

Фрагмент схемы с подключенным к pic16f628a внешним резонатором:

Есть два основных языка для программирования микроконтроллеров PIC – это assembler и C, есть и другие, например PICBasic и т.д. Еще можно выделить упрощенный язык программирования JAL (just another language).

Для примера ниже приведена программа для «мигания светодиодом» — своего рода «Hello World» для микроконтроллера PIC на языке C.

В 1 строке подключается библиотека микроконтроллеров PIC, далее подключается библиотека программы задержки.

В функции main(void) в начале устанавливаются начальные параметры, подобно тому как мы это делали в функции Void setup () – в статьях об ардуино. Далее в строках 11-16 объявляется бесконечный цикл while(1), в ходе которого и выполняется программа «мигания светодиодом».

В примере состояние порта постоянно инвертируется, т.е. если он был в «0», то перейдет в «1» и наоборот. На C для PIC есть следующие команды управления команды:

PORTA = 0; // переводит все пины порта А в низкий уровень (лог. 0)
PORTB = 0xff; // переводит все пины порта B в высокий уровень (лог. 1)
RB5 = 1; // На пятом выводе порта B высокий уровень

Возникает соблазн выбрать JAL, и вам он может показаться проще. Безусловно на нём можно реализовать любые проекты, но с точки зрения пользы для вас как для специалиста – это бесполезный язык. Значительно больших результатов вы добьетесь, изучая синтаксис и принципы программирования на языке C (большая часть популярных сейчас языков C-подобны) или на Assembler – это низкоуровневый язык, который заставит вас понимать принцип работы устройства и что происходит в программе в каждый конкретный момент времени.

В чем работать

Если сказать совсем обобщенно для работы с любыми микроконтроллерами нужно:

3. Программа для загрузки прошивки в микроконтроллер.

И я даже читал старые учебники, где автор, работая из-под DOS писал код, компилировал и прошивал его разными средствами. Сейчас же под все популярные операционные системы есть среды для разработки, как узкоспециализированные (для конкретного семейства микроконтроллеров или семейств от одного производителя) так и универсальные (либо содержат все необходимые инструменты, либо они подключаются в виде плагинов).

Например, в цикле статей об Arduino мы рассматривали среду Arduino IDE в ней же мы и код писали и с её помощью «заливали» прошивку в «камень». Для микроконтроллеров PIC есть такие программы, как:

• MPASM — используется для разработки на языке Assembler от фирмы Microchip

• MPLAB — также IDE от Microchip для PIC-контроллеров. Состоит из множества блоков для тестирования, проверки, работы с кодом и компиляции программ и загрузки в микроконтроллер. Также есть версия MPLAB X IDE – отличается большим функционалом и построена на базе платформы NetBeans

• MikroC — универсальная среда (не только для ПИКов) для разработки. Как видно из названия «заточена» под программирование на C, а также есть такие программы как MikroBasic и MikroPascal, для соответствующих языков

• JALedit — подходит для языка JAL, о котором мы упоминали выше

• И ряд других менее известных.

Как прошивать микроконтроллер?

Для PIC-микронотроллеров есть ряд программаторов. Официальным считается PICkit. Их 4 версии. Но можно прошивать и универсальными, например, TL866 (он поддерживает почти всё, что может понадобится начинающему радиолюбителю, при этом очень дешевый).

Также в сети есть ряд различных схем программаторов для ПИКов, как для работы через COM-порт:

Так и через USB (на самом деле тоже com, только через преобразователь на ИМС MAX232).

В одной статье рассматривать темы о том, как программировать микроконтроллеры, неважно какого семейства, безсмысленно. Поскольку это очень большой объём информации. Для начинающих советую к прочтению:

• Катцен С. — PIC-микроконтроллеры. Все что вам необходимо знать;

• Кёниг А. — Полное руководство по PIC микроконтроллерам;

• Шпак Ю.А. — Программирование на языке С для AVR и PIC микроконтроллеров;

• Магда Ю.С. — Микроконтроллеры PIC: архитектура и программирование;

• Яценков В.С. — Микроконтроллеры Microchip. Практическое руководство.

Параметрический поиск по компонентам

Настройка и проверка работы

Перед подключением нагрузки и аккумулятора к ИБП необходимо выполнить простую настройку (калибровку) ИБП.

1. Извлеките микроконтроллер PIC16F688 из панельки и затем включите питание.
2. Подключите мультиметр к катоду диода D3 (+VBAT).
3. Замкните контакты 7 и 1 панельки, в которую устанавливается микроконтроллер.
4. С помощью подстроечного резистора RV2 установите напряжение на уровне 13.6 В.
5. Теперь замкните контакты 7 и 14 панельки, в которую устанавливается микроконтроллер.
6. С помощью подстроечного резистора RV3 установите напряжение на уровне 14.4 В.
7. Обесточьте схему ИБП и установите микроконтроллер в панельку.

После выполнения указанных выше шагов подключите к ИБП аккумулятор, а к отладочному разъему J6 – адаптер USB-UART (версия с напряжением питания 5 В). Подключите адаптер USB-UART к ПК и запустите терминальную программу для соответствующего COM-порта (скорость 1200 бод, 8 бит данных, 1 стоп-бит, аппаратное управление потоком выключено). Подключите мультиметр к клеммам аккумулятора и регулировкой подстроечного резистора RV1 добейтесь отображения в терминальной программе значения напряжения, в 10 раз превышающего показания мультиметра. Например, значение напряжения 12.6 В в терминальной программе будет отображено как 126 (Рисунок 5).

После такой настройки ИБП готов к работе. При первоначальном подключении аккумулятора к ИБП дождитесь полной его зарядки.

Замечание

Эта печатная плата напрямую подключена к сети переменного тока, поэтому всегда соблюдайте необходимые меры предосторожности при измерении напряжений и калибровке.

Документация по компонентам

Выставки, семинары, мероприятия

• 18.03.2018 21:43 РобоСектор-2018 вновь собирает друзей!
  
  РобоСектор – это площадка для диалога и обмена опытом и технологиями между участниками профессионального сообщества. Практическое мероприятие, дающее ответ на вопрос “Какие технологии или компоненты использовать для реализации конкретной прикладной задачи

  Производитель:
  <!– Разделы: Мероприятия –>
  Группа компонентов:

• 12.03.2018 22:00 Золотой Чип пройдет при поддержке Министерства обороны Российской Федерации
  
  Премия «Золотой Чип» проводится с 2004 года. Итоги подводятся на международной выставке по электронике, компонентам, оборудованию, технологиям «ChipEXPO»

  Производитель:
  <!– Разделы: Мероприятия –>
  Группа компонентов:

• 29.01.2018 15:44 Выставка-форум «Передовые Технологии Автоматизации. ПТА – Санкт-Петербург 2018» приглашает участников
  
  Санкт-Петербург, 05 – 07 июня 2017 г.

  Производитель:
  <!– Разделы: Мероприятия –>
  Группа компонентов:

• 13.12.2017 20:02 «Электроника-Транспорт 2018»: только лучшие IT решения для пассажирского транспорта!
  
  12-я международная специализированная выставка информационных технологий и электроники для пассажирского транспорта и транспортной инфраструктуры.

  Производитель:
  <!– Разделы: Мероприятия –>
  Группа компонентов:

• 23.11.2017 20:40 Выступление спикера IBM, представителя Kawasaki и разработчика FEDOR: подробная программа Robotics Expo 2017
  
  25–26 ноября на пятой международной выставке-конференции Robotics Expo представители IBM, Kawasaki, НПО «Андроидная техника» и других ведущих робототехнических компаний обсудят ключевые аспекты развития отрасли

  Производитель:
  <!– Разделы: Мероприятия –>
  Группа компонентов:

• 21.02.2018 10:40 Приемопередатчики интерфейса CAN с единым напряжением питания 3.3 В и защитой от перегрузок на шине до ±36 В
  
  Устройства также отличаются высокой пропускной способностью, функцией регулировки скорости нарастания выходного сигнала и малопотребляющим режимом ожидания
  
  Производитель: Exar
  <!– Разделы: Новые компоненты
  –>
  Группа компонентов: CAN

• 21.02.2018 10:22 Миниатюрный модуль зарядного устройства малой мощности для работы в системах накопления энергии из окружающей среды
  
  Устройство, выполненное в виде готового решения с минимальным числом внешних компонентов, отличается низкой стоимостью, высокой эффективностью и чрезвычайно компактными размерами
  
  Производитель: Silvertel
  <!– Разделы: Новые компоненты
  –>
  Группа компонентов: PoE-модули питания

• 21.02.2018 10:08 Низковольтный модуль драйвера светодиодов Ag201 с программируемой величиной выходного тока
  
  Благодаря возможности пользовательской установки максимального тока нагрузки, драйвер способен управлять различными типами светодиодов
  
  Производитель: Silvertel
  <!– Разделы: Новые компоненты
  –>
  Группа компонентов: Контроллеры Дисплеев

• 21.02.2018 09:53 Коммутаторы Ethernet BCM56980 серий StrataXGS® Tomahawk® 3 с пропускной способностью 12.8 Tбит/с
  
  Семейство StrataXGS Tomahawk 3 с поддержкой до 32 портов стандарта 400GbE может использоваться для построения высокомасштабируемых распределительных, объединительных и масштабирующих коммутаторов
  
  Производитель: Broadcom Limited
  <!– Разделы: Новые компоненты
  –>
  Группа компонентов: Ethernet

• 21.02.2018 09:44 Компактный DC/DC преобразователь в исполнении µModule® с током нагрузки 20 А в 1-канальной и 10 А на канал в 2-канальной конфигурации,
  
  ИС предназначена для каскадов питания ПЛИС, графических процессоров, специализированных микросхем и системного энергообеспечения
  
  Производитель: Analog Devices
  <!– Разделы: Новые компоненты
  –>
  Группа компонентов: Понижающие преобразователи напряжения

• 28.11.2017 06:05 Скидки от 50% на ПО для проектирования печатных плат от Mentor Graphics
  
  ЗАО «Нанософт», официальный дистрибьютор компании Mentor Graphics, объявляет о старте специального предложения на приобретение программных решений для разработки электроники – PADS
  
  Производитель:
  <!– Разделы: Новости поставщиков
  –>
  Группа компонентов:

• 24.09.2016 08:15 Компания АВИТОН – официальный представитель Regatron (Швейцария)
  
  Компания Regatron осуществляет разработку и производство источников питания
  
  Производитель:
  <!– Разделы: Новости поставщиков
  –>
  Группа компонентов: Источники питания

• 15.09.2016 08:42 Arrow Electronics проводит в жизнь технологии краудфандинга с Indiegogo
  
  Их деятельность направлена на оптимизацию цепочки краудфандинг – продукт и должна ускорить темпы внедрения инноваций для технологии интернета вещей (IoT)
  
  Производитель: Arrow Electronics Russia
  <!– Разделы: Новости поставщиков
  –>
  Группа компонентов:

• 08.08.2016 08:41 «Новости Электроники + Светотехника» №01/2016: LED-освещение для промышленных объектов
  <!– Разделы: Новости поставщиков
  –>
  Группа компонентов:

• 22.07.2016 08:31 Прошивка Serial Extender упрощает работу с модулями MBee
  
  Два радиомодуля MBee-868 с прошивкой Serial Extender позволяют заменить проводное последовательное соединение между двумя любыми устройствами с интерфейсом UART
  
  Производитель:
  <!– Разделы: Новости поставщиков
  –>
  Группа компонентов: Модули

• 29.07.2015 10:24 Компания Altera присоединилась с проекту OPNFV с целью привнести преимущества ПЛИС FPGA в технологию виртуализации сетевых функций
  
  Решения на базе ПЛИС FPGA и Систем-на-Кристалле уже ускоряют работу серверов дата-центров в области предоставления поисковых сервисов и свёрточных нейронных сетей
  
  Производитель: Altera
  <!– Разделы: Новости технологий
  –>
  Группа компонентов: FPGA

• 29.07.2015 10:14 Пример разработки хранилища данных на базе ПЛИС FPGA удваивает срок службы NAND FLASH памяти
  
  Архитектура ПЛИС FPGA со встроенным процессорным ядром предлагает инновационный метод создания устройств хранения данных для облачных приложений и высокопроизводительных вычислительных систем
  
  Производитель: Altera
  <!– Разделы: Новости технологий
  –>
  Группа компонентов: SoC FPGA

• 08.07.2015 13:41 Компания Pentair предлагает новые трехмерные чертежи и услуги для конструкторов на портале Traceparts
  
  Чертежи Schroff на портале Traceparts
  
  Производитель: Schroff
  <!– Разделы: Новости технологий
  –>
  Группа компонентов:

• 13.04.2015 14:37 Cypress Semiconductor: CySmart™ — приложения для устройств Bluetooth® с низким энергопотрбелением (BLE)
  <!– Разделы: Новости технологий
  –>
  Группа компонентов: Bluetooth

• 28.01.2015 09:43 Audi выбрала Системы-на-Кристалле компании Altera для применения в автомобилях с функцией «Автопилот»
  
  Altera и TTTech Deliver Industry, лидер в области разработки продвинутых систем помощи водителю (ADAS), приступили к разработке систем управления автопилотируемых автомобилей для компании Audi
  
  Производитель: Altera
  <!– Разделы: Новости технологий
  –>
  Группа компонентов: Программируемая Логика

<!–

–>

<!–

Объявление:

–>

<!–

–>

PIC16F688-I/SL, Микроконтроллер PIC 4096 x 14 – ППЗУ/256-ОЗУ 256-ЭППЗУ 8-АЦП 12 портов ввода-вывода 2-таймера + 2 компаратора + сторожевой таймер шина EUSART

*Изображения служат только для ознакомления. См. DataSheet продукта

PIC 4096 x 14 – PROM/256-RAM 256-EEPROM 8-ADC 12I/O 2-Timer + 2Comparator + Watchdog EUSART

Микроконтроллер PIC 4096 x 14 – ППЗУ/256-ОЗУ 256-ЭППЗУ 8-АЦП 12 портов ввода-вывода 2-таймера + 2 компаратора + сторожевой таймер шина EUSART

Код товара:

Дата обновления: 30.06.2023 23:10

Доставка PIC16F688-I/SL , Микроконтроллер PIC 4096 x 14 – ППЗУ/256-ОЗУ 256-ЭППЗУ 8-АЦП 12 портов ввода-вывода 2-таймера + 2 компаратора + сторожевой таймер шина EUSART в город

Самовывоз из Екатеринбурга

от 2 раб. дней

от 166

от 1 раб. дня

от 311

от 2 раб. дней

от 1457

от 10 раб. дней

от 290

от 1 раб. дня

от 300

от 1 раб. дня

от 120

* Стоимость и сроки доставки являются ориентировочными. Итоговая стоимость и срок будут рассчитаны на странице оформления заказа.

Технические параметры

Описание PIC16F688-I/SL

PIC16F688 8-Bit Flash Microcontrollers
The PIC16F range of microcontrollers from Microchip are 8-bit MCUs that incorporate Microchip’s PIC® architecture into a variety of pin and package options, from space efficient 14-pin devices to feature-rich 64-pin devices. Devices with Baseline, Mid-Range or Enhanced Mid-Range architecture are available with numerous different peripheral combinations, giving designers flexibility and choice for their applications.

The PIC16F688 family of microcontrollers is based upon Microchip’s Mid-range core with an 8 level deep hardware stack and 35 instructions. These MCUs provide up to 5 MIPS, 3.5 Kbytes program memory, 128 bytes RAM and Data EEPROM of 256 bytes. On board is a configurable oscillator factory calibrated to ±1% accuracy.

• 
  PIC16F688T-I/SL
  PIC16F Series 7 kB Flash 256 B RAM 20 MHz 8-Bit Microcontroller – SOIC-14