Микроконтроллеры Опции

[SSh]

Ну что, начнем. Заранее заявляю, что я сам тоже новичок в этом деле, так, что если что не так с удовольствием приму и критику и замечания и дополнения.
Что такое микроконтроллер (МК)? Это микросхема которая сама по себе АБСОЛЮТНО ничего не умеет делать в отличии от даже самой примитивной логики. Для того, чтобы заставить МК выполнять какую-нибуть работу надо прошить (загрузить) в него программу. МК выпускаются многими фирмами - Mikrochip, Atmel, Motorolla, etc. Здесь будут рассматриваться только МК фирмы Mikrochip, так называемые pic-контроллеры.
Их легко различить по маркировке от других, название начинается с префикса PIC или (в современных сигнальных процессорах) dsPIC, например, PIC18F2520, PIC16F877 и т.д. Наиболее употребимые в любительской практике - 8-разрядные контроллеры среднего и высшего семейств, PIC16 и PIC18.
Буква "F" в маркировке МК означает, что он может многократно перезаписываться, т.е. если по каким-либо причинам надо поменять программу (прошивку), то это легко можно осуществить при помощи программатора (об этом попозже). Есть МК и с буквой "С" - это однократно программируемые.
Питание МК - +5В, хотя многие из них могут работать и при пониженном напряжении, от +2,5В.
Потребляемый ими ток насколько мал, что о нем и говорить неудобно (IMG:style_emoticons/default/dry.gif)
Так что-же все таки представляет собй МК? Это микросхема с определенным количеством выводов (8, 14, 16, 18, 20, 28, 40 и т.д), как минимум двое из которых предназначены для подачи питания, а почти все остальные представляют собой линии ввода-вывода. Почти - потому-что есть МК, которые обязательно должны тактироваться внешним кварцем (еще 2 вывода) и/или имеют отдельный вывод сброса. А есть и такие, что могут работать как от внешнего так и от внутреннего генераторов, в этом случае освободившиеся выводы тоже можно использовать для дела. Конкретно количество выводов данных можно посмотреть в даташите на конкретный МК.
Т.к. МК 8-и битные, то и выводы организованы в шины той-же разрядности, или, как их называют - порты.
В зависимости от кол-ва ножек могут быть порты A, B, C, D, E, которые на изображении МК обозначаются след. образом: буква R, затем наименование порта, затем номер разряда порта, напр. RA0, RC2, RB7...
В МК совсем необязательно наличие всех разрядов какого-либо порта, например, могут быть RC3...RC7, a RC0, RC1 и RC2 - отсутствовать. В принципе, это не имеет значения, т.к. любой порт можно запрограммировать на выполнение практически любой задачи (исключая некоторые специфические, такие, как обмен данными по USB или Ethernet), так, что без разницы - подключен, например, светодиод, сигнализирующий о превышении температуры к порту RB5 или RE0.
Исключение составляют выводы порта А, которые можно сконфигурировать так, чтоб они работали в аналоговом режиме (все остальные только цифровые). Естественно, порт А также может работать в цифровом режиме, что он и делает по умолчанию. Аналоговый режим используется для задействования встроенных АЦП - аналого-цифровых преобразователей, с их помощью измеряются аналоговые сигналы, например, напряжение, показания термодатчиков и т.д.
С распространением различных протоколов на определенные выводы могут также возлагаться дополнительные функции. Это не значит, что с другими выводами нельзя добиться результата, просто, если на вывод подключена какая-либо доп. функция, то результат достигается более легкими программными способами.
Для примера приведу обозначения выводов МК PIC16F876

1 MCLR/VPP/RE3
2 RA0/AN0
3 RA1/AN1
4 RA2/AN2/VREF-/CVREF
5 RA3/AN3/VREF+
6 RA4/T0CKI/C1OUT
7 RA5/AN5/SS/HLVDIN/C2OUT
8 VSS
9 OSC1/CLK1
10 OSC2/CLK0
11 RC0/T1OSO/T13CKI
12 RC1/T1OSI/CCP2
13 RC2/CCP1
14 RC3/SCK/SCL
15 RC4/SDI/SDA
16 RC5/SDO
17 RC6/TX/CK
18 RC7/RX/DT
19 VSS
20 VDD
21 RB0/INT
22 RB1
23 RB2
26 RB3/PGM
25 RB4
26 RB5
27 RB6/PGC
28 RB7/PGD

Смотрим, что мы тут имеем. МК имеет 2 вывода для соединения с общим проводом (8 и 19 - Vss), вывод питания - 20 - Vdd, отдельные выводы для подачи тактовых импульсов или подключения кварца - 9 - OSC1/CLK1 и 10 - OSC2/CLK0. Вывод сброса по желанию можно переконфигурировать для обработки данных - 1 - MCLR/VPP/RE3, т.е. он превращается в RE3. Все остальные - данные.
Дальше, некоторые выводы не имеют никаких специальных функций, например, RB1...RB7. Здесь PGM, PGC, PGD, а также Vpp на выводе 1 - сигналы с программатора, после прошивки МК они (имеются в виду сигналы а не выводы) не используются. Порты А, как видно, могут переконфигурироваться и работать как AN0...AN5 - аналоговые входы.
Некоторые сигналы (вернее протоколы) могут нам никогда и не понадобиться, так, что не стоит сейчас акцентировать на них внимание, просто опять же для примера упомянем
17 - RC6/TX/CK
18 - RC7/RX/DT, т.е. если надо, чтоб МК взаимодействовал с компьютером по последовательному интерфейсу (СОМ порт), то для этой цели лучше выбрать выводы 17 и 18, т.к. на них посажены также режимы RX и TX.

-----------------
Естественно, т.к. МК работают под управлением программы, то в них должна быть предусмотрена память для этих самых программ. В зависимости от МК объем памяти может колебаться от сотен байт до десятков килобайт. Память, как уже отмечалось, обычно многократно перезаписываемая.
Помимо программной МК может также иметь RAM память (ОЗУ) - для временного хранения данных/переменных во время работы программы, а также EEPROM - постоянная память для хранения данных при выключенном питании контроллера. Скажем, если на контроллере построен борткомпьютер, то, например, пройденный путь или израсходованный бензин надо писать именно в EEPROM, иначе данные потеряются после выключения зажигания. Данные же о мгновенном расходе пишутся в RAM. Конкретно объем программной памяти и наличие/отсутствие и объем RAM и EEPROM надо опять же смотреть в соотв. даташитах.
-----------------
Я честно говоря, не знаю, надо ли продолжать или нет, т.к. в сети есть куча информации по различным МК, так, что если есть желание, то изучить их работу в желаемом для себя объеме нетрудно.
Если есть интерес к обсуждению этого вопроса именно здесь а не на спец. форумах, то в след. раз поговорим о самих программах и программаторах.

[NeWT]

Спасиб (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)
А ты когда-нить паял ПИК в корпусе SSOP-20? Это вообще реально дома? (IMG:style_emoticons/default/smile.gif) Я платы делаю лазерным принтером на фотобумагу, потом хлорное железо, дорожки в 0.3мм получаются чётко, а вот как запаять? Я дорожки потом лужу в кастрюле сплавом Розе. Достаточно ли будет только слоя лужения Розе? Т. е. я просто поставлю МК на площадку и прогрею все ноги паяльником?

[Titus]

Есть еще такие штуки как паяльные фены, вот им паять подобно одно удовольствие (IMG:style_emoticons/default/wink.gif)
Для более крутых вещей (это уже ближе к матерям компов и тп) - инфракрасные паяльные станции.

[NeWT]

Ну такое покупать не хочу, дорого пока для меня (IMG:style_emoticons/default/smile.gif) Паяльник нормальный тонкий, чистым жалом если поводить, припаяется к слою сплава Розе? (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)

[Titus]

Должно (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)
Кстати, паяльный фен - не такое уж и дорогое удовольствие, относительно, ессно, сравним по цене с неплохим паяльником с терморегулятором.

[NeWT]

Народ, ещё пару вопросиков (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)

1) Собираюсь переходить на SMD компоненты в дальнейшем. Для начала хочу закупить наборы резисторов. Как думаете, для наших с вами МК целей хватит "0805" (0.125Вт) или лучше остаться на 0.250Вт - "1206"? Вот считаю 0.125Вт как-то впритык хватает (IMG:style_emoticons/default/smile.gif) Это же 25mА@5V или 10mA@12V... Хотя впринципе там где надо 0.25Вт можно буд выводные ставить в редких местах...

2) Собираюсь перейти на внешние кварцы для МК, но тут есть 3 ветки я так понял: Кварцевые генераторы, Кварцевые резонаторы и Керамические резонаторы. Что используется чаще и проще всего обычно? Вроде обычная схема это Osc1 и Osc2 от МК в этот "кварц" и от этих 2х ног ещё по малеькому конденсатору на землю? Этот "кварц" неполярен? Так что их трёх лучше?

[SSh]

1. Если речь идет только о МК, то и 0,125Вт за глаза хватит, большей мощности они и не выдают.
2. В тех схемах где не требуется жесткая стабилизация временных параметров можно вообще не ставить кварцев, частота внутр. генератора достаточна стабильна. Если-же все-таки нужен кварц - без разницы, ставь что удобно или что возможно достать. У меня, напр. нет 3-х ножечных, со встроенными конденсаторами, поэтому в основном применяю отдельный кварц + 2 конденсатора.

[NeWT]

Вот тут где ты говоришь "Кварц" это "Кварцевый генератор", Кварцевый резонатор" или "Керамический резонатор"? (IMG:style_emoticons/default/smile.gif) Или "Керамический" тут вообще не при делах? Я хочу делать как в демосхеме - с двумя кондёрами и 2х-ножечным "кварцем".
Зачем они мне вдруг понадобились? Хочу сделать общение по RS-485 и где-то прочитал, что лучше использовать внешний более стабильный источник синхросигнала.
Вроде я хочу именно резонатор - http://www.chipdip.ru/catalog/quartz-resonators.aspx они дешевле (IMG:style_emoticons/default/smile.gif) У него 2 ноги равноценны?

[SSh]

Кварц и кварцевый резонатор это одно и то же
Керамический резонатор - по сути тот же самый прибор, отличается некоторыми характеристиками, напр. большей нестабильностью частоты. Но зато размеры у последних меньше.
При включении в цепь ножки у них равноценны. Для синхронизации МК кварц соединяется между ножками OSC1 и OSC2 а конденсаторы между каждой из ножек и корпусом.
Если прибор 3-х выводный, то скорее всего он со встроенными конденсаторами, среднюю ножку сажаем на корпус, 2 остальных опять - как попало.

Кварцевый генератор - ясно из названия, генератор, частота которого стабилизирована кварцем могут быть как самодельными так и выпускаемые промышленностью. При использовании для синхронизации с МК выходной сигнал с генератора обычно подают на вывод OSC1.

В любом случае необходимо также правильно сконфигурировать МК согласно выбранному методу и частоте синхронизации. Информация об этом есть в даташитах на конкретный МК.

[NeWT]

Терь всё понял! Спасибо! (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)

[AlexGreat]

Спасиб (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)
А ты когда-нить паял ПИК в корпусе SSOP-20? Это вообще реально дома? (IMG:style_emoticons/default/smile.gif) Я платы делаю лазерным принтером на фотобумагу, потом хлорное железо, дорожки в 0.3мм получаются чётко, а вот как запаять? Я дорожки потом лужу в кастрюле сплавом Розе. Достаточно ли будет только слоя лужения Розе? Т. е. я просто поставлю МК на площадку и прогрею все ноги паяльником?

SSOP-20 совершенно беспроблемно паяется руками. А если будет жало "микроволна" то паяется еще проще. (IMG:style_emoticons/default/smile.gif) Если душа иногда требует эстетики, то можно через трафарет паяльной пасты мазнуть, сверху чип, на подогревной столик и сверху горячим воздухом. Подогрев снизу, чтобы не было температурного шока и плату не коробило. Хотя в последнее время на пасту только QFN сажаю. А нормальные выводы и так беспроблемно паяются. Только флюс не жалеть в месте пайки.
Кстати что касается керамических резонаторов, то размеры у них как раз больше чем у кварцевых резонаторов, а вот точность и стабильность частоты гораздо хуже. Соответственно и стоимость меньше. Керамические фильтры да, размерами обычно меньше, но и по параметрам до кварцевых естественно не дотягивают. Примерно так. (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)

[NeWT]

Во блин, ну лан, попробуем (IMG:style_emoticons/default/smile.gif) А то до этого я только PDIP'ы паял (IMG:style_emoticons/default/smile.gif) Ну видать в SMD монтаже проще паять мелочь...

[AlexGreat]

Я 0402 руками паяю, и вроде ничего, пока не умер от этого... (IMG:style_emoticons/default/biggrin.gif)

[SSh]

Про пайку мелких микросхем можно посмотреть здесь:
http://easyelectronics.ru/pajka-planarnyx-...ikrovolnoj.html

Хотя я сам паяю обычным паяльником

[NeWT]

Блин, что-то я переоценил силы... 0.3мм дорожки от SSOP не переносятся у меня утюгом (IMG:style_emoticons/default/sad.gif) Может текстолит был зафаканный...

[NeWT]

Ребят, никак не пойму. Допустим я выбрал кварцевый резонатор: ссыль.
Далее смотрим даташит с картинкой по подключению:

Смотрим таблицы: 14-1 для керамических резонаторов - не подходит. 14-2 для "Crystal Oscillator" - кварцевых генераторов? Тоже не подходит. А для Crystal Resonator нету. Далее там уже про другое в даташите. И в каких случаях надо резистор RS (и сколько?)? Или всё же моя таблица - 14-2 и я беру 15-30pF Mode HS?

[dmitrij_b]

Crystal Oscillator, в данном случае и есть кварц. (IMG:style_emoticons/default/wink.gif)

Генератор, это отдельная схема, возможно застабилизированная кварцем. И подключается он по другому, всего на один вывод, скорее всего на OSC1.

[NeWT]

Ок, понял, а резюк RS нужен? (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)

[SSh]

Oscillator=Resonator
Резистор не нужен.
В таблице все четко прописано, для кварцевых резонаторов - для какой частоты какие фьюзы ставить.
Конденсаторы - ставь тоже как в таблице, я затоварился на 22пФ, везде ставлю их.
Дорожки делай 0,4мм

[AlexGreat]

Блин, что-то я переоценил силы... 0.3мм дорожки от SSOP не переносятся у меня утюгом (IMG:style_emoticons/default/sad.gif) Может текстолит был зафаканный...

А с ЛУТом всегда так. чем плата меньше, тем дорожки тоньше и нормально получаются. Ну и FR-4 нужно внимательней смотреть, иногда попадается с фольгой на 18мкм, причем не лучшего качества, сделан так, что рельеф стеклоткани проступает. На таком ЛУТом 0,2/0,2 это сродни, как это... душевным терзаниям.. (IMG:style_emoticons/default/biggrin.gif) Из того, что в Мск пробовал, лучшим оказался стеклотекстолит от Matsushita. Там все правильно сделано, и травится равномерно. Хотя для больших плат, на самом дел, пленочный фоторезист в помощь, но только правильный, например AGFA.

[SSh]

Где-то писал, но не помню... Про пайку мелких микросхем. На всякий случай продублирую....
Недавно попробовал новый способ - получилось. Суть в том, что во время пайки не мучаясь просто запаиваешь весь ряд, выводы и с дорожками на плате и с друг-другом. После чего расплавляя припой (насколько захватит жало) отсосом высасываем излишки. Никакой особой сноровки не требуется...