Миниатюрные PIC контроллеры хороши для построения преобразователей интерфейсов последовательной передачи данных, для реализации функций «прием – обработка – передача данных» и несложных регуляторов систем автоматического управления.

Компания Microchip распространяет MPLAB - бесплатную интегрированную среду редактирования и отладки программ, которая записывает бинарные файлы в микроконтроллеры PIC через программаторы.

Взаимодействие MPLAB и Matlab/Simulink позволяет разрабатывать программы для PIC-контроллеров в среде Simulink - графического моделирования и анализа динамических систем. В этой работе рассматриваются средства программирования PIC контроллеров: MPLAB, Matlab/Simulink и программатор PIC-KIT3 в следующих разделах.

Характеристики миниатюрного PIC контроллера PIC12F629
Интегрированная среда разработки MPLAB IDE
Подключение Matlab/Simulink к MPLAB
Подключение программатора PIC-KIT3

Характеристики миниатюрного PIC-контроллера

Для примера, ниже даны характеристики недорогого компактного 8-разрядного контроллера PIC12F629 с многофункциональными портами, малым потреблением и широким диапазоном питания .

Архитектура: RISC
Напряжение питания VDD: от 2,0В до 5,5В (< 6,5В)
Потребление:
- <1,0 мА @ 5,5В, 4МГц
- 20 мкА (тип) @ 32 кГц, 2,0В
- <1,0 мкА (тип) в режиме SLEEP@2,0В
Рассеиваемая мощность: 0,8Вт
Многофункциональные каналы ввода/вывода: 6/5
Максимальный выходной ток портов GPIO: 125мА
Ток через программируемые внутренние подтягивающие резисторы портов: ≥50 (250) ≤400 мкА @ 5,0В
Разрядность контроллера: 8
Тактовая частота от внешнего генератора: 20 МГц
Длительность машинного цикла: 200 нс
Тактовая частота от внутреннего RC генератора: 4 МГц ±1%
Длительность машинного цикла: 1мкс
FLASH память программ: 1К
Число циклов стирание/запись: ≥1000
ОЗУ память данных: 64
EEPROM память данных: 128
Число циклов стирание/запись: ≥10K (-40оС ≤TA≤ +125 оС)
Аппаратные регистры специального назначения: 16
Список команд: 35 инструкций, все команды выполняются за один машинный цикл,
кроме команд перехода, выполняемых за 2 цикла
Аппаратный стек: 8 уровней
Таймер/счетчик ТМR0: 8-разрядный с предделителем
Таймер/счетчик ТМR1: 16-разрядный с предделителем

Сброс по включению питания (POR)
Таймер сброса (PWRTтаймер ожидания запуска генератора (OST
Сброс по снижению напряжения питания (BOD)
Сторожевой таймер WDT
Мультиплексируемый вывод -MCLR
Система прерываний по изменению уровня сигнала на входах
Индивидуально программируемые для каждого входа подтягивающие резисторы
Программируемая защита входа
Режим пониженного энергопотребления SLEEP
Выбор режима работы тактового генератора
Внутрисхемное программирование ICSP с использованием двух выводов
Четыре пользовательские ID ячейки

КМОП технология контроллера обеспечивает полностью статический режим работы, при котором остановка тактового генератора не приводит к потере логических состояний внутренних узлов.
Микроконтроллер PIC12F629 имеет 6-разрядный порт ввода/вывода GPIO. Один вывод GP3 порта GPIO работает только на вход, остальные выводы можно сконфигурировать для работы как на вход так и на выход. Каждый вывод GPIO имеет индивидуальный бит разрешения прерываний по изменению уровня сигнала на входах и бит включения внутреннего подтягивающего резистора.

Интегрированная среда разработки MPLAB IDE

Бесплатные версии MPLAB (включая MPLAB 8.92) хранятся на сайте компании Microchip в разделе «DOWNLOAD ARCHIVE».

Создание проекта

Пример создания проекта программ PIC контроллера в среде MPLAB включает следующие шаги .

1. Вызов менеджера проекта.

2. Выбор типа PIC микроконтроллера.

5. Подключение файлов к проекту в окне Project Wizard → Step Four можно не выполнять. Это можно сделать позднее, внутри активного проекта. Клавиша Next открывает следующее окно.

6. Завершение создания проекта (клавиша Finish).

В результате создания проекта FirstPrMPLAB интерфейс MPLAB принимает вид, показанный на Рис. 1.

Рис. 1 . Интерфейс среды MPLAB v8.92 и шаблон проекта.

Создание файла программы
Программу можно создать при помощи любого текстового редактора. В MPLAB имеется встроенный редактор, который обеспечивает ряд преимуществ, например, оперативный лексический анализ исходного текста, в результате которого в тексте цветом выделяются зарезервированные слова, константы, комментарии, имена, определенные пользователем.

Создание программы в MPLAB можно выполнить в следующей последовательности.

1. Открыть редактор программ: меню → File → New. Изначально программе присвоено имя Untitled.

2. Набрать или скопировать программу, например, на ассемблере.

Рис. 2 . Пример простейшей программы (на ассемблере) вывода сигналов через порты контроллера GP0, GP1, GP2, GP4, GP5 на максимальной частоте.

Запись ‘1’ в разряде регистра TRISIO переводит соответствующий выходной буфер в 3-е состояние, в этом случае порт GP может работать только на вход. Установка нуля в TRISIO настраивает работу порта GP на выход.

Примечание. По спецификации PIC12F629 порт GP3 микроконтроллера работает только на вход (соответствующий бит регистра TRISIO не сбрасывается – всегда находится в ‘1’).

Регистры TRISIO и GPIO находятся в разных банках области памяти. Переключение банков выполняется 5-м битом регистра STATUS.

Любая программа на ассемблере начинается директивой org и заканчивается директивой end. Переход goto Metka обеспечивает циклическое выполнение программы.

В программе (Рис. 2) используются следующие обозначения.

Директива LIST - назначение типа контроллера
Директива __CONFIG - установка значений битов конфигурации контроллера
Директива equ - присвоение числового значения
Директива org 0 - начало выполнения программы с адреса 0
Команда bsf - устанавливает бит указанного регистра в 1
Команда bсf - сбрасывает бит указанного регистра в 0
Команда movlw - записывает константу в регистр W
Команда movwf - копирует содержимое регистра W в указанный регистр
Команда goto - обеспечивает переход без условия на строку с меткой
Директива end - конец программы

Непосредственно или через окно MPLAB: меню → Configure → Configuration Bits:

Где:

Бит 2-0 - FOSC2:FOSC0. Выбор тактового генератора
111 - Внешний RC генератор. Подключается к выводу GP5. GP4 работает как CLKOUT
110 - Внешний RC генератор. Подключается к выводу GP5. GP4 работает как ввод/вывод
101 - Внутренний RC генератор 4МГц. GP5 работает как ввод/вывод. GP4 - как CLKOUT
100 - Внутренний RC генератор 4МГц. GP5 и GP4 работают как ввод/вывод
011 - EC генератор. GP4 работает как ввод/вывод. GP5 - как CLKIN
010 - HC генератор. Резонатор подключается к GP4 и GP5
001 - XT генератор. Резонатор подключается к GP4 и GP5
000 - LP генератор. Резонатор подключается к GP4 и GP5

Бит 3 - WDTE: настройка сторожевого таймера (Watchdog Timer)
1 - WDTE включен
0 - WDTE выключен

Сторожевой таймер предохраняет микроконтроллер от зависания – перезапускает программу через определенный интервал времени если таймер не был сброшен. Период таймера устанавливается в регистре OPTION_REG. Обнуление сторожевого таймера вызывается командой CLRWDT.

Бит 4 - PWRTE: Разрешение работы таймера включения питания:
1 - PWRT выключен
0 - PWRT включен

Таймер задерживает микроконтроллер в состоянии сброса при подаче питания VDD.

Бит 5 - MCLR: Выбор режима работы вывода GP3/-MCLR
1 - работает как -MCLR
0 - работает как порт ввода-вывода GP3

Бит 6 - BODEN: Разрешение сброса по снижению напряжения питания (как правило < 2.0В)
1 - разрешен сброс BOR
0 - запрещен сброс BOR автоматически включается таймер

При разрешении сброса BOR автоматически включается таймер PWRT

Бит 7 - .CP: Бит защиты памяти программ от чтения программатором
1 Защита выключена
0 Защита включена

При выключения защиты вся память программ стирается

Бит 8 - .CPD: Бит защиты EPROM памяти данных
1 Защита выключена
0 Защита включена

После выключения защиты вся информация будет стерта

Бит 11-9 - Не используются: Читается как ‘1’.

Бит 13-12 - BG1:BG0. Биты калибровки сброса по снижению питания
00 - нижний предел калибровки
11 - верхний предел калибровки

Пример добавления программы к проекту показан на (Рис. 3).

Компиляция

Отладка программы

После запуска отладчика в окне Output (Рис. 1) появляется закладка MPLAB SIM, куда MPLAB выводит текущую информацию отладчика. Команды отладчика (Рис. 5) после запуска становятся активными.

Команды отладчика:

Run - Непрерывное выполнение программы до точки останова (Breakpoint) если таковая установлена.
Halt - Остановка программы на текущем шаге выполнения.
Animate - Анимация непрерывного выполнения программы.
Step Into - Выполнение по шагам (вызовы Call выполняются за один шаг).
Step Over - Выполнение по шагам включая команды вызовов Call.
Reset - Начальная установка программы. Переход указателя на первую команду.
Breakpoints - Отображение списка точек останова. Обработка списка.

При выполнении программы по шагам текущий шаг выделяется стрелкой (Рис. 6). Непрерывное выполнение программы останавливается командой Halt или достижением программой точки останова. Точка останова устанавливается/снимается в строке программы двойным щелчком.
Пример программы на ассемблере, которая с максимальной скоростью меняет состояние портов контроллера показан на Рис. 6 (справа). Программа передаёт в регистр портов GPIO данные b’10101010’ и b’01010101’. Поскольку в регистре GPIO передачу данных в порты контроллера выполняют не все разряды, а только 0,1,2,4 и 5, то состояние регистра GPIO (Рис. 6, слева) отличается значениями: b’00100010’ и b’00010101’.

Рис. 6 . Состояние регистров специального назначения контроллера на момент выполнения программы (слева) и выполняемая по шагам программа (справа).

В процессе отладки можно наблюдать за состоянием регистров, переменных, памяти в соответствующих окнах, открываемых в разделе View основного меню. В процессе отладки можно вносить изменения в код программы, содержимое регистров, памяти, изменять значения переменных. После изменения кода необходимо перекомпилировать программу. Изменение содержимого регистров, памяти и значения переменных (окна раздела View: Special Function Register, File Register, EEPROM, Watch) не требует перекомпиляции.

Входные сигналы портов модели микроконтоллера можно задать в разделе Debugger → Stimulus. Устанавливаемые состояния сигналов портов привязываются к времени (тактам) отладки.

Иногда результаты выполнения программы в режиме отладки не соответствуют выполнению этой же программы в реальном контроллере, так, например, отладчик программы (Рис. 6) без инструкций movlw 0x07 и movwf cmcon показывает, что выходы GP0 и GP1 регистра GPIO не изменяются - находятся в нулевом состоянии, содержимое регистра GPIO попеременно равно 0x14 и 0х20. Однако, контроллер, выполняющий программу без указанных инструкций, показывает на осциллографе циклическую работу всех пяти выходов: 0x15 и 0х22, включая GP0 и GP1 (см. Рис. 7).

Осциллограммы контроллера, выполняющего циклы программы Рис. 6 (Metka… goto Metka) показаны на Рис. 7.

Рис. 7 . Осциллограммы выхода GP0 (слева) и GP1 (справа) микроконтроллера PIC12F629, работающего от внутреннего 4МГц RC генератора. Программа (Рис. 6) формирует сигналы максимальной частоты на всех выходах контроллера. За период сигналов 5.3 мкс выполняется 5 команд (6 машинных циклов), амплитуда GP0 сигнала на осциллограмме равна 4.6В, измеренное программатором питание контроллера 4.75В.

Прошивка микроконтроллера

Примечание. В контроллер PIC12F629 записана заводская калибровочная константа настройки частоты внутреннего тактового генератора. При необходимости её можно прочитать и восстановить средствами MPLAB с использованием программатора.

Команды для работы с программатором и изменения его настроек находятся в меню MPLAB Programmer. Тип программатора в MPLAB выбирается в разделе: меню → Programmer → Select Programmer.

Прошивка микроконтроллера через программатор запускается командой: меню → Programmer → Program. Сообщение об успешной прошивке показано на Рис. 9.

Примечание: Во время прошивки микроконтроллера у программатора PIC-KIT3 мигает желтый светодиод.

Подключение MATLAB/SIMULINK к MPLAB

Пример Simulink программы PIC контроллера показан на Рис. 10.

Взаимодействие средств разработки и компиляции программ для PIC контроллеров в Simulink показано на Рис. 11 .

Для построения среды разработки необходимы следующие компоненты Matlab:

Simulink
Real-Time Workshop Embedded Coder
Real-Time Workshop

И Cи компилятор компании Microchip:

C30 для контроллеров PIC24, dsPIC30 и PIC33
или C32 для контроллеров серии PIC32

Установка компонентов Matlab

Для скачивания библиотеки необходимо зарегистрироваться. Программы поддерживают работу 100 микроконтроллеров из серий PIC 16MC, 24F, 30F, 32MC, 33F, 56GP, 64MC, 128MC, 128GP.
Бесплатные версии работают с Simulink моделями PIC контроллеров имеющих до 7 портов ввода-вывода.

Для установки dsPIC Toolbox - библиотеки блоков PIC контроллеров для Matlab/Simulink необходимо :

Скачать dsPIC Toolbox для требуемой версии Matlab.
Распаковать zip файл в папке, в которой будут установлены Simulink блоки.
Запустить Matlab.
Настроить текущий каталог Matlab на папку с распакованным файлом.
Открыть и запустить файл install_dsPIC_R2012a.m, например, кнопкой меню или клавишей клавиатуры.

Библиотеки dsPIC и примеры Simulink моделей устанавливаются в текущую папку Matlab (Рис. 12). Установленные блоки для моделирования PIC контроллеров доступны в разделе Embedded Target for Microchip dsPIC библиотеки Simulink (Рис. 13).

Для совместной компиляции Simulink модели средствами Matlab и MPLAB необходимо прописать в переменной окружения path Matlab с высшим приоритетом путь к каталогу MPLAB с файлами MplabOpenModel.m, MplabGetBuildinfo.m и getHardwareConfigs.m:

>>

Установка Си компилятора MPLAB

Примечание. Работа выполнена с версией v3.25 компилятора С30 для PIC24/dsPIC. Проверка показала, что следующая версия v3.30 не поддерживает совместную компиляцию моделей Matlab R2012a (dsPIC Toolbox) без ошибок.

Установочный exe файл создаёт в разделе c:\Program Files (x86)\Microchip\ новый каталог mplabc30 с файлами:

Последовательность Simulink программирования для PIC контроллеров

1. Создайте рабочий каталог и скопируйте в него *.mdl примеры из раздела example (см. Рис. 12).
2. Загрузите Matlab. Настройте его на рабочий каталог.
3. Включите в переменную окружения path Matlab с высшим приоритетом путь к MPLAB - каталогу c:\Program Files (x86)\Microchip\MPLAB IDE\Tools\MATLAB\:

>> path("c:\Program Files (x86)\Microchip\MPLAB IDE\Tools\MATLAB\",path)
Примечание: Использование команды >>path без аргументов приводит к отображению списка путей переменной path в окне команд (Command Window). Удалить путь из переменной path можно командой rmpath, например:

>>rmpath(" c:\Program Files\Microchip\MPLAB IDE\Tools\MATLAB\")
4. Создайте Simulink модель для PIC контроллера, используя блоки библиотеки «Embedded Target for Microchip dsPIC» (Рис. 13), или загрузите готовую модель, например, Servo_ADC.mdl.

Тип контроллера, для которого разрабатывается Simulink модель, выбирается из списка в блоке Master > PIC (Рис. 16, Рис. 10), который должен быть включен в состав модели.

5. Проверьте настройки конфигурации модели: Меню → Simulation → Configuration Parameters . В строке ввода System target file раздела Code Generation должен быть указан компилятор S-функций dspic.tlc (Рис. 17). Выбор dspic.tlc настраивает все остальные параметры конфигурации модели, включая шаг и метод интегрирования.

6. Откомпилируйте модель tmp_Servo_ADC.mdl. Запуск компилятора показан на Рис. 18.

В результате успешной компиляции (сообщение: ### Successful completion of build procedure for model: Servo_ADC) в текущем каталоге создаются HEX файл для прошивки PIC контроллера и MCP проект среды MPLAB (Рис. 19).

Запуск модели в Matlab/Simulink выполняется в окне модели кнопкой, условное время моделирования устанавливается в строке:

Управление компиляцией Simulink модели можно выполнять командами раздела Matlab/Simulink среды MPLAB, например, в следующем порядке.

1. Разработайте модель PIC контроллера в Matlab/Simulink. Сохраните модель.
2. Запустите MPLAB.
3. Выберите MPLAB меню → Tools → Matlab/Simulink и новый раздел появится в составе меню.

5. Откомпилируйте модель и создайте MCP проект командами Generate Codes или Generate Codes and Import Files. Перевод MDL модели в MCP проект выполняется TLC компилятором Matlab.
В результате создаётся проект MPLAB:

Со скриптами модели на языке Си.

6. Откройте проект: меню → Project → Open → Servo_ADC.mcp (Рис. 20).

Подключение программатора PIC-KIT3

Информацию об установленном драйвере программатора PIC-KIT3 можно запросить у менеджера устройств ОС Windows (Рис. 22).

Схема подключения микроконтроллера PIC12F629 к программатору PIC-KIT3 показана на Рис. 23.

Вывод PGM программатора для прошивки контроллеров PIC12F629 не используется. Наличие вывода PGM для разных типов PIC контроллеров показано на Рис. 24. Вывод PGM рекомендуется «притягивать» к общему проводу (GND), через резистор, номиналом 1К .

Индикация светодиодов программатора Olimex PIC-KIT3 показана в ниже:

Желтый - Красный - Состояние программатора
Вкл - Выкл - Подключен к USB линии
Вкл - Вкл - Взаимодействие с MPLAB
Мигает - Включен постоянно - Прошивка микроконтроллера

При питании микроконтроллера от программатора на линии VDD необходимо установить рабочее напряжение, например, 5В программой MPLAB (Menu → Programmer → Settings → Power), как показано на Рис. 25.

Примечание. При отсутствии напряжения на линии VDD MPLAB IDE выдает сообщение об ошибке: PK3Err0045: You must connect to a target device to use

Если программатор не может установить требуемое напряжение, например, 5В при его питании от USB, в которой напряжение меньше 5В, MPLAB IDE выдает сообщение об ошибке: PK3Err0035: Failed to get Device ID. В этом случае, сначала необходимо измерить напряжение программатора - считать его в закладке меню → Programmer → Settings → Status, а затем установить напряжение (не больше измеренного) в закладке меню → Programmer → Settings → Power.

Пример MPLAB сообщения успешного подключения микроконтроллера к программатору по команде меню → Programmer → Reconnect показан на Рис. 27.

Можно программировать не только отдельный PIC контроллер, но и контроллер, находящийся в составе рабочего устройства. Для программирования PIC контроллера в составе устройства необходимо предусмотреть установку перемычек и токоограничивающих резисторов как показано на Рис. 28 .

Заключение

Итак, пришло время изучать микроконтроллеры, а потом и их программировать, а так же хотелось собирать устройства на них, схем которых сейчас в интернете ну просто море. Ну нашли схему, купили контроллер, скачали прошивку….а прошивать то чем??? И тут перед радиолюбителем, начинающим осваивать микроконтроллеры, встает вопрос – выбор программатора! Хотелось бы найти оптимальный вариант, по показателю универсальность - простота схемы - надёжность. «Фирменные» программаторы и их аналоги были сразу исключены в связи с довольно сложной схемой, включающей в себя те же микроконтроллеры, которые необходимо программировать. То есть получается «замкнутый круг»: что бы изготовить программатор, необходим программатор. Вот и начались поиски и эксперименты! В начале выбор пал на PIC JDM. Работает данный программатор от com порта и питается от туда же. Был опробован данный вариант, уверенно запрограммировал 4 из 10 контроллеров, при питании отдельном ситуация улучшилась, но не на много, на некоторых компьютерах он вообще отказался что либо делать да и защиты от «дурака» в нем не предусмотрено. Далее был изучен программатор Pony-Prog. В принципе, почти тоже самое что и JDM.Программатор «Pony-prog», представляет очень простую схему, с питанием от ком-порта компьютера, в связи с чем, на форумах, в Интернете, очень часто появляются вопросы по сбоям при программировании того, или иного микроконтроллера. В результате, выбор был остановлен на модели «Extra-PIC». Посмотрел схему – очень просто, грамотно! На входе стоит MAX 232 преобразующая сигналы последовательного порта RS-232 в сигналы, пригодные для использования в цифровых схемах с уровнями ТТЛ или КМОП, не перегружает по току COM-порт компьютера, так как использует стандарт эксплуатации RS232, не представляет опасности для COM-порта.Вот первый плюс!
Работоспособен с любыми COM-портами, как стандартными (±12v; ±10v) так и с нестандартными COM-портами некоторых моделей современных ноутбуков, имеющих пониженные напряжения сигнальных линий, вплоть до ±5v – еще плюс! Поддерживается распространёнными программами IC-PROG, PonyProg, WinPic 800 (WinPic800) и другими – третий плюс!
И питается это все от своего собственного источника питания!
Было решено – надо собирать! Так в журнале Радио 2007 №8 был найден доработанный вариант этого программатора. Он позволял программировать микроконтроллеры в двух режимах.
Известны два способа перевода микроконтроллеров PICmicro в режим программирования:
1.При включённом напряжении питания Vcc поднять напряжение Vpp (на выводе -MCLR) от нуля до 12В
2.При выключенном напряжении Vcc поднять напряжение Vpp от нуля до 12В, затем включить напряжение Vcc
Первый режим - в основном для приборов ранних разработок, он накладывает ограничения на конфигурацию вывода -MCLR, который в этом случае может служить только входом сигнала начальной установки, а во многих микроконтроллерах предусмотрена возможность превратить этот вывод в обычную линию одного из портов. Это еще один плюс данного программатора. Схема его приведена ниже:

Крупнее
Все было собрано на макетке и опробовано. Все прекрасно и устойчиво работает, глюков замечено небыло!
Была отрисована печатка для этого программатора.
depositfiles.com/files/mk49uejin
все было собрано в открытый корпус, фото которого ниже.




Соединительный кабель был изготовлен самостоятельно из отрезка восьмижильного кабеля и стандартных комовских разьемах, никакие нуль модемные тут не прокатят, предупреждаю сразу! К сборке кабеля следует отнестись внимательно, сразу избавитесь от головной боли в дальнейшем. Длина кабеля должна быть не более полутора метров.
Фото кабеля


Итак, программатор собран, кабель тоже, наступил черед проверки всего этого хозяйства на предмет работоспособности, поиск глюков и ошибок.
Сперва наперво устанавливаем программу IC-prog, которую можно скачать на сайте разработчика www.ic-prog.com, Распакуйте программу в отдельный каталог. В образовавшемся каталое должны находиться три файла:
icprog.exe - файл оболочки программатора.
icprog.sys - драйвер, необходимый для работы под Windows NT, 2000, XP. Этот файл всегда должен находиться в каталоге программы.
icprog.chm - файл помощи (Help file).
Установили, теперь надо бы ее настроить.
Для этого:
1.(Только для Windows XP): Правой кнопкой щёлкните на файле icprog.exe. «Свойства» >> вкладка «Совместимость» >> Установите «галочку» на «Запустить программу в режиме совместимости с:» >>выберите «Windows 2000».
2.Запустите файл icprog.exe. Выберите «Settings» >> «Options» >> вкладку «Language» >> установите язык «Russian» и нажмите «Ok».
Согласитесь с утверждением «You need to restart IC-Prog now» (нажмите «Ok»). Оболочка программатора перезапустится.
Настройки" >> «Программатор

1.Проверьте установки, выберите используемый вами COM-порт, нажмите „Ok“.
2.Далее, „Настройки“ >> „Опции“ >> выберите вкладку „Общие“ >> установите „галочку“ на пункте „Вкл. NT/2000/XP драйвер“ >> Нажмите „Ok“ >> если драйвер до этого не был устновлен на вашей системе, в появившемся окне „Confirm“ нажмите „Ok“. Драйвер установится, и оболочка программатора перезапустится.
Примечание:
Для очень „быстрых“ компьютеров возможно потребуется увеличить параметр „Задержка Ввода/Вывода“. Увеличение этого параметра увеличивает надёжность программирования, однако, увеличивается и время, затрачиваемое на программирование микросхемы.
3.»Настройки" >> «Опции» >> выберите вкладку «I2C» >> установите «галочки» на пунктах: «Включить MCLR как VCC» и «Включить запись блоками». Нажмите «Ok».
4.«Настройки» >> «Опции» >> выберите вкладку «Программирование» >> снимите «галочку» с пункта: «Проверка после программирования» и установите «галочку» на пункте «Проверка при программировании». Нажмите «Ok».
Вот и настроили!
Теперь бы нам протестировать программатор в месте с IC-prog. И тут все просто:
Далее, в программе IC-PROG, в меню, запустите: Настройки >> Тест Программатора

Перед выполнением каждого пункта методики тестирвания, не забывайте устанавливать все «поля» в исходное положение (все «галочки» сняты), как показано на рисунке выше.
1.Установите «галочку» в поле «Вкл. Выход Данных», при этом, в поле «Вход Данных» должна появляться «галочка», а на контакте (DATA) разъёма X2, должен установиться уровень лог. «1» (не менее +3,0 вольт). Теперь, замкните между собой контакт (DATA) и контакт (GND) разъёма X2, при этом, отметка в поле «Вход Данных» должна пропадать, пока контакты замкнуты.
2.При установке «галочки» в поле «Вкл. Тактирования», на контакте (CLOCK) разъёма X2, должен устанавливаться уровень лог. «1». (не менее +3,0 вольт).
3.При установке «галочки» в поле «Вкл. Сброс (MCLR)», на контакте (VPP) разъёма X3, должен устанавливаться уровень +13,0… +14,0 вольт, и светиться светодиод D4 (обычно красного цвета).Если переключатель режимов поставить в положение 1 то будет светится светодиод HL3
Если при тестировании, какой-либо сигнал не проходит, следует тщательно проверить весь путь прохождения этого сигнала, включая кабель соединения с COM-портом компьютера.
Тестирование канала данных программатора EXTRAPIC:
1. 13 вывод микросхемы DA1: напряжение от -5 до -12 вольт. При установке «галочки»: от +5 до +12 вольт.
2. 12 вывод микросхемы Da1: напряжение +5 вольт. При установке «галочки»: 0 вольт.
3. 6 вывод микросхемы DD1: напряжение 0 вольт. При установке «галочки»: +5 вольт.
3. 1 и 2 вывод микросхемы DD1: напряжение 0 вольт. При установке «галочки»: +5 вольт.
4. 3 вывод микросхемы DD1: напряжение +5 вольт. При установке «галочки»: 0 вольт.
5. 14 вывод микросхемы DA1: напряжение от -5 до -12 вольт. При установке «галочки»: от +5 до +12 вольт.
Если все тестирование прошло успешно, то программатор готов к эксплуатации.
Для подключения микроконтроллера к программатору можно использовать подходящие панельки или же сделать адаптер на основе ZIF панельки (с нулевым усилием прижатия), например как здесь radiokot.ru/circuit/digital/pcmod/18/.
Теперь несколько слов про ICSP - Внутрисхемное программирование
PIC-контроллеров.
При использовании ICSP на плате устройства следует предусмотреть возможность подключения программатора. При программировании с использованием ICSP к программатору должны быть подключены 5 сигнальных линий:
1. GND (VSS) - общий провод.
2. VDD (VCC) - плюс напряжение питания
3. MCLR" (VPP)- вход сброса микроконтроллера / вход напряжения программирования
4. RB7 (DATA) - двунаправленная шина данных в режиме программирования
5. RB6 (CLOCK) Вход синхронизации в режиме программирования
Остальные выводы микроконтроллера не используются в режиме внутрисхемного программирования.
Вариант подключения ICSP к микроконтроллеру PIC16F84 в корпусе DIP18:

1.Линия MCLR" развязывается от схемы устройства перемычкой J2, которая в режиме внутрисхемного программирования (ICSP) размыкается, передавая вывод MCLR в монопольное управление программатору.
2.Линия VDD в режиме программирования ICSP отключается от схемы устройства перемычкой J1. Это необходимо для исключения потребления тока от линии VDD схемой устройства.
3.Линия RB7 (двунаправленная шина данных в режиме программирования) изолируется по току от схемы устройства резистором R1 номиналом не менее 1 кОм. В связи с этим максимальный втекающий/стекающий ток, обеспечиваемый этой линией будет ограничен резистором R1. При необходимости обеспечить максимальный ток, резистор R1 необходимо заменить (как в случае c VDD) перемычкой.
4.Линия RB6 (Вход синхронизации PIC в режиме программирования) так же как и RB7 изолируется по току от схемы устройства резистором R2, номиналом не менее 1 кОм. В связи с этим максимальный втекающий/стекающий ток, обеспечиваемый этой линией будет ограничен резистором R2. При необходимости обеспечить максимальный ток, резистор R2 необходимо заменить (как в случае с VDD) перемычкой.
Расположение выводов ICSP у PIC-контроллеров:


Эта схема только для справки, выводы программирования лучше уточнить из даташита на микроконтроллер.
Теперь рассмотрим прошивку микроконтроллера в программе IC-prog. Будем рассматривать на примере конструкции вот от сюда rgb73.mylivepage.ru/wiki/1952/579
Вот схема устройства


вот прошивка
Прошиваем контроллер PIC12F629. Данный микроконтроллер для своей работы использует константу osccal - представляет собой 16-ти ричное значение калибровки внутреннего генератора МК, с помощью которого МК отчитывает время при выполнении своих программ, которая записана в последней ячейке данных пика. Подключаем данный микроконтроллер к программатору.
Ниже на сриншоте красными цифрами показана последовательность действий в программе IC-prog.


1. Выбрать тип микроконтроллера
2. Нажать кнопку «Читать микросхему»
В окне «Программный код» в самой последней ячейке будет наша константа для данного контроллера. Для каждого контроллера константа своя! Не сотрите ее, запишите на бумажку и наклейте ее на микросхему!
Идем далее


3. Нажимаем кнопку «Открыть файл...», выбираем нашу прошивку. В окне программного кода появится код прошивки.
4. Спускаемся к концу кода, на последней ячейке жмем правой клавишей мыши и выбираем в меню «править область», в поле «Шестнадцатеричные» вводим значение константы, которую записали, нажимаем «ОК».
5. Нажимаем «программировать микросхему».
Пойдет процесс программирования, если все прошло успешно, то программа выведет соответствующее уведомление.
Вытаскиваем микросхему из программатора и вставляем в собранный макет. Включаем питание. Нажимаем кнопку пуск.Ура работает! Вот видео работы мигалки
video.mail.ru/mail/vanek_rabota/_myvideo/1.html
С этим разобрались. А вот что делать если у нас есть файл исходного кода на ассемблере asm, а нам нужен файл прошивки hex? Тут необходим компилятор. и он есть - это Mplab, в этой программе можно как писать прошивки так и компилировать. Вот окно компилятора


Устанавливаем Mplab
Находим в установленной Mplab программу MPASMWIN.exe, обычно находится в папке - Microchip - MPASM Suite - MPASMWIN.exe
Запускаем ее. В окне (4) Browse находим наш исходник (1) .asm, в окне (5) Processor выбираем наш микроконтроллер, нажимаем Assemble и в той же папке где вы указали исходник появится ваша прошивка.HEX Вот и все готово!
Надеюсь эта статья поможет начинающим в освоении PIC контроллеров! Удачи!

Миниатюрные PIC контроллеры хороши для построения преобразователей интерфейсов последовательной передачи данных, для реализации функций «прием – обработка – передача данных» и несложных регуляторов систем автоматического управления.

Компания Microchip распространяет MPLAB - бесплатную интегрированную среду редактирования и отладки программ, которая записывает бинарные файлы в микроконтроллеры PIC через программаторы.

Взаимодействие MPLAB и Matlab/Simulink позволяет разрабатывать программы для PIC-контроллеров в среде Simulink - графического моделирования и анализа динамических систем. В этой работе рассматриваются средства программирования PIC контроллеров: MPLAB, Matlab/Simulink и программатор PIC-KIT3 в следующих разделах.

Характеристики миниатюрного PIC контроллера PIC12F629
Интегрированная среда разработки MPLAB IDE
Подключение Matlab/Simulink к MPLAB
Подключение программатора PIC-KIT3

Характеристики миниатюрного PIC-контроллера

Для примера, ниже даны характеристики недорогого компактного 8-разрядного контроллера PIC12F629 с многофункциональными портами, малым потреблением и широким диапазоном питания .

Архитектура: RISC
Напряжение питания VDD: от 2,0В до 5,5В (< 6,5В)
Потребление:
- <1,0 мА @ 5,5В, 4МГц
- 20 мкА (тип) @ 32 кГц, 2,0В
- <1,0 мкА (тип) в режиме SLEEP@2,0В
Рассеиваемая мощность: 0,8Вт
Многофункциональные каналы ввода/вывода: 6/5
Максимальный выходной ток портов GPIO: 125мА
Ток через программируемые внутренние подтягивающие резисторы портов: ≥50 (250) ≤400 мкА @ 5,0В
Разрядность контроллера: 8
Тактовая частота от внешнего генератора: 20 МГц
Длительность машинного цикла: 200 нс
Тактовая частота от внутреннего RC генератора: 4 МГц ±1%
Длительность машинного цикла: 1мкс
FLASH память программ: 1К
Число циклов стирание/запись: ≥1000
ОЗУ память данных: 64
EEPROM память данных: 128
Число циклов стирание/запись: ≥10K (-40оС ≤TA≤ +125 оС)
Аппаратные регистры специального назначения: 16
Список команд: 35 инструкций, все команды выполняются за один машинный цикл,
кроме команд перехода, выполняемых за 2 цикла
Аппаратный стек: 8 уровней
Таймер/счетчик ТМR0: 8-разрядный с предделителем
Таймер/счетчик ТМR1: 16-разрядный с предделителем

Сброс по включению питания (POR)
Таймер сброса (PWRTтаймер ожидания запуска генератора (OST
Сброс по снижению напряжения питания (BOD)
Сторожевой таймер WDT
Мультиплексируемый вывод -MCLR
Система прерываний по изменению уровня сигнала на входах
Индивидуально программируемые для каждого входа подтягивающие резисторы
Программируемая защита входа
Режим пониженного энергопотребления SLEEP
Выбор режима работы тактового генератора
Внутрисхемное программирование ICSP с использованием двух выводов
Четыре пользовательские ID ячейки

КМОП технология контроллера обеспечивает полностью статический режим работы, при котором остановка тактового генератора не приводит к потере логических состояний внутренних узлов.
Микроконтроллер PIC12F629 имеет 6-разрядный порт ввода/вывода GPIO. Один вывод GP3 порта GPIO работает только на вход, остальные выводы можно сконфигурировать для работы как на вход так и на выход. Каждый вывод GPIO имеет индивидуальный бит разрешения прерываний по изменению уровня сигнала на входах и бит включения внутреннего подтягивающего резистора.

Интегрированная среда разработки MPLAB IDE

Бесплатные версии MPLAB (включая MPLAB 8.92) хранятся на сайте компании Microchip в разделе «DOWNLOAD ARCHIVE».

Создание проекта

Пример создания проекта программ PIC контроллера в среде MPLAB включает следующие шаги .

1. Вызов менеджера проекта.

2. Выбор типа PIC микроконтроллера.

5. Подключение файлов к проекту в окне Project Wizard → Step Four можно не выполнять. Это можно сделать позднее, внутри активного проекта. Клавиша Next открывает следующее окно.

6. Завершение создания проекта (клавиша Finish).

В результате создания проекта FirstPrMPLAB интерфейс MPLAB принимает вид, показанный на Рис. 1.

Рис. 1 . Интерфейс среды MPLAB v8.92 и шаблон проекта.

Создание файла программы
Программу можно создать при помощи любого текстового редактора. В MPLAB имеется встроенный редактор, который обеспечивает ряд преимуществ, например, оперативный лексический анализ исходного текста, в результате которого в тексте цветом выделяются зарезервированные слова, константы, комментарии, имена, определенные пользователем.

Создание программы в MPLAB можно выполнить в следующей последовательности.

1. Открыть редактор программ: меню → File → New. Изначально программе присвоено имя Untitled.

2. Набрать или скопировать программу, например, на ассемблере.

Рис. 2 . Пример простейшей программы (на ассемблере) вывода сигналов через порты контроллера GP0, GP1, GP2, GP4, GP5 на максимальной частоте.

Запись ‘1’ в разряде регистра TRISIO переводит соответствующий выходной буфер в 3-е состояние, в этом случае порт GP может работать только на вход. Установка нуля в TRISIO настраивает работу порта GP на выход.

Примечание. По спецификации PIC12F629 порт GP3 микроконтроллера работает только на вход (соответствующий бит регистра TRISIO не сбрасывается – всегда находится в ‘1’).

Регистры TRISIO и GPIO находятся в разных банках области памяти. Переключение банков выполняется 5-м битом регистра STATUS.

Любая программа на ассемблере начинается директивой org и заканчивается директивой end. Переход goto Metka обеспечивает циклическое выполнение программы.

В программе (Рис. 2) используются следующие обозначения.

Директива LIST - назначение типа контроллера
Директива __CONFIG - установка значений битов конфигурации контроллера
Директива equ - присвоение числового значения
Директива org 0 - начало выполнения программы с адреса 0
Команда bsf - устанавливает бит указанного регистра в 1
Команда bсf - сбрасывает бит указанного регистра в 0
Команда movlw - записывает константу в регистр W
Команда movwf - копирует содержимое регистра W в указанный регистр
Команда goto - обеспечивает переход без условия на строку с меткой
Директива end - конец программы

Непосредственно или через окно MPLAB: меню → Configure → Configuration Bits:

Где:

Бит 2-0 - FOSC2:FOSC0. Выбор тактового генератора
111 - Внешний RC генератор. Подключается к выводу GP5. GP4 работает как CLKOUT
110 - Внешний RC генератор. Подключается к выводу GP5. GP4 работает как ввод/вывод
101 - Внутренний RC генератор 4МГц. GP5 работает как ввод/вывод. GP4 - как CLKOUT
100 - Внутренний RC генератор 4МГц. GP5 и GP4 работают как ввод/вывод
011 - EC генератор. GP4 работает как ввод/вывод. GP5 - как CLKIN
010 - HC генератор. Резонатор подключается к GP4 и GP5
001 - XT генератор. Резонатор подключается к GP4 и GP5
000 - LP генератор. Резонатор подключается к GP4 и GP5

Бит 3 - WDTE: настройка сторожевого таймера (Watchdog Timer)
1 - WDTE включен
0 - WDTE выключен

Сторожевой таймер предохраняет микроконтроллер от зависания – перезапускает программу через определенный интервал времени если таймер не был сброшен. Период таймера устанавливается в регистре OPTION_REG. Обнуление сторожевого таймера вызывается командой CLRWDT.

Бит 4 - PWRTE: Разрешение работы таймера включения питания:
1 - PWRT выключен
0 - PWRT включен

Таймер задерживает микроконтроллер в состоянии сброса при подаче питания VDD.

Бит 5 - MCLR: Выбор режима работы вывода GP3/-MCLR
1 - работает как -MCLR
0 - работает как порт ввода-вывода GP3

Бит 6 - BODEN: Разрешение сброса по снижению напряжения питания (как правило < 2.0В)
1 - разрешен сброс BOR
0 - запрещен сброс BOR автоматически включается таймер

При разрешении сброса BOR автоматически включается таймер PWRT

Бит 7 - .CP: Бит защиты памяти программ от чтения программатором
1 Защита выключена
0 Защита включена

При выключения защиты вся память программ стирается

Бит 8 - .CPD: Бит защиты EPROM памяти данных
1 Защита выключена
0 Защита включена

После выключения защиты вся информация будет стерта

Бит 11-9 - Не используются: Читается как ‘1’.

Бит 13-12 - BG1:BG0. Биты калибровки сброса по снижению питания
00 - нижний предел калибровки
11 - верхний предел калибровки

Пример добавления программы к проекту показан на (Рис. 3).

Компиляция

Отладка программы

После запуска отладчика в окне Output (Рис. 1) появляется закладка MPLAB SIM, куда MPLAB выводит текущую информацию отладчика. Команды отладчика (Рис. 5) после запуска становятся активными.

Команды отладчика:

Run - Непрерывное выполнение программы до точки останова (Breakpoint) если таковая установлена.
Halt - Остановка программы на текущем шаге выполнения.
Animate - Анимация непрерывного выполнения программы.
Step Into - Выполнение по шагам (вызовы Call выполняются за один шаг).
Step Over - Выполнение по шагам включая команды вызовов Call.
Reset - Начальная установка программы. Переход указателя на первую команду.
Breakpoints - Отображение списка точек останова. Обработка списка.

При выполнении программы по шагам текущий шаг выделяется стрелкой (Рис. 6). Непрерывное выполнение программы останавливается командой Halt или достижением программой точки останова. Точка останова устанавливается/снимается в строке программы двойным щелчком.
Пример программы на ассемблере, которая с максимальной скоростью меняет состояние портов контроллера показан на Рис. 6 (справа). Программа передаёт в регистр портов GPIO данные b’10101010’ и b’01010101’. Поскольку в регистре GPIO передачу данных в порты контроллера выполняют не все разряды, а только 0,1,2,4 и 5, то состояние регистра GPIO (Рис. 6, слева) отличается значениями: b’00100010’ и b’00010101’.

Рис. 6 . Состояние регистров специального назначения контроллера на момент выполнения программы (слева) и выполняемая по шагам программа (справа).

В процессе отладки можно наблюдать за состоянием регистров, переменных, памяти в соответствующих окнах, открываемых в разделе View основного меню. В процессе отладки можно вносить изменения в код программы, содержимое регистров, памяти, изменять значения переменных. После изменения кода необходимо перекомпилировать программу. Изменение содержимого регистров, памяти и значения переменных (окна раздела View: Special Function Register, File Register, EEPROM, Watch) не требует перекомпиляции.

Входные сигналы портов модели микроконтоллера можно задать в разделе Debugger → Stimulus. Устанавливаемые состояния сигналов портов привязываются к времени (тактам) отладки.

Иногда результаты выполнения программы в режиме отладки не соответствуют выполнению этой же программы в реальном контроллере, так, например, отладчик программы (Рис. 6) без инструкций movlw 0x07 и movwf cmcon показывает, что выходы GP0 и GP1 регистра GPIO не изменяются - находятся в нулевом состоянии, содержимое регистра GPIO попеременно равно 0x14 и 0х20. Однако, контроллер, выполняющий программу без указанных инструкций, показывает на осциллографе циклическую работу всех пяти выходов: 0x15 и 0х22, включая GP0 и GP1 (см. Рис. 7).

Осциллограммы контроллера, выполняющего циклы программы Рис. 6 (Metka… goto Metka) показаны на Рис. 7.

Рис. 7 . Осциллограммы выхода GP0 (слева) и GP1 (справа) микроконтроллера PIC12F629, работающего от внутреннего 4МГц RC генератора. Программа (Рис. 6) формирует сигналы максимальной частоты на всех выходах контроллера. За период сигналов 5.3 мкс выполняется 5 команд (6 машинных циклов), амплитуда GP0 сигнала на осциллограмме равна 4.6В, измеренное программатором питание контроллера 4.75В.

Прошивка микроконтроллера

Примечание. В контроллер PIC12F629 записана заводская калибровочная константа настройки частоты внутреннего тактового генератора. При необходимости её можно прочитать и восстановить средствами MPLAB с использованием программатора.

Команды для работы с программатором и изменения его настроек находятся в меню MPLAB Programmer. Тип программатора в MPLAB выбирается в разделе: меню → Programmer → Select Programmer.

Прошивка микроконтроллера через программатор запускается командой: меню → Programmer → Program. Сообщение об успешной прошивке показано на Рис. 9.

Примечание: Во время прошивки микроконтроллера у программатора PIC-KIT3 мигает желтый светодиод.

Подключение MATLAB/SIMULINK к MPLAB

Пример Simulink программы PIC контроллера показан на Рис. 10.

Взаимодействие средств разработки и компиляции программ для PIC контроллеров в Simulink показано на Рис. 11 .

Для построения среды разработки необходимы следующие компоненты Matlab:

Simulink
Real-Time Workshop Embedded Coder
Real-Time Workshop

И Cи компилятор компании Microchip:

C30 для контроллеров PIC24, dsPIC30 и PIC33
или C32 для контроллеров серии PIC32

Установка компонентов Matlab

Для скачивания библиотеки необходимо зарегистрироваться. Программы поддерживают работу 100 микроконтроллеров из серий PIC 16MC, 24F, 30F, 32MC, 33F, 56GP, 64MC, 128MC, 128GP.
Бесплатные версии работают с Simulink моделями PIC контроллеров имеющих до 7 портов ввода-вывода.

Для установки dsPIC Toolbox - библиотеки блоков PIC контроллеров для Matlab/Simulink необходимо :

Скачать dsPIC Toolbox для требуемой версии Matlab.
Распаковать zip файл в папке, в которой будут установлены Simulink блоки.
Запустить Matlab.
Настроить текущий каталог Matlab на папку с распакованным файлом.
Открыть и запустить файл install_dsPIC_R2012a.m, например, кнопкой меню или клавишей клавиатуры.

Библиотеки dsPIC и примеры Simulink моделей устанавливаются в текущую папку Matlab (Рис. 12). Установленные блоки для моделирования PIC контроллеров доступны в разделе Embedded Target for Microchip dsPIC библиотеки Simulink (Рис. 13).

Для совместной компиляции Simulink модели средствами Matlab и MPLAB необходимо прописать в переменной окружения path Matlab с высшим приоритетом путь к каталогу MPLAB с файлами MplabOpenModel.m, MplabGetBuildinfo.m и getHardwareConfigs.m:

>>

Установка Си компилятора MPLAB

Примечание. Работа выполнена с версией v3.25 компилятора С30 для PIC24/dsPIC. Проверка показала, что следующая версия v3.30 не поддерживает совместную компиляцию моделей Matlab R2012a (dsPIC Toolbox) без ошибок.

Установочный exe файл создаёт в разделе c:\Program Files (x86)\Microchip\ новый каталог mplabc30 с файлами:

Последовательность Simulink программирования для PIC контроллеров

1. Создайте рабочий каталог и скопируйте в него *.mdl примеры из раздела example (см. Рис. 12).
2. Загрузите Matlab. Настройте его на рабочий каталог.
3. Включите в переменную окружения path Matlab с высшим приоритетом путь к MPLAB - каталогу c:\Program Files (x86)\Microchip\MPLAB IDE\Tools\MATLAB\:

>> path("c:\Program Files (x86)\Microchip\MPLAB IDE\Tools\MATLAB\",path)
Примечание: Использование команды >>path без аргументов приводит к отображению списка путей переменной path в окне команд (Command Window). Удалить путь из переменной path можно командой rmpath, например:

>>rmpath(" c:\Program Files\Microchip\MPLAB IDE\Tools\MATLAB\")
4. Создайте Simulink модель для PIC контроллера, используя блоки библиотеки «Embedded Target for Microchip dsPIC» (Рис. 13), или загрузите готовую модель, например, Servo_ADC.mdl.

Тип контроллера, для которого разрабатывается Simulink модель, выбирается из списка в блоке Master > PIC (Рис. 16, Рис. 10), который должен быть включен в состав модели.

5. Проверьте настройки конфигурации модели: Меню → Simulation → Configuration Parameters . В строке ввода System target file раздела Code Generation должен быть указан компилятор S-функций dspic.tlc (Рис. 17). Выбор dspic.tlc настраивает все остальные параметры конфигурации модели, включая шаг и метод интегрирования.

6. Откомпилируйте модель tmp_Servo_ADC.mdl. Запуск компилятора показан на Рис. 18.

В результате успешной компиляции (сообщение: ### Successful completion of build procedure for model: Servo_ADC) в текущем каталоге создаются HEX файл для прошивки PIC контроллера и MCP проект среды MPLAB (Рис. 19).

Запуск модели в Matlab/Simulink выполняется в окне модели кнопкой, условное время моделирования устанавливается в строке:

Управление компиляцией Simulink модели можно выполнять командами раздела Matlab/Simulink среды MPLAB, например, в следующем порядке.

1. Разработайте модель PIC контроллера в Matlab/Simulink. Сохраните модель.
2. Запустите MPLAB.
3. Выберите MPLAB меню → Tools → Matlab/Simulink и новый раздел появится в составе меню.

5. Откомпилируйте модель и создайте MCP проект командами Generate Codes или Generate Codes and Import Files. Перевод MDL модели в MCP проект выполняется TLC компилятором Matlab.
В результате создаётся проект MPLAB:

Со скриптами модели на языке Си.

6. Откройте проект: меню → Project → Open → Servo_ADC.mcp (Рис. 20).

Подключение программатора PIC-KIT3

Информацию об установленном драйвере программатора PIC-KIT3 можно запросить у менеджера устройств ОС Windows (Рис. 22).

Схема подключения микроконтроллера PIC12F629 к программатору PIC-KIT3 показана на Рис. 23.

Вывод PGM программатора для прошивки контроллеров PIC12F629 не используется. Наличие вывода PGM для разных типов PIC контроллеров показано на Рис. 24. Вывод PGM рекомендуется «притягивать» к общему проводу (GND), через резистор, номиналом 1К .

Индикация светодиодов программатора Olimex PIC-KIT3 показана в ниже:

Желтый - Красный - Состояние программатора
Вкл - Выкл - Подключен к USB линии
Вкл - Вкл - Взаимодействие с MPLAB
Мигает - Включен постоянно - Прошивка микроконтроллера

При питании микроконтроллера от программатора на линии VDD необходимо установить рабочее напряжение, например, 5В программой MPLAB (Menu → Programmer → Settings → Power), как показано на Рис. 25.

Примечание. При отсутствии напряжения на линии VDD MPLAB IDE выдает сообщение об ошибке: PK3Err0045: You must connect to a target device to use

Если программатор не может установить требуемое напряжение, например, 5В при его питании от USB, в которой напряжение меньше 5В, MPLAB IDE выдает сообщение об ошибке: PK3Err0035: Failed to get Device ID. В этом случае, сначала необходимо измерить напряжение программатора - считать его в закладке меню → Programmer → Settings → Status, а затем установить напряжение (не больше измеренного) в закладке меню → Programmer → Settings → Power.

Пример MPLAB сообщения успешного подключения микроконтроллера к программатору по команде меню → Programmer → Reconnect показан на Рис. 27.

Можно программировать не только отдельный PIC контроллер, но и контроллер, находящийся в составе рабочего устройства. Для программирования PIC контроллера в составе устройства необходимо предусмотреть установку перемычек и токоограничивающих резисторов как показано на Рис. 28 .

Заключение

Итак, вы решили научиться программировать pic-контроллеры. Для начала поговорим о том, что вам для работы с этими контроллерами понадобится.

Контроллер работает по определённой программе, которая должна как-то в него попасть. Обычно программу в машинных кодах, готовую для записи в контроллер, называют прошивкой. Следовательно нужно какое-то устройство, которое будет записывать (на сленге обычно говорят заливать или прошивать) программу в контроллер. Такое устройство называется программатор. Подробнее о программаторах и заливке программы мы поговорим позднее, в последней части нашей эпопеи (когда уже будет что заливать), а пока давайте по-порядку — как нам эту программу написать.

Программа для контроллера — это, как я уже сказал, набор машинных кодов, записанный в файле с расширением «hex» (), который и нужно заливать в контроллер с помощью программатора. Никакого другого языка контроллер не понимает. Следовательно, нужна специальная программа, которая будет переводить текст программы, написанный на каком-либо языке программирования, в машинные коды. Наиболее удобными в этом плане являются интегрированные среды разработки (IDE — integrated development environment), поскольку они могут не только осуществлять перевод текста программы в машинный код, но и производить симуляцию её работы. Причём симуляцию можно проводить пошагово, при этом можно наблюдать состояние регистров или даже менять их состояние по своему желанию. Короче, интегрированные среды помимо, собственно, компиляции (перевода в машинные коды) предоставляют отличные возможности для отладки программы.

IDE, как и программаторов, существует много. Лично я пользуюсь MPLAB и вам рекомендую, по той простой причине, что MPLAB — это IDE от самого производителя PIC-контроллеров — фирмы Microchip, поэтому имеет отличную поддержку (в том числе на русском языке, что особенно приятно). С официального сайта Microchip можно скачать и сам этот пакет, и подробное описание по работе с ним. Если не нашли или ломает искать — , правда это уже не самая свежая версия.

В описании на русском языке про всё рассказано: от установки и настройки до удаления. В большинстве случаев вся установка заключается в том, чтобы запустить setup и ответить на пару вопросов, типа куда ставить драйверы и тому подобное, от себя лишь добавлю, что во избежание глюков ставить пакет надо в такую папку, чтобы в пути были только английские буквы (а не в какую-нибудь, типа C:\Программы\PIC\MPLAB). Вообще, кириллицу в путях к файлам или в названиях файлов лучше не использовать, иначе возможны глюки.

MPLAB позволяет писать программы на двух языках: СИ и Ассемблер. Интернет просто ломится от разборок СИ-шников и ассемблерщиков, которые с пеной у рта доказывают друг другу, какой язык лучше. Я отношу себя к ассемблерщикам, поэтому, естественно, расскажу почему лучше именно Ассемблер.

Ассемблер представляет собой набор элементарных команд, выполняемых контроллером. Каждая команда трактуется в машинный код совершенно однозначно, а результат её выполнения и время выполнения всегда одинаковы. То есть, если вы имеете листинг на ассемблере, то вы можете совершенно точно сказать, что делает контроллер в каждый момент времени и каким именно образом достигается нужный результат.

Программа на языке СИ (да и вообще на любом языке высокого уровня) — это уже набор команд не контроллера, а соответствующего языка. При компиляции каждая такая команда заменяется набором команд для контроллера, но каким именно набором команд она заменяется, — этого вы уже не знаете, это знает только разработчик языка программирования. Соответственно, невозможно понять, каким именно образом контроллер выполняет желаемое действие.

Короче говоря, в случае с языком высокого уровня вы изучаете как какой-то дядя обозвал свои способы реализации необходимых вам функций и по каким правилам их надо записывать. В данном случае можно провести следующую аналогию: вы хотите поговорить с китайцем, но вам говорят: "Китайский слишком сложный язык, но есть один дядя в Болгарии, который 20 лет жил в Китае и отлично его выучил. А болгарский язык с русским очень похожи и русскому человеку он интуитивно понятен, так что выучите болгарский, а уж дядя переведёт."

В случае с ассемблером, вы изучаете сам контроллер и правила, по которым надо разговаривать с контроллером. При этом контроллер имеет всего-то несколько десятков команд, которые умещаются на одном листке и их легко можно окинуть одним взглядом.

Надеюсь, к этому моменту вы уже сделали выбор языка программирования, так что пойдём дальше.

Что нужно сделать в MPLAB, чтобы получить желанную прошивку? Как я уже сказал — подробности читайте в руководстве к IDE MPLAB, оно на русском и там всё понятно (если не понятно — идём на форум), я же только кратко перечислю самое основное и дам некоторые рекомендации.

Итак, мы установили MPLAB, хотим написать в нём программу для контроллера и получить готовую прошивку.

Сначала нужно создать проект. Для каждого проекта рекомендую заводить отдельную папку, потому что, во-первых, в проект может входить несколько файлов, а, во-вторых, сам MPLAB создаст ещё несколько вспомогательных файлов (*.lst, *.err, *.cod, *.bkx). Если несколько проектов будут в одной папке, то легко можно запутаться какие файлы к какому проекту относятся. Короче, создаём для проекта новую папку, потом запускаем MPLAB и выбираем меню Project -> New Project…

В появившемся окошке, в проводнике справа, выбираем нашу папку, в левой части (в поле под надписью File Name ) пишем название будущего проекта, например my1.pjt (не забываем указать расширение), и жмём ОК.

Появляется окно с названием Edit Project . Это менеджер проекта, в котором указываются параметры проекта (какие файлы и библиотеки нужно подключить к проекту, какой будет использоваться камень, будет ли использоваться симуляция и многое другое). Находим поле ввода с названием Development Mode . Справа от этого поля есть кнопочка Change… Нажимаем.

Открывается окошко с названием Development Mode , в котором мы видим кучу вкладок. На вкладке Tools ставим галочку рядом с MPLAB SIM Simulator (грех для отладки симулятором не пользоваться), в поле ввода Processor выбираем контроллер, с которым мы будем работать. На вкладке Clock указываем какая у нас будет частота генератора. Жмём ОК. На ошибку и предупреждение не обращаем внимания, это просто нам говорят, что пока не могут создать.hex (ну правильно, у нас пока и программы нет) и что при изменении настроек надо заново перекомпилировать проект (так мы ещё вообще ни разу не компилировали).

В поле ввода Language Tool Suite выбираем Microchip .

Нажимаем кнопку с названием Add Node… В появившемся окне, в проводнике справа выбираем папку проекта, в поле ввода слева пишем как будет называться файл с текстом программы на ассемблере, например my1.asm (не забываем указывать расширение), и жмём ОК. Всё, теперь мы подключили к проекту файл my1.asm (указали, что текст программы будет в этом файле).

На этом с Edit project заканчиваем, — нажимаем ОК.

Теперь нужно, собственно, создать файл с текстом программы (в менеджере проекта мы просто указали, что текст будет в таком-то файле, но фактически этот файл ещё не создан). Для этого идём в меню File и выбираем пункт New . Откроется окошко редактора с названием Untitled1. Выбираем меню File -> Save As… , в проводнике справа указываем папку проекта, в поле ввода File Name пишем название файла, которое мы указали в менеджере проекта, то есть в нашем примере это будет my1.asm. Если всё сделано правильно, то название окошка редактора поменяется с Untitled1 на \путь\my1.asm.

Вот и всё! Теперь осталось только набрать в окошке редактора текст программы, скомпилировать проект (меню Project->Build All ) и, если в программе нет ошибок (что с первого раза бывает очень редко), то в папке проекта появится готовая прошивка (файл с расширением hex), которую можно заливать в контроллер.

1. Часть 1. Необходимые инструменты и программы. Основы MPLAB

Я ни раз задавал сам себе вопрос, с какого бы языка начинать изучение. Твёрдо отвечаю - Си, т.к. в ассме много рутины и условностей, что лишает творчества. Постоянно надо проверять и перепроверять себя, а не забыл ли ты то или иное действие. В ассме есть свои неоспоримые преимущества, но о них потом, т.к. это почувствовать можно только на практике. C языком определились. Реально Си учить не надо. Я вам так скажу - мой Си это условно десять пазлов и море логики, которые я комбинирую. Можно ничего не знать, важно понимать механизм, т.е. что на что влияет и к чему приводит. Это как игра в тетрис в котором нужно лишь крутить фигуры и плотнее их ставить. Если вы играли в тетрис (не уверен что вы знаете эту игру), то вы легко поймете что такое Си.

Далее о макете (макетной плате). И на эту тему мне задавали вопрос. И пришел к выводу, что человеку, который не первый день в электронике делать какую-то плату или платку с кнопками и светодиодами не интересно. Школьнику мигалка, пищалка и кнопка будут интересны. Но не взрослому человеку. Тем более всё это можно сделать в Протеусе. Протеус изучается за 30 мин . Тогда вы меня спрашиваете, а что же сделать? Сделать практическое устройство по которому у вас будет цель - цель доделать это устройство до конца. Это самый главный психологический стимул.

Из каких компонентов должно быть устройство? Несколько кнопок (хоть десяток), семисегментные индикаторы 2-5 разрядов, микроконтроллер PIC16F628A (или без А) (на этом микроконтроллере можно много фантазировать), ну и оставить 1-2-3 свободные линии, чтобы что-то внешнее подключить или управлять. У меня всё начинается с идеи и вопроса что собрать и подключить к МК, и сразу думаю, а как это будет подключаться к МК и может ли работать такое подключение. Ну и собственно процесс рисования печатной платы идет в параллели. Необходимо знать и учитывать при рисовании, что не все ножки одинаково работают. И именно это важное начальное условие расписывается в самоучителе с самого начала.

В связи с этим ваша задача сейчас по моему самоучителю разобраться с выводами (ножками), как, какие, в какую сторону, при каких условиях работают эти вывода. При всей простоте задачи вы столкнетесь с массой других несложных вещей, которые нужно изучить.

Что в итоге вы получите?
1) Понимание как, что и с чем соединять.
2) Как управляются эти соединения на элементарном уровне.
3) Начнете привыкать к интерфейсу среды разработки.
4) Начнете изучать структуру текста программы.
5) Начнете понимать механизм работы программы.