Основы программирования микроконтроллера PIC

Одна вещь, которую я усвоил, занимаясь воспитанием: может быть невероятно сложно чему-то научить ребенка. Хотя они могут проявлять большой интерес и у них может быть вся необходимая время и ресурсы, если ребенок не готов учиться или ему не хватает какого-то важного элемента, он может так и не освоить навык или урок.

К счастью, программирование микроконтроллера PIC значительно проще. С правильными инструментами программирования, схемой и функциональной прошивкой, программист может заставить микроконтроллер PIC вести себя точно так, как нужно. Конечно, чтобы избежать ненужных хлопот и разочарований в будущем, все же важно придерживаться нескольких ключевых шагов.

Микроконтроллер PIC

Несмотря на появление одноплатных встроенных контроллеров, таких как Arduino, Raspberry Pi или BeagleBone, микроконтроллеры PIC по-прежнему остаются актуальными среди инженеров-электронщиков. Производимые компанией Microchip, микроконтроллеры PIC отличаются простотой использования, универсальностью возможностей и экономичностью. Программирование микроконтроллеров PIC охватывает диапазон от простых 8-битных МКУ до мощных 32-битных моделей.

Универсальность микроконтроллеров PIC сделала их популярными не только среди инженеров, но и среди любителей. Широкий диапазон периферии, памяти и вычислительной мощности обеспечивает подходящее решение практически для любого приложения. Вероятно, программист найдет микроконтроллер PIC в своей стиральной машине или системе сигнализации.

Инструменты, необходимые программисту для программирования микроконтроллера

Программирование микроконтроллера PIC сегодня значительно проще, чем десять лет назад. Раньше некоторые из менее мощных микроконтроллеров PIC требовали специализированного оборудования для программирования PIC для загрузки в них прошивки. Но если вы начинаете работать с микроконтроллером PIC сегодня, загрузка прошивки в микроконтроллер обычно является простым процессом.

Вот инструменты, которые потребуются программисту для программирования микроконтроллера PIC сегодня:

1. MPLAB X IDE

MPLAB X IDE - это комплексная среда разработки от Microchip. Вам понадобится MPLAB X для написания вашего прошивочного кода, его компиляции и сборки, прежде чем вы сможете программировать микроконтроллер PIC. В отличие от дорогих сред разработки, за которые раньше приходилось платить, MPLAB X IDE доступна для бесплатной загрузки.

Первый шаг - правильная настройка прошивки.

2. PICKIT 4

PICKIT 4 - это последний отладчик в цепи от Microchip PIC, который позволяет программисту эффективно загружать программу в микроконтроллер. Это улучшенная версия его предшественника PICKIT 3 с добавленной функцией слота для SD-карты, что облегчает программирование на ходу для различных прошивок. При программировании микроконтроллера PIC в лаборатории вам нужно будет подключить PICKIT 4 между USB-портом вашего компьютера и программным пином микроконтроллера.

3. Схема программирования

Программируемые выводы для микроконтроллеров PIC указаны в техническом описании. Микроконтроллеры PIC поддерживают либо последовательное программирование в схеме (ICSP), либо отладку в схеме (ICD), последнее позволяет инженерам отлаживать прошивку в реальном времени. Важно включить в конструкцию схему для интерфейса программирования (ICSP или ICD), чтобы к ней могли подключаться PICKIT 4 или PICKIT 3.

Программирование микроконтроллера

Со всеми готовыми инструментами программирования (независимо от ICSP или ICD) и собранным прототипом, программирование микроконтроллера становится почти интуитивным. Традиционные инструменты программирования требуют от программиста включения питания аппаратуры перед загрузкой прошивки. Но программаторы PICKIT могут быть настроены на включение питания микроконтроллера, до тех пор пока это не превышает его максимального предела тока.

Существует два способа загрузки прошивки в микроконтроллер PIC. В среде разработки MPLAB X IDE программист найдет опции «Run Project» (Запустить проект) или «Debug Project» (Отладить проект), и выбор «Run Project» компилирует и собирает вашу прошивку в режиме производства, в то время как последний создает отладочную версию прошивки. Вам захочется уделить время, чтобы убедиться, что конечный продукт запрограммирован с производственной версией прошивки.

Если все сделано правильно, ваш микроконтроллер начнет работать после загрузки программы.

Советы по проектированию схемы программирования на печатной плате

Расположение контактов для программирования в PICKIT 3 и PICKIT 4 схожи, хотя у PICKIT 4 есть два дополнительных резервных контакта. Прошивка передается через сигналы PGD и PGC с использованием контакта /MCLR для перевода микроконтроллера в режим программирования.

Программисту захочется проложить линии PGD и PGC параллельно и сохранить одинаковую длину, чтобы обеспечить минимальное искажение сигнала. Кроме того, необходимо правильно обозначить ориентацию контактов программирования на печатной плате, так как легко ошибочно подключить PICKIT в обратном направлении, рискуя повредить как печатную плату, так и сам PICKIT.

Использование отличного программного обеспечения для проектирования печатных плат, такого как Altium Designer^®, значительно помогает в разработке цепей программирования для микроконтроллеров PIC без помех.

Нужен совет по программированию микроконтроллера PIC? Обратитесь к эксперту Altium Designer.