Giới thiệu vi điều khiển PIC18F46K22

Bài viết giới thiệu vi điều khiển PIC18F46K22 và một số ví dụ mạch ứng dụng của nó. Trong vài thập kỷ qua khi các vi điều khiển ngày càng trở nên rẻ với các thiết bị tính toán xử lý nhanh có thể sử dụng trong phòng thí nghiệm nghiên cứu.

Ở giai đoạn tiếp theo, máy tính cá nhân hiện đại kết nối qua USB và hệ thống xử lý tín hiệu thực hiện các chức năng điển hình như cảm biến xung, giám sát tín hiệu analog và cấp tín hiệu định thời bằng các vi điều khiển rẻ nhỏ chỉ yêu cầu dòng điện vài mA mà đã có thể thực hiện các chức năng một cách chính xác. Trong các bộ vi điều khiển hiện đại, có hỗ trợ nhiều thiết bị phần cứng ngoại vi chỉ trong một con chip duy nhất.

PIC18F46K22

Nếu bạn mới làm quen với vi điều khiển PIC, chúng tối khuyên nên xem các hướng dẫn sau để học lập trình vi điều khiển PIC:

• Giới thiệu vi điều khiển
• Giới thiệu vi điều khiển PIC 8 bit .
• Cách lập trình vi điều khiển pic
• Cách sử dụng Mikro c for pic để viết code đầu tiên cho vi điều khiển PIC18F46K22
• Lập trình vi điều khiển Pic với ngôn ngữ C
• Danh sách bài hướng dẫn vi điều khiển Pic
• Dự án với vi điều khiển Pic

Các tính năng của PIC18F46K22

Vi điều khiển PIC18F46K22 có hiệu suất xử lý cao cùng với độ bền tốt. Với các tính năng hàng đầu có hiệu suất cao và sử dụng trong các ứng dụng thiết yếu, vi điều khiển này là một sự lựa chọn hợp lý. Với số lương lớn 30 kênh bộ chuyển đổi ADC 10-bit làm cho vi điều khiển này trở nên lý tưởng cho các ứng dụng điều khiển các giá trị thực (nhiều độ, độ ẩm,…) và các ứng dụng yêu cầu một số lượng lớn đầu vào ADC. Có 64k bộ nhớ chương trình, lập trình và gỡ lỗi (debug) sử dụng các công cụ debug của Microchip®. Được lập trình bằng ngôn ngữ C hoặc hợp ngữ (assembly). Đèn LED nguồn và lập trình được kết hợp với nhau để dễ dàng báo trạng thái.

Video hướng dẫn cho người mới bắt đầu PIC18F46K22

https://www.youtube.com/watch?v=gXaTH2KL0nE

Ngoại vi PIC18F46K22

Vi điều khiển PIC18F46K22 trang bị nhiều tính năng, có thể kiểm tra sự tối ưu hóa của lõi xử lý tốc độ cao bên trong PIC18F46K22 và bộ đo thời gian sạc gồm màn hình cảm ứng điện dung.

Địa chỉ bộ nhớ chương trình tuyến tính đầy đủ của 64k bộ nhớ chương trình. Phần cứng được thực hiện lệnh gấp 8 x 8 cho phép xử lý tốc độ cao lên đến 16 MIP và có 30 kênh chuyển đổi ADC 10 bit với 5 module compare/capture và 2 cổng USART.

Trong đó, có thể truy nhập 36 I / O với các cổng kết nối ra header để dễ dàng ngắt kết nối và kết nối. Trong hệ thống này, việc ghi chương trình xuống mạch cũng được cung cấp và giúp dễ dàng cập nhật và sửa code theo yêu cầu mà không cần tháo vi điều khiển.

Ứng dụng lý tưởng thay thế trong hệ thống thời gian thực. Vi điều khiển PIC18F46K22 mạnh mẽ với bộ nhớ 64Kbyte.

Tốc độ xử lý lên đến 16 MIPS và có 36 I / O dễ dàng mắc với các header. Trong đó, có hai kênh I²C và SPI và hai kết nối RS232 và có nút reset và LED báo trạng thái nguồn và lập trình.

Có bộ nhớ EEPROM bên trong. Bộ ổn áp trên bo mạch 3.3V, lập trình trực tiếp và debug với chân ICD2 và ICD3 của Microchip. Có bốn bộ timer 16 bit và ba bộ timer 8 bit và 30 kênh chuyển đổi ADC 10 bit.

Đặc tính của PIC18F46K22

CPU RISC hiệu suất cao:

• Bộ nhớ EEPROM đến 1024 byte
• Cấp độ ưu tiên cho các ngắt
• Hệ số nhân phần cứng chu kỳ đơn 8 x 8 (8 x 8 Single-Cycle Hardware Multiplier)
• Lệnh thực thi 16 bit, đường dữ liệu 8 bit
• Định địa chỉ bộ nhớ chương trình tuyến tính lên đến 64 Kbyte
• Định địa chỉ bộ nhớ dữ liệu tuyến tính lên đến 4 Kbyte
• Tốc độ xử lý lên đến 16 MIPS
• Ngăn xếp (Stack) phần cứng truy xuất 31 cấp
• Bộ lệnh được tối ưu hóa cho trình biên dịch ngôn ngữ C

Các tính năng đặc biệt của vi điều khiển:

• Hoạt động với điện áp 5.5V (PIC18F2XK22 / 4XK22)
• Mở rộng timer watchdog (WDT) với bộ dao động trên chip và phần mềm kích hoạt
• Bộ timer bật nguồn (Power-up Timer), bộ timer khởi động bộ tạo dao động (Oscillator Start-up Timer) và reset nguồn (Power-on Reset),
• Có các lựa chọn điện áp thấp hoạt động từ 1.8V-3.6V (PIC18LF2XK22 / 4XK22)
• Reset sụt áp có thể lập trình (Programmable Brown-out Reset)
• Tự lập trình với sự giám sát của phần mềm
• Bảo vệ code lập trình
• Debug trực tiếp trong mạch qua hai chân
• Lập trình Serial Programming™ qua hai chân

Các tính năng analog:

Module chuyển đổi tín hiệu analog sang digital (ADC):

• 17 kênh đầu vào analog (PIC18F / LF2XK22)
• 28 kênh đầu vào analog (PIC18F / LF4XK22)
• Chuyển đổi tín hiệu khả dụng ở chế độ ngủ
• Độ phân giải 10-bit
• Khả năng thu nhận tín hiệu tự động

Module phát hiện điện áp cao / thấp có thể lập trình (Programmable High/Low Voltage Detection)

Module so sánh tín hiệu analog:

• Hai bộ so sánh analog rail-to-rail
• Đầu vào và đầu ra bộ so sánh có thể truy nhập và cấu hình bên ngoài

Module tham chiếu điện áp với:

• Module tham chiếu điện áp trên chip có thể lập trình (Programmable On-chip Voltage Reference) (% VDD)
• Tham chiếu điện áp cố định trên chip có thể tùy chọn

Bộ đo thời gian sạc nguồn (CTMU) để hỗ trợ mTouch ™:

• Có 28 kênh cho đầu vào là nút nhấn, cảm biến hoặc thanh trượt

Các chức năng ngoại vi:

Ba chân ngắt ngoài

• 24/35 chân I / O và 1 chân đầu vào:
  • Dòng sink/source cao 25 ​​mA / 25 mA
  • Pull-up thấp có thể lập trình riêng
  • Thay đổi ngắt ở chân có thể lập trình riêng

Có bảy module timer:

• Có bốn timer / bộ đếm 16 bit pre-scalar
• Bộ tạo dao động Timer1, công suất thấp
• Có ba bộ timer / bộ đếm 8 bit
• Có hai module capture / compare / PWM (CCP)
• Có tối đa 3 capture / compare / PWM (ECCP) nâng cao với:
• Một, hai hoặc bốn đầu ra PWM
• Thời gian chết (deadtime) có thể lập trình
• Phân cực có thể lựa chọn
• Điều chỉnh đầu ra PWM
• Tự động tắt và khởi động lại
• Hai module giao tiếp nối tiếp đồng bộ Master (Master Synchronous Serial Port) với hai chế độ hoạt động:
• Giao thức SPI 3 dây (hỗ trợ tất cả 4 chế độ SPI)
• Chế độ I2C ™ Master và Slave
• Hai module phát thu tín hiệu không đồng bộ đa năng nâng cao (Enhanced Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter):
• Hỗ trợ RS-232, RS-485 và LIN 2.0
• Tự động phát hiện tốc đọ truyền Baud
• Tự động khởi động với bit start
• Quản lý điện năng cực thấp với nanoWatt XLP ™:
• Chế độ ngủ: 100 nA
• Bộ timer watchdog: 500 nA
• Bộ tạo dao động Timer1: 500 nA @, cấu trúc bộ dao động điển hình 32KHZ
• Khối dao động bên trong chính xác 16 MHz:
  • Điều chỉnh sai số đến ± 1%
  • Hiệu suất 64 MHz sử dụng PLL
  • Dải tần số có thể lựa chọn qua phần mềm từ 3 KHz đến 16 MHz
  • Không yêu cầu các linh kiện khác

• Hai chế độ clock bên ngoài lên đến 64 MHz
• Khởi động bộ tạo dao động hai cấp tốc độ
• 4X Phase Lock Loop
• Bộ tạo dao động thứ cấp sử dụng Timer1 32 kHz
• Bốn chế độ bộ dao động thạch anh lên đến 64 MHz
• Giám sát xung nhịp fail-safe: Cho phép tắt an toàn khi xung clock bên ngoài dừng.

Bộ vi điều khiển PIC18F46K22 sẽ lý tưởng cho các hệ thống nhúng nhỏ yêu cầu số lượng lớn đầu vào ADC. Dễ dàng lắp đặt trong một hộp nhỏ và dễ dàng tích hợp làm bộ vi điều khiển độc lập hoặc nút mạng giám sát các giá trị ở thế giới thực (nhiệt độ, độ ẩm,…).

>> Mời anh em xem thêm

• Giới thiệu cảm biến màu sắc TCS230
• Giới thiệu điện trở cảm ứng lực FSR 400
• Giới thiệu cảm biến áp suất khí BMP180