Прежде чем перейти к статье, хочу вам представить, экономическую онлайн игру Brave Knights, в которой вы можете играть и зарабатывать. Регистируйтесь, играйте и зарабатывайте!
Небольшой проект, в котором реализована маленькая и простоя плата для изучения микроконтроллеров PIC18, выполненная по образу и подобию Arduino Nano.
Обращаю ваше внимание – плата со средой разработки Arduino к счастью не совместима!
Предыстория
После очередного посещения выставки Expo-electronica узнал о новом веянии в микроконтроллерах фирмы Microchip, а именно о появлении новых периферийных устройств, независимых от ядра. Много информации получил от официального дистрибутора ООО "Гамма Инжиниринг", в том числе и в печатном виде. У них же закупал микроконтроллеры и программатор, некоторые МК предоставили бесплатно в виде образцов по заявке. Контору не рекламирую, и отношения к ней не имею. Подробнее об этом можно почитать здесь.
Много всего нового и интересного, что захотелось опробовать и протестировать. Именно для изучения новых возможностей решил сделать такую плату.
Второе что представляло для меня интерес – работа с разными модулями от Arduino и не только - это прежде всего дисплеи, ЦАП и GPS модули. Хотелось протестировать некоторые идеи до того, как реализовывать в железе. Например, часто нужно понять, хватит ли вообще скорости МК для реализации той или иной задумки. Сразу оговорюсь – сама идея железа для Arduino – мне нравиться, если нужно прототипирование, а вот среда разработки от Arduino – «вселенское зло» IMHO. Ну и название как-то само собой образовалось. А вот с появление среды разработки MPLAB IDE X и системой MCC – разработка для PIC стала намного быстрее и приятнее. Очень доступно об этом здесь.
Задача
Итак, задача получилось такой: сделать малогабаритную плату с современным PIC18 имеющем на борту независимую от ядра периферию. Плата должна вставляться в стандартную контактную макетную плату. На бору иметь преобразователь USB-UART. Плата должна работать с двумя напряжениями на выбор – 5В и 3.3В. Внешнее подключение программатора-отладчика совместимого со средой MPLAB IDE X а именно PIC Kit 4. Вывод МК на предельную скорость – 64МГц от кварцевого генератора.
Решение
Выбор пал на МК PIC18F57Q43 как на самый «откормленный» в семействе, с удобным и не габаритным корпусом TQFP-48/7x7x1. Вместо него можно смело применить PIC18F55Q43 или PIC18F56Q43 в том же корпусе, разница будет только в объеме памяти. Подробнее.
Схема на рисунке.
Питание 5 вольт берётся от USB шины ПК – не стоит забывать, что грузить больше 500мА нельзя, но этого более чем достаточно. На плате установлен стабилизатор на 3.3 вольта AMS1117-3.3. Выбор питания обеспечивается установкой перемычки на разъеме XP4.
Тактирование МК от кварцевого резонатора на 16МГц, так что с помощью PLL в МК можно поднять тактовую частоту до 64МГц. Ну а при необходимости – можно и от внутреннего генератора в широком диапазоне частот работать.
Преобразование USB-UART выполнено на микросхеме PL2303SA - маленькая, дешевая, проверенная. Микросхема ADUM1201 использована не по назначению, а как преобразователь уровней для UART. С одной стороны, она питается напряжением 5В от USB, а с другой тем же напряжением что и микроконтроллер. Подключение к ПК через разъем microUSB.
Программирование осуществляется с помощью разъема XP3 к которому подключается программатор отладчик PICkit 4.
Ну а, чтобы было не скучно (для любителей написать «Hello, World»), да и для отладки полезно бывает – к порту RC5 МК через резистор подключен светодиод.
Реализация
Все это устройство смонтировано на двухсторонней плате размером 53х20мм. Платы за недорого сделал в Китае в известной конторе.
Схема и топология сделана в САПР DipTrace.
Остаётся добавить, что в плату можно впаять любой PIC16 или PIC18 в таком же корпусе, нужно конечно проверить назначение основных выводов – питания, программирования и тактирования, но в пиках проблем с этим не наблюдается. Вот список возможных МК:
PIC18F57Q43
PIC18F57Q83
PIC18F57Q84
PIC18F57K42
PIC18F56Q43
PIC18F56Q84
PIC18F56Q83
PIC18F56Q71
PIC18F56K42
PIC18F55Q43
PIC18F55K42
PIC16F15386
PIC16F19186
PIC16F15385
PIC16F19185
К статье прилагается архив с материалами, а именно:
Файлы схемы и платы в формате САПР
Схема и перечень элементов в формате PDF
Архив гербер-файлов для заказа плат
Datasheet на PIC18F27/47/57Q43
Файлы проекта для MPLAB IDE X – просто мигаем светодиодом на плате.
Надеюсь статья оказалась интересной и полезной. так же надеюсь что статься поможет в изучении PIC-ов на практике.
Буду рад комментариям.
