Tutorials - PIC

Una introduzione ai Microcontroller PIC

Come si presentano i PIC ?

Come tutti gli altri circuiti integrati: in packages (che sono standard industriali, indipendentemente dal contenuto), a molti pin.
E va ricordato che PIC è nome comune di una nutrita serie di prodotti suddivisi in più famiglie, con ampiezza di parola dati e istruzione da 8 a 32 bit, con caratteristiche differenti e differenti packages

Nella tabella seguente vediamo una breve rassegna di PIC molto noti in relazione proprio ai contenitori.
Qui consideriamo solo i microcontroller disponibili in packages DIP, dato che sono quelli più pratici per lo sperimentatore, tenendo presente che, comunque, gli stessi chip sono disponibili in altri contenitori SMD.

Package		Base line	Mid range	Enhanced Mid range	Enhanced
Package		12-bit core	14-bit core		16-bit core
	8 pin	10F200/206 10F222/222 12F509/519	12F609/615 12HV609/615 12F675/683	12F1822 12F1840 12F1501	-
	14 pin	16F505/526	16F610/616/630 16F684/688 16HV610/616	16F1823/4 16F1454/5 12LF1840	-
	18pin	16F54 16F818/819	16F84A 16F627/8A 16F87/8 16F648A	16F1826/27 16F1847 16F1507/8	18F1320/30 18F1220/30
	20pin	16F527	16F631/639 16F685/90 16F720/1	16F1829 16F1509	18F14k22/50 18F13K22/50
	28pin	16F57 16F570	16F870/876 16F722/23/26 16F882/3 16F913/916	16F1512/3 16F1516/8 16F1936/8 16LF1902/3	18F2321/31 18F2431/80 18F2515/25/50 18F2420/22/23/50 16F25K80/26K80
	40pin	16F59	16F707/727/777 16F877 16F917	16F1517/9 16F1937/9 16F1517 16F1784	18F4515/23/25/50/80/85 18F43K20/2 18F4320/21/31 18F4610/20 18F46K20/2 18F4410/23/31/50/80 18F4680/2

Nella fascia dei componenti in SMD, sono realizzati PIC in packages a 64, 80, 100 e 144 pin, in cui l' aumento dei pin corrisponde ad un aumento degli I/O e dei moduli funzione integrati, mentre sono disponibili anche microcontroller in SOT23 a soli 6 pin.

La tabella qui sopra, ovviamente, non esaurisce la disponibilità dei PIC, che esistono anche nelle famiglie PIC24, PIC32 e dsPIC30, mentre i componenti delle famiglie Base-line, Mid-range ed Enhanced a 8 bit sono complessivamente molte e molte decine.

Il sito di Microchip offre un' area dove i processori possono essere selezionati a seconda dei loro parametri principali anche attraverso una ricerca parametrica (MAPS) che rende molto facile individuare il componente con le caratteristiche richieste, oltre a fornire una panoramica efficace dei prodotti disponibili.

Osserviamo la tendenza alla realizzazione di PIC Enhanced (18F) in package con un numero di pin minimo di 18, ovvero posizionati in un' area di impiego per esigenze superiori ai Baseline dove la maggior parte dei componenti si posiziona nei package piccoli (8-14 pin).

Una visione di insieme sulle famiglie PIC

La tabella seguente raccoglie sommariamente le varie famiglie per caratteristiche in relazione a:

ampiezza bus dati - 8 o 16 bit
core istruzioni - 12/14/16/24 bit

I PIC sono realizzati in base all' architettura Harvard per la quale bus dati e istruzioni sono separati e possono avere diversa ampiezza.

tensione di funzionamento

Microcontroller FLASH

dati a 8 bit

dati a 16 bit

core

core a 24 bit

non DSP

DSP

2.0-5.5 V

4.0-5.5 V
2.0-5.5 V

4.2-5.5 V
2.0-5.5 V

1.8-3.6 V

2.7-3.6 V
2.0-3.6 V

2.2-3.6 V
2.0-3.6 V

3.0-3.6 V

2.5-5.5

3.0-3.6 V

PIC10F

PIC12F
PIC16F

PIC18F
PI18FL

PIC18FxxK

PIC18FxxJ

PIC24FJ

PIC24HJ

dsPIC30F

dsPIC33F

Oltre a questi, vanno aggiunti i PIC a 32 bit (PIC32).

Da osservare la tendenza attuale alla realizzazione di dispositivi a bassissimo consumo (tecnologia XLP - eXtra Low Power).

In particolare questa trattazione riguarda principalmente i componenti a 8 bit dati, essendo i più comunemente utilizzati per l' istruzione e dagli sperimentatori. Microchip li divide in 4 famiglie:

Baseline (istruzioni codificate su 12 bit): sono le strutture più semplici, con un set di istruzioni limitato a 33-35 opcodes e senza gestione a interrupt. Dispongono di un numero limitato di periferiche, poca memoria RAM e programma e sono realizzati tendenzialmente in packages piccoli (6-8-14pin)
Midrange (istruzioni codificate a 14 bit): dispongono di più memoria, di un set di istruzioni più ampio, di molteplici periferiche e della gestione interrupt. Sono realizzati in packages da 8 a 40 pin. "Nomi noti" tra i PIC appartengono a questa famiglia, come 16F876/877, 12F629, 16F690.
Enhanced Midrange (istruzioni codificate a 14 bit): analoghi ai precedenti, ma con set di istruzioni estesi, nuove disponibilità di periferiche , accesso alla memoria semplificato per un miglior supporto ai compilatori C, clock più elevati. Si tratta di prodotti relativamente recenti, come 16F1823 o 12F1822.
Enhanced o HighEnd (istruzioni codificate a 16 bit): è la famiglia 18F che supera alcune limitazioni dei MidRange (come la paginazione della memoria programma), dispone di più periferiche (USB, CAN, Ethernet, ecc), di memoria più ampia, di interrupt a due livelli di priorità e di un set di istruzioni di oltre 70 opcodes per supportare al meglio i compilatori C. Componenti noti sono 18F4550, 18F1220.

A riguardo di questa ultima famiglia, non va fatta confusione tra i 16 bit di codifica delle istruzioni e gli 8 bit del bus dati: ricordiamo ancora che i PIC sono realizzati in base all' architettura Harvard per la quale bus dati e istruzioni sono separati e possono avere diversa ampiezza.

Vediamo ancora maggiori dettagli