Bodi ya PIC ni bodi ya mzunguko iliyotengenezwa tayari ambayo hutumia microcontroller ndogo ya Microchip PIC. Inajumuisha udhibiti wa nguvu, chanzo cha saa, mzunguko wa kuweka upya, pini za programu za ICSP, na miunganisho ya msingi ya I/O. Nakala hii inaelezea familia za PIC, vizuizi vya vifaa, chaguzi za nguvu, vichwa vya upanuzi, usanidi wa MPLAB X, msaada wa utatuzi, na ulinganisho wa jukwaa kwa undani wazi.
Sehemu ya 9. Ulinganisho wa Bodi ya PIC dhidi ya Arduino, STM32, na Raspberry Pi Pico
Muhtasari wa Bodi ya PIC
Bodi ya PIC ni bodi ya mzunguko iliyotengenezwa tayari iliyojengwa karibu na microcontroller ya Microchip PIC. Inajumuisha maunzi ya usaidizi yanayohitajika kwa uendeshaji thabiti, kama vile udhibiti wa nishati, chanzo cha saa, mzunguko wa kuweka upya, kiolesura cha programu, na miunganisho ya msingi ya pembejeo/pato.
Lengo kuu la bodi ya PIC ni kurahisisha maendeleo. Badala ya kujenga kila mzunguko unaounga mkono kutoka mwanzo, bodi hutoa mahali pa kuanzia kwa kuaminika kwa kupima firmware, kuangalia ishara, na kujenga prototypes. Hii inafanya bodi za PIC kuwa muhimu kwa kujifunza, ukuzaji wa bidhaa, na upimaji wa mfumo wa udhibiti.
Msingi wa kidhibiti kidogo cha PIC na familia zinazotumika kwenye bodi za PIC
Katikati ya kila bodi ya PIC ni microcontroller ya PIC, ambayo inaendesha firmware na kudhibiti I/O ya bodi. Vifaa vya PIC hutumia usanifu wa Harvard, ambapo kumbukumbu ya programu na kumbukumbu ya data ni tofauti. Hii husaidia bodi za PIC kutoa muda unaotabirika na tabia thabiti katika programu za udhibiti. Bodi za PIC zinapatikana na familia tofauti za PIC kulingana na kiwango cha utendaji kinachohitajika:
• Bodi za PIC16 zinafaa kwa kazi za kimsingi za udhibiti na miradi ya gharama nafuu.
• Bodi za PIC18 hutoa kasi bora na vifaa vya pembeni vilivyojengewa ndani zaidi kwa upanuzi.
• Bodi za dsPIC33 zinaauni vipengele vya hali ya juu vya muda na motor/udhibiti, ikiwa ni pamoja na usindikaji wa mawimbi ya dijiti.
• Bodi za PIC32 hutoa utendakazi wa 32-bit, kumbukumbu kubwa na usaidizi thabiti wa mawasiliano.
Vitalu vya Msingi vya Vifaa kwenye Bodi ya PIC
Udhibiti wa nguvu
Bodi ya PIC inajumuisha udhibiti wa nguvu ili kuweka voltage thabiti kwa microcontroller ya PIC na sehemu zingine kwenye ubao. Inachukua nguvu kutoka kwa USB au chanzo cha nje cha DC na kuibadilisha kuwa usambazaji thabiti wa 3.3 V au 5 V. Hii husaidia bodi kufanya kazi vizuri na kuzuia matatizo yanayosababishwa na nguvu zisizo imara.
Chanzo cha Saa
Chanzo cha saa hudhibiti muda wa microcontroller ya PIC. Bodi nyingi za PIC hutumia fuwele au resonator kutoa saa thabiti ya mfumo. Baadhi ya bodi pia huruhusu kubadili kati ya saa ya ndani na saa ya nje kwa kutumia jumpers au mipangilio, kulingana na PIC na muundo wa bodi.
Weka upya (MCLR) Mzunguko
Mzunguko wa kuweka upya husaidia microcontroller ya PIC kuanza vizuri kila wakati nguvu inatumika. Mara nyingi hujumuisha resistor ya kuvuta-up na inaweza pia kujumuisha capacitor na kitufe cha kuweka upya. Usanidi huu huweka pini ya kuweka upya thabiti na inaruhusu mwongozo safi kuweka upya inapohitajika.
Kichwa cha Programu ya ICSP
Bodi nyingi za PIC ni pamoja na kichwa cha ICSP, ambacho kinawakilisha Upangaji wa Serial wa Mzunguko. Kichwa hiki hutoa mawimbi kuu ya programu na utatuzi yanayohitajika kupakia msimbo kwenye kidhibiti kidogo cha PIC. Pini kwa kawaida hujumuisha MCLR/VPP, PGC, PGD, nguvu, na ardhi, ambazo huunganishwa na zana kama vile PICkit, MPLAB Snap, au ICD4.
Uingizaji wa Msingi wa Bodi na Pato
Bodi ya PIC mara nyingi huwa na sehemu za msingi za pembejeo na pato ambazo tayari zimesakinishwa, kama vile LED na vitufe vya kushinikiza. Sehemu hizi zilizojengewa ndani hurahisisha kuangalia ikiwa programu inafanya kazi na ikiwa PIC inasoma pembejeo kwa usahihi, bila kuhitaji sehemu za ziada mara moja.
Vipengele vya ulinzi
Baadhi ya bodi za PIC huongeza sehemu za ulinzi ili kuzuia uharibifu kutoka kwa masuala ya kawaida ya umeme. Hizi zinaweza kujumuisha diode, fuses, au vipengele vya ulinzi vya muda mfupi. Wanasaidia kulinda ubao dhidi ya matatizo kama vile polarity ya nyuma, kuongezeka kwa nishati, au kutokwa tuli kwenye nyaya za umeme na pini za I/O.
Familia za Bodi ya PIC na Aina za Jukwaa la Kawaida
Bodi za Nano za Udadisi
Udadisi Bodi za Nano ni bodi ndogo za PIC zinazoendeshwa na USB. Nyingi ni pamoja na programu iliyojengewa ndani na debugger, kwa hivyo unaweza kupakia msimbo na kujaribu ubao wa PIC bila maunzi ya ziada. Pia ni rahisi kuunganisha kwenye nyaya za msingi.
Udadisi na Bodi za Mtindo wa Explorer
Bodi hizi za PIC ni kubwa na zinaauni pini na vipengele zaidi. Wana vichwa vya ziada, jumpers, na viunganishi kwa usanidi wa haraka. Matoleo mengi yanaauni vifaa vya PIC16 na PIC18.
Explorer 16/32 Vifaa vya Maendeleo
Seti za Explorer 16/32 zinaauni vifaa vya dsPIC na PIC32. Wanatumia moduli za programu-jalizi ili bodi kuu ya PIC iweze kufanya kazi na chips tofauti. Hii inafanya jukwaa kubadilika kwa majaribio na utatuzi.
Vifaa vya Udhibiti wa Magari na Udhibiti wa Nguvu
Bodi hizi za PIC zimejengwa kwa ajili ya udhibiti na kazi za nguvu. Mara nyingi hujumuisha madereva ya lango, sehemu za sasa za kuhisi, na pembejeo za maoni. Wengi hutumia vifaa vya dsPIC kwa muda thabiti na udhibiti wa haraka.
Bodi za PIC za wahusika wengine
Bodi za PIC za wahusika wengine zinatengenezwa na chapa au jumuiya zingine. Wanaweza kuongeza vipengele vya ziada vya maunzi huku wakiendelea kusaidia programu ya PIC kupitia MPLAB na ICSP.
Chaguzi za Nguvu za Bodi ya PIC na Uteuzi wa Voltage
Bodi nyingi za PIC zinaweza kukimbia kutoka kwa chanzo zaidi ya kimoja cha nishati. Chaguo moja la kawaida ni nguvu ya USB, ambapo bodi hupata 5 V kutoka kwa kompyuta au adapta ya USB. Bodi ya PIC kisha hutumia kidhibiti cha ubao ili kutoa voltage sahihi inayohitajika na microcontroller ya PIC na sehemu zingine kwenye ubao.
Bodi nyingi za PIC pia zinasaidia nguvu ya nje ya DC kupitia jack ya pipa au kizuizi cha terminal. Hii inasaidia wakati bodi inahitaji chanzo chenye nguvu zaidi au wakati usanidi haujaunganishwa kwenye kompyuta. Baadhi ya bodi ni pamoja na jumpers au swichi zinazokuwezesha kuchagua kati ya nishati ya USB na nguvu ya nje. Vidhibiti hivi vinaweza pia kukuruhusu kuchagua mantiki ya 3.3 V au 5 V, kulingana na kile kidhibiti kidogo cha PIC na sehemu zilizounganishwa zinahitaji.
Vichwa vya Bodi ya PIC I/O na Miunganisho ya Upanuzi
• Vichwa vya kuzuka kwa GPIO: Safu mlalo za vichwa vya kawaida vya pini 0.1" huleta bandari za PIC kama vile PORTA na PORTB. Hii hukuruhusu kuunganisha waya za kuruka, kuchomeka nyaya za pini, au kuambatisha bodi za nyongeza bila kutengenezea moja kwa moja kwenye chipu ya PIC.
• Vichwa vya mawasiliano: Bodi nyingi za PIC zinajumuisha pini au viunganishi maalum kwa mawimbi ya kawaida ya mawasiliano. Hizi zinaweza kusaidia UART, SPI, I²C, CAN, au USB, ili bodi za nje ziweze kuunganishwa na mpangilio thabiti na uliopangwa.
• Pini za ingizo za analogi: Pini zenye uwezo wa analogi zimeandikwa na majina ya chaneli zao za ADC na zinajumuisha pini za marejeleo inapohitajika. Hii hukusaidia kuunganisha mawimbi ya analogi kwa usahihi na kuepuka kuyachanganya na pini za kidijitali pekee.
• PIM au miingiliano ya tundu: Baadhi ya bodi za PIC za hali ya juu hutumia tundu au nafasi ya mtindo wa PIM ambapo moduli ya programu-jalizi inashikilia kifaa cha PIC. Hii inafanya uwezekano wa kubadilisha mfano wa PIC wakati wa kuweka bodi sawa ya msingi na viunganishi.
• Viunganishi vya upanuzi: Ili kusaidia nyongeza, baadhi ya bodi za PIC zinajumuisha vichwa vya upanuzi katika mipangilio ya kawaida, kama vile nafasi ya pini ya mtindo wa Arduino. Hii hukusaidia kutumia tena bodi zilizopo za nyongeza na kuunganisha vipengele vya ziada kwa kutumia umbizo la kichwa linalojulikana.
Mtiririko wa Programu ya Bodi ya PIC katika MPLAB X
Sakinisha MPLAB X IDE
MPLAB X IDE ni programu kuu ya Microchip ya kuandika, kujenga, na kupima nambari ya bodi za PIC. Inasaidia familia nyingi za PIC na huweka kila kitu katika nafasi moja ya kazi ya mradi.
Sakinisha Mkusanyaji sahihi wa XC
Bodi za PIC zinahitaji mkusanyaji sahihi wa XC kulingana na aina ya kifaa cha PIC. XC8 ni ya PIC 8-bit, XC16 ni ya PIC 16-bit, na XC32 ni ya PIC 32-bit. Kutumia mkusanyaji sahihi husaidia msimbo kujenga kwa usahihi.
Unda Mradi Mpya wa Bodi ya PIC
Unda mradi mpya ndani ya MPLAB X, kisha uchague kidhibiti kidogo cha PIC kinachotumiwa kwenye ubao wako. Baada ya hapo, chagua programu au kitatuzi, kama vile PICkit, Snap, au kitatuzi cha ndani ikiwa inapatikana.
Sanidi Mipangilio ya PIC Kwa Kutumia MCC
Kisanidi cha Msimbo cha MPLAB (MCC) husaidia kusanidi vipengele vinavyohitajika bila kuandika kila mpangilio wewe mwenyewe. Inaweza kusanidi saa, vitendaji vya pini, vipima muda, ADC, na moduli kama UART, kisha kutoa msimbo wa msingi wa usanidi kiotomatiki.
Andika na Ujenge Firmware ya PIC katika C
Andika programu yako katika C na uijenge kwenye faili ambayo bodi ya PIC inaweza kuendesha. Hatua hii ni pamoja na kuongeza mantiki kuu ya programu na kudhibiti vipengele unavyotaka kutumia.
Programu na utatuzi kupitia ICSP
Bodi nyingi za PIC zinasaidia programu kupitia ICSP. Katika MPLAB X, unaweza kuangaza msimbo, kuiendesha, kuweka sehemu za kuvunja, na kuangalia maadili yanayobadilika wakati programu inaendesha.
Utatuzi wa Bodi ya PIC na Usaidizi wa ICSP
Bodi nyingi za PIC zinaauni utatuzi kupitia ICSP kwa kutumia zana kama vile PICkit au vifaa vya ICD, na baadhi ya bodi zinajumuisha maunzi ya utatuzi kwenye ubao. Utatuzi huruhusu upimaji wa kina zaidi ya programu ya msingi. Kwa utatuzi wa vifaa, unaweza:
• weka sehemu za kuvunja ili kusitisha utekelezaji wa programu dhibiti
• endesha msimbo hatua kwa hatua
• kufuatilia vigezo na rejista kwa wakati halisi
• Weka upya na ujaribu tena tabia wakati wa kukatizwa na matukio ya muda
Ulinganisho wa Bodi ya PIC dhidi ya Arduino, STM32, na Raspberry Pi Pico
| Kipengele / Kipengele | Bodi ya PIC | Arduino (mtindo wa UNO) | Bodi ya Dev ya STM32 | Raspberry Pi Pico |
|---|---|---|---|---|
| Usanifu wa msingi | 8/16/32-bit PIC au dsPIC | Mara nyingi 8-bit AVR (wengine hutumia ARM) | 32-bit ARM Cortex-M | Dual-core ARM Cortex-M0+ |
| Mnyororo wa zana | Wakusanyaji wa MPLAB X + XC + MCC | Arduino IDE + maktaba | STM32CubeIDE / Keil / zana zingine | C/C++ SDK au MicroPython |
| Msaada wa utatuzi | ICSP yenye chaguzi kali za utatuzi wa maunzi | Utatuzi mdogo mara nyingi unahitaji zana za ziada | SWD na utatuzi wa hali ya juu | Utatuzi wa SWD na uchunguzi wa nje |
| Nguvu za kawaida | Udhibiti thabiti, matumizi ya mtindo wa viwanda, uvumilivu mkubwa wa kelele | Kujifunza rahisi na usanidi wa mradi wa haraka | Utendaji wa hali ya juu, vipengele vya udhibiti wa hali ya juu | Gharama ya chini, inayofaa kwa wanaoanza, chaguzi rahisi za usimbuaji |
| Mtazamo wa jamii | Kazi ya kitaalam pamoja na matumizi ya hali ya juu ya hobby | Jumuiya kubwa ya watengenezaji na wanaoanza | Matumizi ya kitaalam na msaada wa hobby | Jamii kubwa ya hobby na kujifunza |
| Maisha marefu / mzunguko wa maisha | Mara nyingi inatumika kwa maisha marefu ya bidhaa | Nzuri kwa kujifunza, haizingatii sana msaada wa muda mrefu | Kawaida katika usambazaji wa viwanda wa muda mrefu | Inaungwa mkono, lakini inaendeshwa zaidi na watumiaji |
Mpangilio wa Bodi ya PIC na ukaguzi wa ubora wa ujenzi
• Muundo thabiti wa nguvu: Bodi inapaswa kuwa na udhibiti safi na uchujaji sahihi ili kuepuka kuweka upya na kelele ya ADC.
• Uwekaji mzuri wa kutenganisha: Bodi zilizo na uwekaji sahihi wa capacitor hutoa operesheni ya kuaminika zaidi wakati wa kubadili mizigo.
• Msingi thabiti: Mpangilio mzuri wa ardhi husaidia kupunguza kelele katika usomaji wa ADC na ishara za mawasiliano.
• Miunganisho ya ICSP inayoweza kufikiwa: Pini za ICSP ambazo ni rahisi kufikia hufanya upangaji na utatuzi haraka na thabiti zaidi.
• Futa uwekaji lebo na vichwa: Futa lebo hupunguza makosa ya wiring na kuharakisha prototyping.
• Pointi za majaribio na usaidizi wa upanuzi: Bodi zilizo na ufikiaji wa majaribio hurahisisha kuthibitisha voltage, mawimbi na njia za mawasiliano.
Hitimisho
Bodi za PIC huchanganya kidhibiti kidogo cha PIC chenye nguvu thabiti, muda, kuweka upya, programu ya ICSP na miunganisho ya I/O iliyojengewa ndani. Wanaauni familia tofauti za PIC na aina za bodi, hutoa USB au chaguzi za nguvu za nje, na kutoa upanuzi kupitia vichwa vilivyo na lebo. Kwa wakusanyaji wa MPLAB X, XC, MCC, na utatuzi wa ICSP, wanaruhusu upimaji thabiti na utatuzi thabiti.
Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara [FAQ]
Je, bodi ya PIC inaweza kupanga chip tupu ya PIC?
Ndiyo, ikiwa bodi inasaidia ICSP au ina tundu/moduli ya chip hiyo.
Je, ninaweza kuunganisha moduli za 5V kwenye ubao wa PIC wa 3.3V?
Ikiwa tu pini za PIC I/O zinastahimili 5V. Vinginevyo, tumia mabadiliko ya kiwango.
Kwa nini programu yangu ya bodi ya PIC hata ikiwa na USB haitaunganishwa?
Sababu za kawaida ni kebo ya USB ya nguvu pekee, uteuzi usio sahihi wa zana, voltage isiyo thabiti, au pini za ICSP zilizozuiwa.
Je, bodi za PIC zinahitaji madereva kufanya kazi katika MPLAB X?
Wengine hufanya hivyo. Bodi zilizo na viboreshaji vya ndani zinaweza kuhitaji madereva kugunduliwa.
Je, ninapataje usomaji safi wa ADC kwenye ubao wa PIC?
Tumia wiring fupi, msingi thabiti, na kuchuja ikiwa inahitajika.
Ni nini hufanya bodi ya PIC kuwa nzuri kwa maendeleo ya muda mrefu?
Nyaraka nzuri, usaidizi amilifu wa MCU, muundo thabiti wa nguvu, na utatuzi wa kuaminika.
