Tudomány és Technika   Kezdőlap   PIC mikrovezérlők 

<< Előző oldal   Vissza a tartalomjegyzékhez   Következő oldal >>

PIC16xxx mikrovezérlők
3.1. Oszcillátor típusok

Utolsó frissítés: 2013.06.22.

      Majdnem minden PIC mikrovezérlő tartalmaz egy külső elemekkel beállítható frekvenciájú órajelgenerátor áramkört, amelynek üzemmódjai programozhatóak, így lehetséges a kívánt nagyságú és pontosságú órajelhez való optimális beállítás. Az újabb típusokban egy külső elemeket nem igénylő oszcillátor áramkör (INTRC) is ki van alakítva, amelynek frekvenciája általában több érték közül választható, programozható.
      A mikrovezérlők működése órajel nélkül nem lehetséges, de a PIC típusok a teljesen statikus felépítés miatt (a belső tároló elemek nem igényelnek frissítést) tetszőlegesen alacsony frekvenciájú órajellel is működtethetők.
      Itt megjegyezzük, hogy a PIC16xxx mikrovezérlők az elágazó utasításokon (5db) kívül minden utasítást (30db) egyetlen gépi ciklus alatt hajtanak végre, amely négy külső órajel ciklus időtartamú. Azaz a másodpercenként végrehajtott utasítások száma az órajelfrekvencia negyede. (1kHz - 250; 1MHz - 250 000; 20MHz - 5 000 000, azaz 5 MIPS)
      A mikrovezérlők egyik fontos paramétere a maximálisan alkalmazható órajelfrekvencia, amellyel egyenesen arányos a működési sebesség. A jelenleg gyártott típusok esetében ez általában 20 MHz, amely a működési hőmérséklettartományban gyárilag tesztelve van. A régebbi típusok esetében a gyártó a tesztelés során vizsgálta a felső működési határfrekvenciát és ez alapján csoportosítva (és jelölve: 02, 04, 08, 10, 20, 25, 30, 33, 40 MHz) hozta forgalomba mikrovezérlőit.
      A régebb óta gyártott mikrovezérlők esetén négy, néhány újabb típus esetén nyolc különböző oszcillátor megoldás közül választhatunk. Az így kiválasztható üzemmódok:

      LP - Low Frequency (Power) Crystal - Kis frekvenciás kvarckristállyal működtetett oszcillátor, energiatakarékos működés (200kHz-ig);
      XT - Cristal/Resonator - Kvarckristály vagy kerámia rezonátor alkalmazásával felépített oszcillátor (100kHz-től 4MHz-ig);
      HS - High Speed Crystal/Resonator - Nagyobb frekvenciás kvarckristállyal vagy kerámia rezonátorral kialakított oszcillátor (4MHz felett);
      H4 - High Speed Crystal/Resonator with Internal PLL - Kvarckristállyal vagy kerámia rezonátorral felépített oszcillátor PLL áramkörös frekvencianégyszerezővel;
      RC - External Resistor/Capacitor - RC oszcillátor külső RC elemekkel 4MHz-ig, órajel kimenettel vagy anélkül;
      ER - External Resistor - Külső ellenállással vezérelhető frekvenciájú oszcillátor órajel kimenettel vagy anélkül;
      INTRC (INTOSC) - Internal Resistor/Capacitor - Beépített RC oszcillátor külső elemek nélkül, órajel kimenettel vagy anélkül;
      EC - External Clock - Külső órajel.
      E4 - External Clock with Internal PLL - Külső órajel PLL áramkörös frekvencianégyszerezővel.

      Az oszcillátor működési módját a programozáskor kell kiválasztani, az erre hivatott konfigurációs regiszter egyes bitjeinek beállításával.
      (Néhány régebbi mikrovezérlő típusnál az oszcillátor típusát a gyártó állította be. Így az általunk kívánt oszcillátor üzemmódnak megfelelően kellett kiválasztani, illetve vásárolni a mikrovezérlőt. Az egyes - valójában azonos felépítésű, de különböző oszcillátor áramkörű - mikrovezérlőket a típusjelükben is megkülönböztették az RC, LP, XT vagy HS betűk szerepeltetésével.)
      A konfigurációs regiszter természetesen egy FLASH (régebben EPROM) memóriarekesz, amely a kikapcsolás után is megőrzi a beállításokat. (A ROM programmemóriás változatok esetén (PIC16CRxxx) a gyártó állította be a felhasználó által kívánt oszcillátor üzemmódot a gyártás során.)
      A konfigurációs regiszter oszcillátor üzemmód beállító bitjeinek jelentése

      A fő különbség az LP, XT és HS üzemmódok között a belső oszcillátor áramkör inverterének erősítése, amely az egyes beállításokban más-más frekvenciatartományokban teszi lehetővé az ideális működést. (Nagyobb erősítés nagyobb működési frekvenciát biztosít.)
      Határesetekben (100..200kHz és 4MHz környéke) ajánlatos a kisebb erősítést beállító üzemmódot választani, amivel csökkenthetjük az eszköz tápáramának órajel fel- és lefutáskor keletkező áramcsúcsait.
      Az egyes üzemmódok ajánlott frekvenciatartományai a Microchip által tesztelt, illetve az eszköz működési hőmérséklettartományában garantált értékek. (Természetesen ezeken kívüli működtetés is lehetséges. A konkrét működési határfrekvencia függ a tápfeszültségtől, hőmérséklettől és az oszcillátor áramköri elemeinek tulajdonságaitól.)

      A következő táblázat az innen is letölthető, gyári alkalmazási tanácsokat tartalmazó dokumentumokat sorolja fel.

AN1288 2009
3 o.
Design Practices for Low-Power External Oscillators - Kisfogyasztású külső oszcillátor áramkörök tervezése
AN949 2004
6 o.
Making Your Oscillator Work - PIC mikrovezérlők kristályoszcillátorai
AN943 2004
12 o.
Practical PICmicro Oscillator Analysis and Design - PIC mikrovezérlő oszcillátor áramkörök tervezésének gyakorlati kérdései
AN849 2002
22 o.
Basic PICmicro Oscillator Design - Oszcillátor áramkörök tervezése PIC mikrovezérlőkhöz (mérési példák, oszcillogramok)
AN826 2002
11 o.
Crystal Oscillator Basics and Crystal Selection for rfPIC and PICmicro Devices - Kristály oszcillátor alapok mikrovezérlőkhöz
DD0091 1998
1 o.
Allow the PICmicro to Control Its Oscillator Frequency - PIC mikrovezérlők órajelfrekvencia önbeállítása
AN607 1997
21 o.
Power-up Trouble Shooting - PIC mikrovezérlők indulási folyamatai és az ezzel kapcsolatban fellépő hibák (folyamatábra, programlista)
AN588 1997
18 o.
PIC16/17 Oscillator Design Guide - Oszcillátor alapelvek, tervezési tanácsok PIC mikrovezérlőkhöz
FACT001 1997
4 o.
Basic PIC16/17 Oscillator Design Guide - PIC mikrovezérlők oszcillátor tervezési segédlet
 
  Tudomány és Technika (test@t-es-t.hu)  

<< Előző oldal   Vissza a tartalomjegyzékhez   Vissza a lap tetejére   Következő oldal >>

 Tudomány és Technika   Kezdőlap   PIC mikrovezérlők