Освоение PIC16F877: особенности, распиновка и быстрое руководство по подключению

PIC16F877 — микроконтроллер с богатым набором функций, отличный для новичков и профи.

PIC16F877A содержит всё из PIC16F877 плюс внутренний RC-генератор, улучшенный АЦП и другое!

Статья охватывает особенности, порты ввода-вывода и базовое подключение. Поможет понять устройство и применение.

1. Обзор PIC16F877

PIC16F877 выполняет множество задач под управлением ПО.

Разработан для автономной работы или как часть чужих схем (RAMPS, Arduino). Может работать сам, но нужен кварцевый генератор (частота).

Полностью статический — работает с ограниченным Flash и RAM. Гибкий, дешёвый, самый популярный в схемах.

2. Особенности PIC16F877

Общие особенности

• Режим STOP экономии энергии — остановка без извлечения из схемы
• Высокоскоростной ШИМ (PWM) — до 256 уровней, встроенный программируемый предделитель
• Внутренний стабилизатор для I/O и интегрированный осциллятор (кварц/керамика)
• Начип-компаратор
• АЦП 12 бит, до 4 аналоговых каналов одновременно
• Поддержка внешних прерываний для пробуждения из сна или иных целей
• 8 режимов экономии энергии

• Аналоговый компаратор
• До 23 линий I/O
• 1 SPI и 4 UART (один полнодуплексный)
• Контроллер прерываний — до 14 источников
• Watchdog таймер — прерывание по истечению интервала
• Схема сброса при включении питания (Power-on reset)
• Программируемый детектор просадки питания (BOD)
• Внутренний калиброванный осциллятор — RC-цепочка как тактовый источник
• In-Circuit Serial Programming (ICSP) и отладка через debugWIRE

Ключевые особенности

• Внутренняя тактовая частота до 20 МГц
• 5 базовых портов I/O (A–E)
• 8 каналов 10-битного АЦП
• Параллельный порт PSP
• 8 КБ Flash (PIC16F877A)
• 2 последовательных интерфейса: I²C и SMBus
• 368 байт RAM + 256 байт (14 бит) EEPROM
• 3 таймера: один 16-битный и два 8-битных (режим таймера/счётчика)

Дополнительно

• Программирование на C
• Работа на 16 МГц внутреннем осцилляторе
• PIC16F877A конфигурируется как мастер/слейв, есть SPI-модуль

3. Распиновка PIC16F877A

Корпуса: 40-PIN DIP, 44-PIN TQFP, 44-PIN QFN — зависят от применения. На рисунке — распиновка PIC16F877A.

Источник: Microchip Datasheetspdf.com

4. Описание портов ввода-вывода

Каждый порт ассоциирован с двумя регистрами. Пример: PORT C — регистры PORTC и TRISC. TRISC задаёт направление (вход/выход). Каждому пину можно назначить значение независимо.

Для программирования используйте компиляторы. Лучший для PIC16F877A — MPLAB XC8 COMPILER.

• Порт A: аналоговый вход, цифровой I/O, PWM выход. 6 пинов (#2–#7): RA0–RA5
• Порт B: цифровой вход, аналоговый вход, захват таймера, сравнение таймера, PWM вход. 8 пинов (#33–#40): RB0–RB7
• Порт C: модуль счётчика/таймера (вход/выход), UART, SPI. 8 пинов: первые 4 (#15–#18), остальные 4 (#23–#26): RC0–RC7

Источник: Theengineeringprojects.com

• Порт D: цифровые входы, аналоговый вход, выход таймера. 8 пинов: #19–#22 и #27–#30: RD0–RD7
• Порт E: зарезервирован заводом. 3 пина (#8–#10): RE0–RE2
• VDD/VSS — питание, MCLR — мастер-сброс
• До 18 GPIO, настраиваемых как вход/выход через регистры
• Дополнительные выделенные пины на верхней поверхности
• VDD — плюс питания, VSS — земля
• 23 пина I/O, разделены на банк A и банк B
• У каждого I/O уникальный бит для функции входа/выхода

5. От теории к практике — мигание LED на PIC16F877A

Схема показывает подключение LED и ключевые пины. Для быстрой сборки:

• 5В на MCLR пин #1 + резистор 10 кОм
• 5В на пин #11 (VDD). 5В на пин #32 (VSS)
• Земля на VSS пин #12. Пины #13 (OSC1) и #14 (OSC2) → кварц 16 МГц
• 2 конденсатора 33 пФ на землю. Пин #31 (VSS) → земля
• LED + резистор 10 кОм на пин #21 (RD2) для загрузки программы

Для мигания LED: соедините LED между PORTD и землёй. Один LED + резистор 10 кОм. Настройте PORTD как выход (high-to-low через выходной защёлку). Запись 0x01 в DDRB → low-to-high. Запись 0x00 в DDRB → high (LED вкл).

Итоги

Изучили PIC16F877, его особенности и порты ввода-вывода PIC16F877A. Надеемся, было интересно!

Интересуетесь PIC — читайте наши другие статьи. Вопросы по PIC16F877 — обращайтесь.