GAMA BAJALA GAMA ENANA: PIC10 - PIC12 DE 6 Y 8 PINES Se trata de un grupo de PIC de reciente aparición que ha acaparado la atención del mercado. Su principal característica es su reducido tamaño, al disponer todos sus componentes de 8 patitas. Se alimentan con un voltaje de corriente continua comprendido entre 2,5 V y 5,5 V, y consumen menos de 2 mA cuando trabajan a 5 V y 4 MHz. El formato de sus instrucciones puede ser de 12 o de 14 bits y su repertorio es de 33 o 35 instrucciones, respectivamente. La figura 1 muestra el diagrama de un PIC de 8 pines. Figura 1. Diagrama de conexiones de PIC gama baja. Aunque los PIC enanos sólo tienen 8 pines, pueden destinar hasta 6 como líneas de E/S para los periféricos porque disponen de un oscilador interno R-C. En la Tabla 1 se presentan las principales características de los modelos de esta subfamilia, que el fabricante tiene la intención de potenciar en un futuro próximo. Los modelos 12C5xx pertenecen a la gama baja, siendo el tamaño de las instrucciones de 12 bits; mientras que los 12C6xx son de la gama media y sus instrucciones tienen 14 bits. MODELO MEMORIA DE PROGRAMA MEMORIA DE DATOS FRECUEN CIA MÁX LINEA S E/S ADC 8 BITS TEMPORIZADORES PINES PIC12C508 PIC12C509 PIC12C670 PIC12C671 PIC12C672 PIC12C680 PIC12C681 512x12 1024x12 512x14 1024x14 2048x14 512X12 FLASH 1024x14 FLASH 25x8 41x8 80x8 128x8 128x8 16x8 EEPROM 16x8EEPROM 4 MHz 4 MHz 4 MHz 4 MHz 4 MHz 4 MHz 4 MHz 6 6 6 6 6 6 6 2 4 4 TMR0 + WDT TMR0 + WDT TMR0 + WDT TMR0 + WDT TMR0 + WDT TMR0 + WDT TMR0 + WDT 8 8 8 8 8 8 8 Tabla 1. Características de los modelos PIC12C de la gama baja. GAMA BAJA PIC16 CON INSTRUCCIONES DE 14 BITS Se trata de una serie de PIC de recursos limitados, pero con una de la mejores relaciones coste/prestaciones. Sus versiones están encapsuladas con 18 y 28 patitas y pueden alimentarse a partir de una tensión de 2,5 V, lo que les hace ideales en las aplicaciones que funcionan con pilas teniendo en cuenta su bajo consumo menos de 2 mA a 5 V y 4 MHz). Tienen un repertorio de 33 instrucciones cuyo formato consta de 12 bits. No admiten ningún tipo de interrupción y la Pila sólo dispone de dos niveles. En la Figura 2 se muestra el diagrama de conexionado de uno de estos PIC. Figura 2. Diagrama de pines de los PIC de la gama baja que responden a la nomenclatura PIC16C54/56. Al igual que todos los miembros de la familia PIC16, los componentes de la gama baja se caracterizan por poseer los siguientes recursos: 1. Sistema POR (“Power On Reset”) Todos los PIC tienen la facultad de generar una autoreinicialización o autoreset al conectarles la alimentación. 2. Perro guardián (Watchdog o WDT) Existe un temporizador que produce un reset automáticamente si no es recargado antes que pase un tiempo prefijado. Así se evita que el sistema quede “colgado” dado en esa situación el programa no recarga dicho temporizador y se genera un reset. 3. Código de protección. Cuando se procede a realizar la grabación del programa, puede protegerse para evitar su lectura. También disponen los PIC de posiciones reservadas para registrar números de serie, códigos de identificación, prueba, etc. 4. Líneas de E/S de alta corriente. Las líneas de E/S de los PIC pueden proporcionar o absorber una corriente de salida comprendida entre 20 y 25 mA, capaz de excitar directamente ciertos periféricos. 5. Modo de reposo (Bajo consumo o “sleep”). Ejecutando una instrucción (SLEEP), la CPU y el oscilador principal se detienen y se reduce notablemente el consumo. 6. Para terminar el comentario introductorio sobre los componentes de la gama baja conviene nombrar dos restricciones importantes: • La pila o “stack” sólo dispone de dos niveles lo que supone no poder encadenar más de dos subrutinas. • Los microcontroladores de la gama baja no admiten interrupciones. La tabla 2, presenta un resumen de los recursos de los PIC gama baja. MODELO MEMORIA DE PROGRAMA (12 BITS) EEPROM MEMORIA DE DATOS (BYTES) FRECUENCIA MÁXIMA LINEAS E/S TEMPORIZADORES PINES PIC16C52 PIC16C54 PIC16C54A PIC16CR54A PICA6C55 PIC16C56 PIC16C57 PIC16CR57B PIC16C58A PIC16CR58A 384 512 512 512 512 1K 2K 2K 2K 2K 25 25 25 25 24 25 72 72 73 73 4 MHz 20MHz 20MHz 20MHz 20MHz 20MHz 20MHz 20MHz 20MHz 20MHz 4 12 12 12 20 12 20 20 12 12 TMR0 + WDT TMR0 + WDT TMR0 + WDT TMR0 + WDT TMR0 + WDT TMR0 + WDT TMR0 + WDT TMR0 + WDT TMR0 + WDT TMR0 + WDT 18 18 18 18 28 18 28 28 18 18 Tabla 2. Características de los modelos PIC16C(R)5X de la gama baja. GAMA MEDIA GAMA MEDIA PIC16 CON INSTRUCCIONES DE 14 BITS Es la gama más variada y completa de los PIC. Abarca modelos con encapsulado desde 18 patitas hasta 68, cubriendo varias opciones que integran abundantes periféricos. Dentro de esta gama se halla el «fabuloso PIC16X84» y sus variantes. En la Figura 3 se muestra el diagrama de conexionado de uno de estos PIC. Figura 3. Diagrama de patitas del PIC16C74, uno de los modelos más representativos de la gama media. En esta gama sus componentes añaden nuevas prestaciones a las que poseían los de la gama baja, haciéndoles más adecuados en las aplicaciones complejas. Admiten interrupciones, poseen comparadores de magnitudes analógicas, convertidores A/D, puertos serie y diversos temporizadores. Algunos modelos disponen de una memoria de instrucciones del tipo OTP ("One Time Programable"), que sólo la puede grabar una vez el usuario y que resulta mucho más económica en la implementación de prototipos y pequeñas series. Hay modelos de esta gama que disponen de una memoria de instrucciones tipo EEPROM, que, al ser borrables eléctricamente, son mucho más fáciles de reprogramar que las EPROM, que tienen que ser sometidas a rayos ultravioleta durante un tiempo determinado para realizar dicha operación. Comercialmente el fabricante ofrece cuatro versiones de microcontroladores en prácticamente todas las gamas. 1ª. Versión EPROM borrable con rayos ultravioleta. La cápsula dispone de una ventana de cristal en su superficie para permitir el borrado de la memoria de programa al someterla durante unos minutos a rayos ultravioleta procedentes de lámparas fluorescentes especiales. 2ª. Versión OTP. "Programable una sola vez". Son similares a la versión anterior, pero sin ventana y sin la posibilidad de borrar lo que se graba. 3ª. Versión QTP. Es el propio fabricante el que se encarga de grabar el código en todos los chips que configuran pedidos medianos y grandes. 4ª. Versión SQTP. El fabricante solo graba unas pocas posiciones de código para labores de identificación, numero de serie, palabra clave, checksum, etc. El temporizador TMR1 que hay en esta gama tiene un circuito oscilador que puede trabajar asíncronamente y que puede incrementarse aunque el microcontrolador se halle en el modo de reposo ("sleep"), posibilitando la implementación de un reloj en tiempo real. Las líneas de E/S del puerto B presentan una carga "pull-up" activada por software. La tabla 3, muestra los recursos para algunos PIC de la gama media. MEMORIA DE DATOS MODELO MEMORIA DE PROGRAMA (12 BITS) EEPROM RAM EEPROM REGISTROS ESPECÍFICOS LINEAS E/S TEMPORIZAD ORES INTERRU PCIONES RANGO DE VOLTAJE PINES PIC16C84 PIC16F84 PIC16C83 PIC16CR84 PICA6CR83 1KX14 EEPROM 1KX14 FLASH 512X14 FLASH 1KX14 ROM 512X14 ROM 36 68 36 68 36 64 64 64 64 64 11 11 11 11 11 13 13 13 13 13 TMR0 + WDT TMR0 + WDT TMR0 + WDT TMR0 + WDT TMR0 + WDT 4 4 4 4 4 2-6 2-6 2-6 2-6 2-6 18 18 18 18 28 Tabla 3. Características relevantes de los modelos PIC16X8X de la gama media. GAMA ALTA GAMA ALTA: PIC17 CON INSTRUCCIONES DE 16 BITS Los dispositivos PIC17C4X responden a microcontroladores de arquitectura abierta pudiéndose expansionar en el exterior al poder sacar los buses de datos, direcciones y control. Así se pueden configurar sistemas similares a los que utilizan los microprocesadores convencionales, siendo capaces de ampliar la configuración interna del PIC añadiendo nuevos dispositivos de memoria y de E/S externas. Esta facultad obliga a estos componentes a tener un elevado número de patitas comprendido entre 40 y 44. Admiten interrupciones, poseen puerto serie, varios temporizadores y mayores capacidades de memoria, que alcanza los 8 k palabras en la memoria de instrucciones y 454 bytes en la memoria de datos. Se alcanzan las 58 instrucciones de 16 bits en el repertorio y sus modelos disponen de un sistema de gestión de interrupciones vectorizadas muy potente. También incluyen variados controladores de periféricos, puertas de comunicación serie y paralelo con elementos externos, un multiplicador hardware de gran velocidad y mayores capacidades de memoria, que alcanza los 8 k palabras en la memoria de instrucciones y 454 bytes en la memoria de datos. Quizás la característica más destacable de los componentes de esta gama es su arquitectura abierta, que consiste en la posibilidad de ampliación del microcontrolador con elementos externos. Para este fin, las patitas sacan al exterior las líneas de los buses de datos, direcciones y control, a las que se conectan memorias o controladores de periféricos. Esta facultad obliga a estos componentes a tener un elevado número de patitas comprendido entre 40 y 44. Esta filosofía de construcción del sistema es la que se empleaba en los microprocesadores y no suele ser una práctica habitual cuando se emplean microcontroladores. En la tabla 4 se muestran las características más relevantes de los modelos de esta gama, que sólo se utilizan en aplicaciones muy especiales con grandes requerimientos. GAMA ALTA: PIC18 CON INSTRUCCIONES DE 16 BITS Los PIC de la serie PIC18 constituyen una numerosa familia, que en su gran mayoría tiene una memoria de programa tipo FLASH, un repertorio de 77 instrucciones de 16 bits con una memoria de programa de hasta 2MB con palabras de 16 bits y registros de 8 bits. Varios dispositivos PIC18 están diseñados para trabajar con tensiones bajas de 2 a 3.6 V y corrientes inferiores a 2 mA. MODELO MEMORIA DE PROGRAMA MEMORIA DE DATOS RAM FRECUENCIA MÁXIMA LINEAS E/S TEMPORIZADORES PINES PWM REGISTROS ESPECÍFICOS PIC17C42 PIC17C43 PIC17C44 PIC17C752 PIC17C756 2KX16 4KX16 8K16 8KX16 16KX16 232 454 454 454 902 4 MHz 20MHz 20MHz 20MHz 20MHz 33 33 33 50 30 4 + WDT 4 + WDT 4 + WDT 4 + WDT 4 + WDT 18 18 18 18 28 2 2 2 2 2 48 48 48 76 76 Tabla 4. Características más destacadas de los modelos PIC17CXXX de la gama alta. La figura 4, muestra un circuito integrado de un modelo de PIC de gama alta. Figura 4. Modelo de un PIC de gama alta de Microchip. GAMAS Y SERIES DE LOS MICROCONTROLADORES PIC DENOMINACIÓN Y TECNOLOGÍAS Ejemplos: PIC16C432, PIC16CE623, PIC16CR56A, PIC16F628, PIC16F628A, PIC16HV540, PIC14000, PIC17CR43, PIC18F2331, PIC18F6490 BIBLIOGRAFIA: 1. FERNANDO VALDEZ PEREZ, RAMON PALLÁS ARENY. Microcontroladores: Fundamentos y aplicaciones con PIC.MArcombo 2007 España. 2. http://perso.wanadoo.es/pictob/micropic.htm 3. http://webspace.webring.com/people/dv/valdezda/microcontroladores/fam.htm#_Toc4995 85758 4. http://books.google.com.ec/books?id=ODenKGOHMRkC&pg=PA45&lpg=PA45&dq=gama+ de+familias+del+pic&source=bl&ots=ujuTZg9d3v&sig=ZkME2eBKwcnQiEPdjhDipWr6COk& hl=es&ei=bOyXS4HHEY2YtgfbvPyqBA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=5&ved=0 CBMQ6AEwBA#v=onepage&q=gama%20de%20familias%20del%20pic&f=false 5. http://ar.geocities.com/valdezda/microcontroladores/fam.htm 6. http://www.info- ab.uclm.es/labelec/solar/Microcontroladores/Las_tres_gamas.htm 7. http://usuarios.lycos.es/sfriswolker/pic/cuatro.htm 8. http://www.micro1.com.ar 9. http://www.microchip (Data sheet) ----------------------------------------------------------------------------------------------------- Realizado y adaptado por: Sixto Reinoso V. Nota: Este artículo se ha escrito basado en la información de la referencia bibliográfica adjunta. ----------------------------------------------------------------------------------------------------