Giới thiệu về họ vi điều khiển PIC :

PIC là một họ vi điều khiển RISC được sản xuất bởi công ty Microchip Technology. PIC sử dụng tập lệnh RISC, với dòng PIC low-end (độ dài mã lệnh 12 Bit ví dụ PIC12Cxxx) và mid-range (độ dài mã lệnh 14 bit , ví dụ PIC16Fxxx),

tập lệnh bao gồm khoảng 35 lệnh, và 70 lệnh đối với dòng PIC high-end( có độ dài mã lệnh 16bit PIC18Fxxxx). Tập lệnh bao gồm các lệnh tính toán trên các thanh ghi, và các hằng số, hoặc các vị trí ô nhớ, cũng như có các lệnh điều kiện, nhảy/ gọi hàm, và các lệnh quay trở về, nó cũng có các chức năng phần cứng khác như ngắt hoặc sleep.

Hiện nay có khá nhiều dòng PIC và có rất nhiều khác biệt về phần cứng, nhưng chúng ta có thể điểm qua một vài nét như sau :

  • 8/16/24/32 bit CPU, xây dựng theo kiến trúc Harvard
  • Flash và Rom có thể tuỳ chọn 256 byte đến 256 kbybe
  • Bộ nhớ nội EEPROM - có thể ghi/ xoá lên tới hàng triệu lần
  • Các cổng xuất/nhập (mức lôgic thường từ 0v đến 5v, ứng với mức logic 0 và 1, dòng khoảng vài chục mA)
  • 8/16 bit timer
  • Giao tiếp ngoại vi nối tiếp không đồng bộ: UART
  • Giao tiếp ngoại vi song song
  • Bộ chuyển đổi ADC 10 bit nội gồm 8 kênh đầu vào
  • Module ngoại vi MSSP dùng cho các giao tiếp I2C, SPI 
  • Module CCP:
    • Comparator (so sánh)
    • Capture
    • PWM: dùng trong điều khiển động cơ

Một số dòng vi điều khiển PIC hỗ trợ thêm:

  • Hỗ trợ điều khiển động cơ 3 pha, 1 pha
  • Hỗ trợ giao tiếp USB
  • Hỗ trợ điều khiển Ethernet
  • Hỗ trợ giao tiếp CAN
  • Dòng dsPIC có DSP những tính năng xử lý tín hiệu số.

Kiến trúc Harvard của vi điều khiển PIC

PIC được tổ chức phần cứng theo kiến trúc Harvard, và tập lệnh RISC (reduced instruction set computer ). Trong kiến trúc Harvard, bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình nằm riêng biệt, do đó CPU có thể làm việc trực tiếp với cả hai bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình cùng một lúc, làm cho tốc độ xử lý nhanh hơn. Việc bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu được tách riêng, do đó, tập lệnh trong kiến trúc Harvard có thể được tối ưu tùy theo yêu cầu kiến trúc của vi điều khiển.

 Bằng chứng, độ dài lệnh của dòng PIC16 luôn luôn là 14 bit. Trong khi đó, độ dài lệnh của các vi điều khiển kiến trúc von-Neumann là bội số của 1 byte (8 bit). PIC là một Vi điều khiển RISC, tập lệnh của PIC chỉ có 35 lệnh, phần lớn các lệnh này chỉ thực hiện trong một chu kỳ máy. Chính nhờ kiến trúc phần cứng tiên tiến, PIC tỏ ra vượt trội so với các loại Vi điều khiển 8 bít khác về mặt tốc độ và hiệu năng sử dụng.

- Xử lý song song (Pipeline)

Việc xử lý lệnh trong PIC được thực hiện song song, trong khi xử lý một lệnh thì đồng thời CPU cũng nạp lệnh mới vào để quá trình xử lý lệnh là liên tục. Chính phương thức xử lý đó giúp cho tốc độ hoạt động của PIC nhanh hơn rất nhiều.

Epicviet.com