PIC-микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать

Пока микроконтроллер находится в режиме программирования, программатор имеет доступ к памяти программ и может загружать в нее код программы. Кроме того, программатор может обращаться к некоторым «секретным» участкам памяти программ (скрытая область памяти), которые не видны прикладной программе при работе микроконтроллера в нормальном режиме. В микроконтроллерах среднего уровня таким участком является ячейка памяти программ с адресом h’2007’, зарезервированная под слово конфигурации[134].

Различные биты этого слова (биты конфигурации) используются для задания конфигурации тактового генератора и других узлов микроконтроллера при его работе в нормальном режиме. В качестве примера на Рис. 10.6, б показан формат конфигурационного слова модели PIC16F84, посредством которого можно задавать значения четырех конфигурируемых параметров. Эти параметры являются базовыми, т. е. имеются во всех микроконтроллерах:

• Биты FOSC1:() определяют режим работы тактового генератора (Табл. 10.2).

• Бит WDTE используется для включения и выключения сторожевого таймера, показанного на Рис. 13.1 (стр. 451).

• Бит  используется для управления таймером включения питания, который рассматривается на стр. 318.

• Биты СР предназначены для защиты памяти программ от считывания. Как уже говорилось, в режиме программирования содержимое памяти программ доступно для считывания. Это сделано для того, чтобы программатор мог осуществлять верификацию кода, загруженного в память программ (см. Рис. 17.4 на стр. 616). Если сбросить все биты СР, то данная возможность будет заблокирована. Это позволяет предотвратить копирование прошивки микроконтроллера. После программирования биты СР нельзя стереть даже в исполнениях с кварцевым окошком или памятью программ EEPROM-типа. По этой причине Microchip не рекомендует использовать эту опцию во время разработки и отладки устройств.

Более новые модели семейства имеют дополнительные опции. Например, в микроконтроллере PIC16F87X, формат слова конфигурации которого показан на Рис. 10.6, в, можно защищать всю память программ, первую половину или вообще только 256 первых ячеек. Также в этих моделях имеются следующие опции:

• Бит BODEN, установленный в 1, разрешает работу схемы сброса по снижению напряжения питания (Brown-Out Reset — BOR). Эта схема позволяет перезапускать микроконтроллер при провалах напряжения питания ниже заданного уровня, как показано на Рис. 10.11.

• Установка бита LVP в 1 позволяет использовать режим низковольтного программирования.

• Бит CPD позволяет защитить содержимое EEPROM-памяти данных (см. главу 15).

• В этих моделях имеется возможность изменения содержимого незащищенных областей памяти программ непосредственно из самой программы, как показано на Рис. 15.4 (стр. 551). Сброс бита WRT запрещает это.

• В данных моделях имеется специальный режим отладки, который отключается при установке бита DEBUG в 1.

Рис. 10.7.Задание конфигурации микроконтроллера в среде MPLAB версии 7.x при использовании программатора PICSTART

Программное обеспечение большинства программаторов позволяет пользователю «вручную» задать значение требуемых битов слова конфигурации (как, скажем, на Рис. 10.7) перед собственно записью программы в память микроконтроллера. Однако наилучшим решением будет указание требуемого значения слова конфигурации непосредственно в программе для автоматического задания конфигурации микроконтроллера при его программировании. В качестве примера возьмем микроконтроллер PIC16F87X, который должен иметь следующую конфигурацию:

Режим генератора — XT

Биты 1:0 = 01

Сторожевой таймер — выключен

Бит 2 = 0

Таймер включения питания — включен

Бит 3 = 0

Защита памяти программ — отключена

Биты 5:4 и 13:12= 11

Схема сброса по снижению питания — включена

Бит 6 = 1

Низковольтное программирование — запрещено

Бит 7 = 0

Тогда наличие в исходном ассемблерном файле директивы

__config b’11111101110001’; или h’3F71’

приведет к формированию следующего машинного кода:

:02 400Е 00 713F 00

(формат этой строки[135] был описан на стр. 250). При программировании микроконтроллера требуемое значение будет записано в ячейку с адресом h’2007’. По умолчанию все биты слова конфигурации установлены в 1, поэтому без указания этой директивы микроконтроллер PIC16F87X будет иметь следующую конфигурацию:

• Используется тактовый генератор с внешней RС-цепочкой.

• Защита кода отсутствует.

• Работа таймера включения питания, сторожевого таймера, а также схемы сброса по напряжению питания разрешена.

• Низковольтное программирование и запись в память программ разрешены.