PIC-микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать

Рис. 10.11.Сброс из-за провала (снижения) напряжения питания

Из рисунка видно, что напряжение питания через некоторое время превысило пороговое значение. Если время, в течение которого напряжение находилось ниже порогового значения, составило более 100 мкс, то, прежде чем процессор выйдет из состояния сброса, таймер включения питания (если его работа разрешена) сформирует задержку длительностью 72 мс, как показано на Рис. 10.10. По окончании этой задержки процессор приступит к исполнению команды, расположенной по адресу вектора сброса h’000’. В одних моделях, таких как PIC16F627, состояние бита  изменяется автоматически при включении схемы BOD, чтобы гарантировать наличие задержки при снижении (провале) напряжения питания, тогда как в других, например PIC12F675, это остается на совести программиста, так что читайте документацию внимательно! Работающий таймер включения питания уменьшает вероятность многократного формирования сигнала сброса из-за помех на шине питания при медленном нарастании напряжения питания V_DD.

После сброса по снижению напряжения питания в РСН заносятся те же значения, что и после сброса по включению питания, за исключением того, что сбрасывается флаг  в регистре PCON. Благодаря этому программа может определить причину, по которой произошел сброс. При включении микроконтроллера состояние флага  не определено, поэтому он должен быть установлен в самом начале программы.

Одной из проблем, возникающих при включении схемы сброса по снижению напряжения питания, является повышение тока потребления микроконтроллера. К примеру, для моделей линейки PIC16F87X это приращение ΔI_BOR составляет обычно 85 мкА (максимум до 200 мкА). Указанное значение следует прибавить к базовому значению тока, приведенному в Табл. 10.1. Более того, ток, потребляемый этой схемой, сравним с током потребления микроконтроллера в «спящем» режиме. С другой стороны, в моделях PIC12F629/675 семейства nanoWatt этот ток составляет всего 0.3/1.5 мкА (typ/max) при V_DD = 2 В.

Помимо того, микроконтроллеры PIC могут сбрасываться по тайм-ауту сторожевого таймера. При этом процессор немедленно начинает исполнение программы с адреса вектора сброса, а также сбрасывает флаг  и устанавливает флаг  регистра STATUS. Если тайм-аут сторожевого таймера наступит во время нахождения процессора в «спящем» режиме, то это приведет к продолжению выполнения программы, начиная с команды, расположенной после команды sleep (при работе от кварцевого генератора — после задержки T_OST). При этом оба флага  и  регистра STATUS будут сброшены.

Различные варианты сброса микроконтроллера сведены в Табл. 10.4. В этой же таблице указана реакция на выход из «спящего» режима по прерыванию. При сбросе по включению питания устанавливаются оба флага —  и , тогда как при внешнем сбросе состояние этих битов не изменяется. Флаг  сбрасывается по тайм-ауту сторожевого таймера и устанавливается после выполнения команд clrwdt или sleep. Команда clrwdt также устанавливает флаг , который сбрасывается при выполнении команды sleep. Оба этих флага доступны только для чтения, т. е. их нельзя явно изменить, скажем, командой bsf.

При сбросе микроконтроллера обнуляется счетчик команд и различные биты, отвечающие за переключение банков памяти данных, такие как RP0. Состояние битов статуса арифметических операций Z, С и DC после сброса по включению питания не определено, а при других видах сброса оно остается неизменным.

Примеры

Пример 10.1

Схема, приведенная на Рис. 10.12, похожа на схему с Рис. 10.5, б, но содержит два последовательно соединенных резистора. По задумке разработчика с помощью такой схемы программа сможет самостоятельно изменять скорость своего выполнения. Докажите его правоту, учитывая, что при заданной емкости конденсатора тактовая частота прямо пропорциональна сопротивлению, подключенному к выводу OSC1.

Можете ли вы придумать применение для такой возможности?

Рис. 10.12.Тактовый генератор с изменяемой частотой

Решение

Точка соединения резисторов подключена к выводу порта микроконтроллера. Любой вывод микроконтроллера может быть сконфигурирован как вход или как выход (это будет описано в следующей главе). При сбросе любого вида все выводы портов конфигурируются как входы. В данном случае, если не учитывать мизерный ток утечки, вывод RA0 не будет оказывать влияние на подключенные к нему резисторы. Таким образом, общее сопротивление цепочки будет немного больше 100 кОм. При емкости конденсатора 100 пФ и напряжении питания V_DD = 5 В тактовая частота микроконтроллера будет равна примерно 100 кГц. В результате частота выполнения команд составит около 25 000 команд/с (на самом деле немного меньше, поскольку команды, вызывающие сброс конвейера, выполняются за два цикла).