Mikrokontroler je nepogrešljiv sestavni del številnih majhnih, a zelo uporabnih domačih naprav, kot so: vremenska postaja, elektronski termostat, elektronska varuška… Za vsak končni izdelek bomo nemalokrat odšteli veliko več, kot če se projekta lotimo sami.
V preteklih nadaljevanjih smo spoznali osnovno zgradbo, delovanje ter uporabo vhodno-izhodnih vrat, enoto PPS (angl. Peripheral Pin Select), A/D pretvornik, generiranje in merjenje signalov z enoto ECCP, uro realnega časa in vzporedno vodilo. Lotili smo se tudi komunikacije preko industrijskega zaporednega vodila I2C, merjenja temperature s 16-bitnim digitalnim tipalom Analog Devices ADT7410 in spoznali, kako delujejo prekinitve.
Tokrat si bomo ogledali, kaj potrebujemo, da z mikrokontrolerjem podpremo funkcionalnost vmesnika iz USB na RS-232, ki je bil včasih zelo priljubljen standard za povezovanje počasnih naprav. Druga tema bo reševanje težavnejših nalog, kot sta shranjevanje podatkov v EEPROM med normalnim delovanjem mikrokontrolerja, izdelava in uporaba nalagalnika »zagonskih« programov (angl. bootloader), ki lahko preko USB naloži novo vgrajeno programsko opremo, ne da bi za to potrebovali programator. Tretja tema bo nizkofrekvenčni generator, ki ga še zmoremo izdelati v programski opremi, saj s časovniki ne moremo ustvariti zelo nizih frekvenc, ki so manjše od 2 kHz.
Univerzalni komunikacijski modul kot vmesnik RS232 na USB
Kako deluje protokol RS232 preko USB v mikrokontrolerju PIC18F najlažje preizkusimo tako, da kupimo Microchipov predprogramirani mikrokontroler MCP2200, ki je sicer v ohišju SMD (površinsko nameščena naprava, angl. surface mounted device), vendar vsebuje vso potrebno logiko. Krmilnik RS232 vidimo posredno, preko krmilnih registrov, ki so dostopni preko povezave USB.
Podobno zamisel bomo uporabili tudi pri naših PIC18F24J50 in PIC18F26J50. Vsi mikrokontrolerji iz poddružine PIC18F imajo vgrajena dva izboljšana univerzalna sinhrona in asinhrona sprejemno-oddajna modula (EUSART, angl. enhanced universal synchronous asynchronous receiver transmitter). EUSART nekateri označujejo tudi s kratico SCI (zaporedni komunikacijski vmesnik, angl. serial communication interface).
EUSART lahko deluje lahko kot hkratni dvosmerni (angl. full-duplex) asinhroni zaporedni komunikacijski vmesnik, ali kot sinhroni zaporedni komunikacijski vmesnik v eno smer hkrati (angl. half-duplex). To omogoča tako priklop raznih modemov, programatorjev, kot tudi klasičnih računalniških terminalov; po drugi strani pa tudi komunikacijo z raznimi integriranimi vezji, kot so razni A/D (analogno-digitalni) in D/A (digitalno-analogni) pretvorniki ter serijski EEPROMi.
Nas bo zanimalo predvsem posnemanje protokola RS232, ki je bil še pred desetimi leti glavni način za priklop računalniške miške ali modema. Zdaj ga proizvajalci osebnih računalnikov opuščajo, vseeno pa pogosto želimo, da bi kakšno staro napravo lahko še uporabljali. Za PC brez vgrajenega vmesnika RS232 je edina možnost uporaba dodatka, ki ga priključimo na vodilo USB. Vsekakor ga lahko kupimo v trgovini, lahko pa naredimo tudi svojega. Razlogov, zakaj se lotiti izdelava svojega vmesnika je lahko kar veliko. Potrebno je poudariti, da mnoge zahtevnejše zaporedne naprave ne delujejo preko enostavnejših vmesnikov iz RS232 na USB, ki jih lahko kupimo v vsako trgovini. Razlog za to pogosto tiči v poceni izdelavi in slabih gonilnikih za Windows.
Ker imajo vsi mikrokontrolerji iz družin PIC18F in PIC32MX vgrajene EUSART-e, se lahko zadeve lotimo tudi drugače. Namesto, da bi vse delo opravil PC, ga lahko večino opravi kar mikrokontroler. Tako komunikacija bolj gladko teče, veliki mikrokontrolerjev RAM pa lahko koristno uporabimo kot podatkovni izravnalnik (angl. buffer)….
Osnovna zgradba in delovanje PIC18 (5)
2013_SE214_43
