کاربرد میکروکنترلر PIC چیست؟ بررسی ویژگی و انواع آن

میکروکنترلرها جزء اصلی بسیاری از سیستم ‌های الکترونیکی و دستگاه‌ های هوشمند هستند. یکی از معروف ‌ترین و پرکاربردترین میکروکنترلرها، میکروکنترلر PIC است که توسط شرکت میکروچیپ تکنولوژی (Microchip Technology) تولید می ‌شود. این میکروکنترلرها به دلیل ویژگی ‌های خاص خود، کاربردهای گسترده ‌ای در صنعت الکترونیک دارند. در این مقاله به بررسی کامل این مورد می پردازیم که میکروکنترلر PIC چیست، ویژگی ‌ها، انواع و کاربردهای آن چه هستند.

میکروکنترلرهای PIC اولین بار در دهه 1970 توسط شرکت Microchip Technology معرفی شدند. از آن زمان تاکنون، این میکروکنترلرها به یکی از محبوب ‌ترین انتخاب‌ ها برای مهندسان و طراحان سیستم ‌های embedded (توکار) تبدیل شده‌ اند. به دلیل هزینه پایین، قابلیت اطمینان بالا و دسترسی به ابزارهای توسعه قوی، استفاده از PIC در صنایع مختلف همچنان رایج است.

فهرست مطالب

میکروکنترلر PIC چیست؟

میکروکنترلر PIC یک تراشه کوچک و کاملاً یکپارچه است که شامل یک پردازنده، حافظه و اجزای مختلف ورودی/خروجی (I/O) است. این تراشه برای کنترل و پردازش داده‌ ها در سیستم‌ های الکترونیکی به کار می‌ رود. PIC مخفف چیست؟ کلمه “PIC” مخفف “Peripheral Interface Controller” است که به معنای “کنترلر رابط جانبی” است. این میکروکنترلرها به دلیل سادگی، قابلیت ‌های بالا و مصرف انرژی کم، در بسیاری از پروژه ‌ها و دستگاه‌ های الکترونیکی استفاده می ‌شوند.

میکروکنترلرهای PIC جزء اجزای ضروری در طیف وسیعی از دستگاه ها از جمله لوازم خانگی، سیستم‌ های خودرو، کنترل صنعتی و رباتیک هستند. محبوبیت آن‌ ها به دلیل سادگی، انعطاف ‌پذیری و راحتی استفاده است که این ویژگی ‌ها آن‌ ها را به گزینه ‌ای ایده ‌آل برای مبتدیان و مهندسان مجرب تبدیل کرده است.

میکروکنترلر چیست؟ بررسی کاربرد و انواع میکروکنترلرها

ویژگی میکروکنترلرهای PIC

حال این سوال پیش می آید که ویژگی های میکروکنترلر PIC چیست؟ این قطعه در ابتدا برای کمک به رایانه های PDP برای نظارت بر دستگاه های جانبی خود طراحی شده بود و بنابراین به عنوان یک واحد رابط جانبی نامیده می شود. در مقایسه با سایر میکروکنترلرها، میکروکنترلر های PIC می توانند یک برنامه را خیلی سریع و راحت اجرا کنند. ساختار میکروکنترلرهای PIC بر اساس طراحی هاروارد است. میکروکنترلرهای PIC به دلیل سهولت برنامه نویسی، در دسترس بودن محدود، ادغام آسان با سایر تجهیزات جانبی، هزینه کم، پایگاه کاربری گسترده و ظرفیت برنامه ریزی سریال (برنامه نویسی مجدد با حافظه فلش) و …، بسیار رایج هستند.

معماری RISC: میکروکنترلرهای PIC از معماری RICS استفاده می ‌کنند. این بدان معناست که آنها مجموعه ‌ای کوچک و کارآمد از دستورالعمل ‌ها دارند که باعث می ‌شود پردازش آن ‌ها سریع ‌تر و نسبت به میکروکنترلرهای معمولی که مجموعه دستورالعمل پیچیده ‌تری دارند، انرژی کمتری مصرف کنند.

گستره وسیع مدل‌ ها: خانواده PIC شامل مدل‌ های مختلفی است که مقادیر متفاوتی از حافظه، پین‌ های ورودی/خروجی و ویژگی ‌های جانبی را ارائه می‌ دهند. سه سری اصلی در خانواده PIC عبارتند از:

- PIC10/12: کم‌هزینه، کوچک و ساده که برای دستگاه های کوچک مناسب است.
- PIC16: قدرتمندتر که حافظه و ویژگی‌های بیشتری دارد و رایج ‌ترین سری PIC است.
- PIC18: مدل ‌های با عملکرد بالا که ویژگی‌های پیشرفته ‌تری دارند و برای برنامه‌ های پیچیده ‌تر مناسب ‌اند.

بخش های جانبی یکپارچه: میکروکنترلرهای PIC با مجموعه ‌ای از جانبی‌ های یکپارچه مانند تایمرها، مدولاسیون پهنای پالس (PWM)، مبدل ‌های آنالوگ به دیجیتال (ADC)، رابط‌ های ارتباطی UART، SPI، I2C و… عرضه می شوند. این ویژگی ‌ها آنها را برای کنترل دستگاه‌ های دنیای واقعی مانند موتورها، سنسورها و نمایشگرها ایده‌ آل می‌کند.

مصرف پایین انرژی: بسیاری از میکروکنترلرهای PIC برای مصرف کم انرژی طراحی شده‌ اند که آنها را برای کاربردهایی که به انرژی باتری نیاز دارند، مانند دستگاه‌ های قابل حمل، سنسورهای از راه دور و سیستم ‌های IoT ایده ‌آل می ‌سازد.

برنامه‌ نویسی میکروکنترلرهای PIC نسبتاً ساده است و معمولاً در زبان‌ های اسمبلی یا C انجام می ‌شود. آنها می‌ توانند با استفاده از ابزارهای مختلف توسعه مانند MPLAB X IDE و MPLAB X C Compiler برنامه‌ نویسی شوند. علاوه بر این، Microchip ابزارهایی از جمله سخت‌ افزار برنامه ‌نویسی و شبیه ‌سازها را فراهم می ‌کند که به توسعه ‌دهندگان کمک می‌کند تا به سرعت شروع کنند.

به دلیل تاریخچه طولانی و استفاده گسترده، میکروکنترلرهای PIC جامعه بزرگی دارند. این بدان معناست که توسعه‌ دهندگان می‌توانند آموزش ‌ها، انجمن‌ ها و کتابخانه ‌های زیادی را برای دریافت کمک و حل مشکلات رایج پیدا کنند.

ورودی/خروجی‌های متعدد: میکروکنترلرهای PIC تعداد زیادی پین I/O دارند که می ‌توانند به عنوان ورودی یا خروجی دیجیتال، آنالوگ و یا حتی پورت ‌های سریال (UART, SPI, I2C) پیکربندی شوند.

انواع میکروکنترلر PIC

خانواده میکروکنترلرهای PIC از مدل ‌های مختلفی تشکیل شده است که بسته به نیاز، می ‌توان از هرکدام استفاده کرد. این مدل ‌ها به طور کلی در دسته‌ های زیر تقسیم‌ بندی می‌ شوند:

PIC10: میکروکنترلرهای سری PIC10 برای کاربردهای ساده و کوچک طراحی شده‌ اند. این مدل ‌ها دارای تعداد پین کم و عملکرد محدود هستند و برای پروژه ‌های کوچک و ارزان ‌قیمت مناسب ‌اند.
PIC12 : میکروکنترلرهای سری PIC12 نسبت به سری PIC10 ویژگی ‌های بیشتری دارند و معمولاً در دستگاه‌ هایی با نیازهای پیچیده‌ تر استفاده می ‌شوند.
PIC16 : این سری از میکروکنترلرها پرکاربردترین و شناخته‌شده‌ترین خانواده در میان مهندسان است. این میکروکنترلرها دارای قابلیت‌های بیشتری مانند تایمرها، وقفه‌ها و پورت‌های ورودی/خروجی متعدد هستند.
PIC18 : سری PIC18 برای پروژه‌ های بزرگتر و پیچیده ‌تر مناسب است. این مدل‌ ها سرعت پردازش بالاتر، حافظه بیشتری دارند و می‌ توانند برنامه ‌های پیچیده‌ تری را اجرا کنند.
PIC32 : این سری از میکروکنترلرها به طور عمده برای پروژه‌ های بزرگ و نیازمند به پردازش بالا طراحی شده‌ اند. میکروکنترلرهای PIC32 مبتنی بر طراحی 32 بیتی هستند و از توان پردازشی بسیار بالایی برخوردارند.

برای خرید میکروکنترلر PIC کلیک کنید.