Mikroişlemciler. Alper Bayrak Abant İzzet Baysal Üniversitesi Bolu

Transkript

1 Mikroişlemciler Alper Bayrak Abant İzzet Baysal Üniversitesi Bolu 2014

2 Sunuma Genel Bakış Sunuma Genel Bakış I 1 Mikroişlemci Mikroişlemci Nedir? Mikroişlemci İç Yapısı 2 Mikrodenetleyici Mikrodenetleyici Nedir? Mikrodenetleyici temel bileşenleri 3 Mikrodenetleyici Mimarileri 4 Mikrodenetleyici Çeşitleri 5 PIC Mikrodenetleyiciler PIC nedir? PIC Mikrodenetleyici Çeşitleri ve Donanım Özellikleri PIC Bellek Çeşitleri PIC Programlamak İçin Gerekenler

3 Mikroişlemci Mikroişlemci Nedir? Mikroişlemci Nedir? Mikroişlemci, bir bilgisayar sisteminde programların işletilmesinden sorumlu olan ve tüm bileşenleri merkezi şekilde kontrol eden entegre devredir. Kısacası bilgisayarın beynidir.

4 Mikroişlemci Mikroişlemci Nedir? Mikroişlemci Nedir?

5 Mikroişlemci Mikroişlemci Nedir? Mikroişlemci İç Yapısı

6 Mikroişlemci Mikroişlemci İç Yapısı Mikroişlemci İç Yapısı ALU: Aritmetik ve mantıksal hesaplamalardan, transferlerden, kaydırmalardan sorumlu olan işlemcinin en önemli birimidir. Kaydediciler: Mikroişlemci içerisindeki veri yada adres bilgileri kaydedicilerde tutulur. Sayıları her mikroişlemci ailesi için farklı olabilir. Kontrol birimi: Tüm işlemlerin sırasını belirler ve gerekli denetim işaretlerini üretir. Zaman (Saat darbesi üretim) birimi: Tüm devre içerisindeki birçok fonksiyonel birimin senkronize bir şekilde çalışması için gerekli olan saat işaretini üretir.

7 Mikroişlemci Mikroişlemci İç Yapısı Mikroişlemci İç Yapısı Dahili Yollar: Mikroişlemci içindeki tüm birimlerin veri alışverişini ve birimlerin kontrolünü sağlamak için birimleri birbirine bağlayan yollara denir. Adres, veri ve kontrol yolları olarak üç tiptir. Yolların bit genişliği mikroişlemcilere özeldir. Bununla birlikte, günümüz mikroişlemcileri önbellek (cache memory), grafik hızlandırma birimleri (GPU), multimedya komutları (MMX), matematik işlemci birimi (FPU) ve diğer birimleri de içermektedir.

8 Mikrodenetleyici Mikrodenetleyici Nedir? Mikrodenetleyici Nedir? Mikrodenetleyici, işlemci (CPU), hafıza (RAM/ROM) ve giriş-çıkış (I/O ports) birimlerinin tek bir entegre paketi içerisine yerleştirilmesi ile gerçekleştirilmiş özel amaçlı bir bilgisayardır. Günümüzde üretilen birçok mikro denetleyici, özellik ve türlerine göre PWM, ADC, USB, USART, CAN, SPI, I 2 C, LCD gibi ara birim ve özel amaçlı kaydedicilere de sahiptir. Mikrodenetleyiciler, yazılım olmadan hiçbir işe yaramazlar, ancak içerisine yazılan program vasıtasıyla istenilen bir işlemi gerçekleştirebilirler.

9 Mikrodenetleyici Mikrodenetleyici Nedir? Mikrodenetleyici Nedir? Günlük hayattaki kullandığımız kişisel bilgisayarlar pek çok işlevi yerine getirebilecek genel amaçlı bilgisayarlardır. Mikrodenetleyiciler ise sadece bir iş için programlanmış özel amaçlı bilgisayarlardır. Mikrodenetleyiciler düşük güçte çalışırlar. Bir bilgisayar 50W civarı güç harcarken mikrodenetleyiciler sadece 50 mw civarında güç harcarlar. Mikrodenetleyiciler genelde küçük ve düşük fiyatlı çiplerdir. Bir çok parçadan oluşan kompleks bir devreyi kolayca küçük boyutlara ve daha az maliyete indirmenizi sağlar.

10 Mikrodenetleyici Mikrodenetleyici Nedir? Mikrodenetleyici Nedir? Günümüzde entegre üretimi yapan birçok firma (Intel, Atmel, Michrochip, National Semiconductror, Texas Instruments, vb.) mikro denetleyici üretmektedir. Mikro denetleyiciler birbirlerinden sahip oldukları üniteler(adc, PWM, Zamanlayıcı, SPI, vb), giriş/çıkış bacak sayıları, çalışma hızları, veri ve program yolu genişliği, bellek kullanım şekilleri açılarından farklılıklar arz etmektedirler.

11 Mikrodenetleyici Mikrodenetleyici Nedir? Mikrodenetleyici Nedir? Bir mikrodenetleyici genel olarak aşağıdaki birimlerden oluşur: CPU (Merkezi işlem ünitesi) RAM (Rastgele erişimli bellek) EPROM/PROM/ROM (Sadece okunur bellek) I/O (Girdi/çıktı) Timers (Zamanlayıcılar) Interrupt controller (Kesmeler)

12 Mikrodenetleyici Mikrodenetleyici temel bileşenleri Mikrodenetleyici temel bileşenleri

13 Mikrodenetleyici Mikrodenetleyici temel bileşenleri Mikrodenetleyicilerin, Mikroişlemcilere Sağladığı Üstünlükler Mikrodenetleyicili sistemin tasarımı ve kullanımı mikroişlemcili sisteme göre daha az karmaşık olup, masrafı da daha azdır. Mikrodenetleyicili bir sistemin çalışması için elemanın kendisi ve bir osilatör kaynağının olması yeterlidir. Mikrodenetleyicilerin küçük ve ucuz olması, bunların tüm elektronik kontrol devrelerinde kullanılmasını sağlamaktadır.

14 Mikrodenetleyici Mikrodenetleyici temel bileşenleri Mikrodenetleyicilerin, Mikroişlemcilere Sağladığı Üstünlükler MİKROİŞLEMCİLER MİKRODENETLEYİCİLER Sadece CPU içerir,ram, ROM, I/O, timer vb. ayrıca bağlanır. CPU, RAM, ROM, I/O, timer vb. birimler tek bir çip içerine konulmuştur. Pahalıdır. Ucuzdur. Genel amaçlıdır. Tek amaçlıdır. Bilgisayarlarda kullanılmaktadır. Alarmlı saatlerde, mikrodalga fırınlarda, bulaşık ve çamaşır makinelerinde, buzdolaplarında, dijital kameralarda vb. gibi elektronik kontrol gerektiren birçok cihazda kullanılmaktadırlar.

15 Mikrodenetleyici Mimarileri Mikrodenetleyici Mimarileri Mikro denetleyici mimari özellikleri (yapıları) iki farklı referans noktası temel alınarak sınıflandırılabilir, bunlar; Hafıza organizasyonu açısından mikro denetleyici mimarileri Komut isleme tekniği açısından mikro denetleyici mimarileri

16 Mikrodenetleyici Mimarileri Mikrodenetleyici Mimarileri Mikro denetleyiciler, mimarileri bellek organizasyonu referans alınarak Princeton / Von Neuman ve Harvard mimarileri olmak üzere iki farklı gruba ayrılabilir. Bu mimariler ABD savunma bakanlığının askeri amaçlı bir proje için açtığı tasarım yarışması sonucu ortaya çıkarılmışlardır. Von Neuman mimarisi Princeton Üniversitesi tarafından, Harvard mimarisi ise Harvard Üniversitesi tarafından tasarlanmıştır. İlk mikroişlemcilerde o günkü teknolojiye uygun olan Von Neuman mimarisi tercih edilse de, daha sonraki süreçte mikroişlemci / mikro denetleyici teknolojindeki gelişmelerle Harvard mimarisi özellikle mikrodenetleyici tasarımında standart hale gelmiş bulunmaktadır.

17 Mikrodenetleyici Mimarileri Mikrodenetleyici Mimarileri Günümüzde bu iki mimari yapının özelliklerini de içeren, karışık (hibrid) mimariye sahip mikrodenetleyicilerde (MAXQ ailesi) bulunmaktadır. Hibrid mimariye sahip mikro denetleyicilerde, iki mimarinin üstün olan özellikleri kullanılarak performans artışı elde edilmesi amaçlanmaktadır. Mikro denetleyiciler genelde Harvard mimarisine uygun olarak tasarlanırken, Von Neuman mimarisi kişisel bilgisayarlarda (PC) tercih edilmektedir.

18 Mikrodenetleyici Mimarileri Von Neuman Mimarisi Bilgisayarlarda ilk kullanılan ve adını mimariye yön veren ünlü matematikçi John von Neuman dan alan bir mimari yaklaşımıdır. Bazı kaynaklarda Princeton mimarisi de denilmektedir. Von Neuman mimarisinde, veri ve komutlar bellekten tek bir yoldan mikroişlemciye getirilerek işlenmektedir. Program ve veri aynı bellekte bulunduğundan, komut ve veri gerekli olduğunda aynı iletişim yolunu kullanırlar

19 Mikrodenetleyici Mimarileri Von Neuman Mimarisi Von Neuman mimarisinde, veri bellekten alınıp işledikten sonra tekrar belleğe gönderilmesinde çok zaman harcanır. Bu işlemler bilgisayarı yavaşlattığından, bilgisayar tasarımcılarının tabiriyle bir dar boğaz oluşturmaktadır. Bundan başka, veri ve komutlar aynı bellek biriminde depolandığından, yanlışlıkla komut diye veri alanından kod getirilmesi sıkıntılara sebep olmaktadır. Bu mimari yaklaşıma sahip olan bilgisayarlar günümüzde, verilerin işlenmesinde, bilginin derlenmesinde ve sayısal problemlerde olduğu kadar endüstriyel denetimlerde de başarılı bir şekilde kullanılmaktadır.

20 Mikrodenetleyici Mimarileri Von Neuman Mimarisi Bellek erişiminde, hızlı belleklerden sayılan -önbelllek (cach memory) sistemlerinin kullanılmasıyla büyük bant genişliği ve düşük gecikme elde edilerek Von Neuman mimarisinin darboğazı aşılabilir. Ön-bellekler, komut ve veri olmak üzere ikiye ayrılmış ve işlemcinin içerisine yerleştirilmiştir.

21 Mikrodenetleyici Mimarileri Harvard Mimarisi Harvard mimarili bilgisayar sistemlerinde, von Neuman mimarisinden farklı olarak veri ve komutlar farklı belleklerde tutulmaktadır. Buna göre, veri ve komut aktarımında iletişim yolları da bir birinden bağımsız yapıdadır. Komutla birlikte veri aynı saykılda farklı iletişim yolundan ilgili belleklerden alınıp işlemciye getirilebilir. Getirilen komut işlenip ilgili verisi veri belleğinden alınırken sıradaki komut, komut (program) belleğinden alınıp getirilebilir. Bu önden alıp getirme işlemi, dallanma haricinde hızı iki katına çıkarabilmekledir.

22 Mikrodenetleyici Mimarileri Harvard Mimarisi Harvard mimarisi günümüzde daha çok sayısal sinyal işlemcileri (DSP) ve mikro denetleyicilerde kullanılmaktadır. PIC mikro denetleyicilerde Harvard mimarisini kullanmaktadır.

23 Mikrodenetleyici Mimarileri Komut İşleme Tekniği Açısından Mikro denetleyici Mimarileri Farklı yapıda komut setlerinin mikroişlemcilerde kullanımı ile iki farklı yapıda mikroişlemci / mikro denetleyici mimarisi ortaya çıkmıştır: Karmaşık Komut Seti Kullanan Bilgisayarlar (Complex Instruction Set Computer - CISC). Azaltılmış Komut Seti Kullanan Bilgisayarlar (Reduced Instruction Set Computer - RISC)

24 Mikrodenetleyici Mimarileri RISC ve CISC mikro denetleyici mimarilerinin karşılaştırılması RISC ve CISC işlemciler birbirleri ile hız, komut işleme tekniği, kullanılan komut yapısı ve transistor sayılarına (donanım yapısına) göre karşılaştırılabilirler. Hız; İki işlemci mimarisi arasındaki hız farkı, kullanılan komut işleme teknikleri sonucu oluşur. CISC işlemcilerde kademeli komut işleme tekniği kullanılırken, RISC işlemcilerde kanal komut işleme tekniği (pipeline) kullanılır.

25 Mikrodenetleyici Mimarileri RISC ve CISC mikro denetleyici mimarilerinin karşılaştırılması CISC tekniği ile aynı anda tek bir komut işlenebildiği ve komutun, işlenmesi bitmeden yeni bir komut üzerinde çalışmaya başlanamaz. RISC tekniğinde ise, aynı anda çok sayıda komut işlenmektedir. Komutların birbirini takip etmesi nedeni ile her bir komut bir birim uzunluktadır ve her işlem adımında bir komuta ait işlemler bitirilir. RISC işlemciler, genellikle aynı saat frekansında çalışan CISC işlemcilere göre daha hızlıdır.

26 Mikrodenetleyici Mimarileri RISC ve CISC mikro denetleyici mimarilerinin karşılaştırılması Transistor sayısı; CISC işlemcilerde kullanılan transistor sayısı, RISC işlemcilere göre daha fazladır. Daha fazla sayıda transistor kullanılması, daha geniş alan gereksinimi ve daha fazla ısı ortaya çıkarır, oluşan daha fazla ısı nedeniyle soğutma ihtiyacı ortaya çıkar ve soğutma işlemi, ısı dağıtıcısı veya fanlar kullanılarak gerçekleştirilir.

27 Mikrodenetleyici Mimarileri RISC ve CISC mikro denetleyici mimarilerinin karşılaştırılması Tasarım; RISC işlemciler, CISC işlemcilere göre daha basit yapıda olduklarından daha kolay tasarlanırlar. Komut yapısı; RISC mimarisi, CİSC in güçlü komutlarından yoksundur ve aynı işlemi yapmak için daha fazla komuta gereksinim duyar. Sistemde güçlü komut eksikliği, ikinci bir yardımcı işlemci ya da ayrı bir pipeline bölümü yardımı ile giderilebilir.

28 Mikrodenetleyici Çeşitleri Mikrodenetleyici Çeşitleri Üretici firma bakımından bilinen çok sayıda mikrodenetleyiciler vardır. Bunlardan en bilinenleri; Microchip firmasının PIC mikrodenetleyicileri, Intel firmasının MCS mikrodenetleyicileri, Atmel firmasının AVR, AT mikrodenetleyicileri, Motorola 68HC mikrodenetleyicileri, TI firmasının MSP430 mikrodenetleyicileri.

29 Mikrodenetleyici Çeşitleri Mikrodenetleyici Çeşitleri Mikrodenetleyiciler arasında şu farklar bulunabilir: Mimari farkı: Harvard, Von Neuman, Kelime genişliği:4,8,16,32,64bit, Komut setleri:risc,cisc komut işleme tekniği, Kaydedici çeşitleri ve sayıları, Adresleme yöntemleri, Kesme sayıları ve özellikleri, Hız/güç/boyut özellikleri, Çalışma frekansları, Gerekli çevresel birimler, Programlama dilleri çeşitliliği (Basic, C, Pascal, Assembly vs.).

30 Mikrodenetleyici Çeşitleri Mikrodenetleyici Çeşitleri Hangi üreticinin seçileceği konusunda genellikle tasarımcılar komut setini, programlamasını ve programlama için gerekli programları iyi bildikleri üreticiyi seçmektedir. Zaten her üreticinin bir ürünü için, bir başka üreticinin ürettiği hemen hemen aynı işi yapacak bir ürün bulunabilmektedir. Hangi üreticinin seçileceğine karar verildikten sonra sıra o üreticiye ait hangi mikrodenetleyicinin seçileceğine gelir.

31 Mikrodenetleyici Çeşitleri Mikrodenetleyici Çeşitleri Mikrodenetleyici seçiminde öne çıkan bazı kriterler şunlardır: a-) Fiyat, b-) Performans, c-) Veri ve program bellek kapasitesi, d-) 8, 16 veya 32 bitlik veri yolu uzunluğu, e-) Yüksek frekanslarda çalışabilme özelliği; f-) Fiziksel boyutu, g-) Güç tüketimi, h-) Farklı bir çok dille (Basic, C, Pascal, Assembly) programlanıp, derlenebilmesi i-) Mimari yapısı (Harvard, RISC,..) j-) Üretici firmanın başta simülatör programı olmak üzere kaynak desteği, k-) Çevresel arabirim desteği (USART, ADC, USB,...) l-) Giriş- Çıkış pin/bacak sayısı

32 PIC Mikrodenetleyiciler PIC nedir? PIC nedir? PIC, Microchip firması tarafından üretilen, Harvard mimarisine ve RISC işlemcisine sahip bir mikro denetleyicidir. PIC, Peripheral Interface Controller (Çevresel Arayüz Denetleyicisi) isminin kısaltılmış halidir. PIC mikrodenetleyicileri, veri yolu genişliği baz alınarak 8-bit (PIC10, PIC12, PIC16, PIC18), 16-bit (PIC24F,dsPIC) ve 32-bit (PIC32) olarak 3 grupta sınıflandırılabilir.

33 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Mikrodenetleyici Çeşitleri ve Donanım Özellikleri PIC Çeşitleri PIC ailelerine isim verilirken kelime boyu (word length) göz önüne alınmıştır. Mikroişlemciler veya mikro denetleyiciler kendi içlerindeki dâhili veri saklama alanları olan registerleri arasındaki veri alış verişini farklı sayıdaki bitlerle yaparlar. Örneğin, 8051 mikro denetleyicilerde yonga içersindeki veri alış verişini 8-16 bit ile yaparken yeni çıkan Pentium işlemcilerde 64 bitlik dahili veri yolları ile iletişim kurarlar. Bir CPU ya da MCU nun dahili veri yolu uzunluğuna kelime boyu denir.

34 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Mikrodenetleyici Çeşitleri ve Donanım Özellikleri PIC Çeşitleri Bir CPU veya MCU, chip dışındaki harici ünitelerle veri alış verişini kaç bit ile yapıyorsa buna veri yolu bit sayısı denir. 8 bit (8 bit veri yolu) PIC10 and PIC12 (8 pin) PIC16 series (minimum 14 - maksimum 44 pin) PIC18 series (minimum 18 - maksimum 80 pin) 16-bit (16-bit veri yolu) mikrodenetleyiciler PIC24F, PIC24H dspic30, dspic33 (PIC24 tabanlı) 32-bit (32-bit veri yolu) mikrodenetleyiciler PIC32MX series (minimum 64 - maksimum 100 pin)

35 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Mikrodenetleyici Çeşitleri ve Donanım Özellikleri PIC Çeşitleri Microchip in 2004 yılında ürettiği ve dspic adını verdiği mikrodenetleyici diğer PIC lerden farklıdır. Bu yeni tip mikrodenetleyiciler, DSP teknolojisinin özelliklerini barındırır ve genellikle çok yüksek hızda veri algılama ve işleme uygulamalarında kullanılmak üzere tasarlanmışlardır. C programlama dili ile programlamaya yatkın bir komut seti vardır. Bu tip mikrodenetleyiciler, 24-bit çekirdek yapısı ve 16 bit veri yoluna sahiptir.

36 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Mikrodenetleyici Çeşitleri ve Donanım Özellikleri PIC Çeşitleri PIC 16 Serisi PIC16F5XX Serisi PIC16F6XX Serisi (Örn: PIC16F628 (18-pin)) PIC16F7XX Serisi PIC16F8XX Serisi (Örn: PIC16F84 (18-pin), PIC16F877 (40-pin)) PIC16F9XX Serisi PIC16F15XX Serisi PIC16F18XX Serisi

37 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Mikrodenetleyici Çeşitleri ve Donanım Özellikleri 8 bit PIC mikrodenetleyiciler ve özellikleri

38 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Mikrodenetleyici Çeşitleri ve Donanım Özellikleri PIC Kılıf Türleri

39 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Mikrodenetleyici Çeşitleri ve Donanım Özellikleri PIC Kılıf Türleri PIC ler çok farklı kılıf (package) biçimlerinde piyasaya sunulmaktadırlar. Standart Dual In-line Package (DIP) olarak ambalajlanmış olan PIC ler 0.3 inç genişliğindedir. Her iki tarafında 0.1 inç aralıklarla yerleştirilmiş pinler (16F84A için 9) bulunmaktadır. 28 pin li DIP kılıflı olanların bazıları 0.63 inç bazıları 0.6 inç genişliğindedir. Farklı pin sayısına sahip başka DIP ambalajlı PIC ler de bulunmaktadır.

40 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Mikrodenetleyici Çeşitleri ve Donanım Özellikleri PIC Kılıf Türleri Uygulama baskı devresinin özelliği ve montaj kolaylığı göz önüne alınarak uygun PIC kılıf seçimi yapılabilir. Aşağıda piyasada en yaygın bulunan kılıf türleri verilmiştir. Plastic DIP (PDIP) Ceramic DIP (CERDIP) Plastic Leaded Chip Carrier (PLCC) Ceramic Chip Carrier (CERQUAD) Plastic Small Outline (SOIC) Plastic Shrink Small Outline (SSOP) Plastic Thin Flatpack (TQFP) Side Brazed DIP (JW) Plastic Thin Shrink Small Outline (TSOP)

41 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Mikrodenetleyici Çeşitleri ve Donanım Özellikleri PIC Bellek Çeşitleri PIC ler üç farklı özellikte program belleği yapısı ile üretilmektedirler. ROM (Read Only Memory): Sadece Okunabilir bellek EPROM (Erasable PROgramable Memory): Silinebilir ve programlanabilir bellek Flash-EEPROM (Electrically Erasable PROgrammable Memory): Elektriksel olarak silinebilir ve programlanabilir bellek

42 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Bellek Çeşitleri PIC Bellek Çeşitleri Her bir bellek tipinin kullanılacağı uygulamaya göre avantajları ve dezavantajları vardır. Bu avantajlar; fiyat hız, defalarca kullanmaya yatkınlık gibi faktörlerdir.

43 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Bellek Çeşitleri ROM ROM belleğine sahip PIC lerin programları üretim esnasında yazılırlar. EPROM ve EEPROM eşdeğerlerine nazaran fiyatları oldukça düşüktür. Bu tip PIC ler çok miktarda üretilecek bir ürünün maliyetini düşürmek amacıyla seçilir. PIC üzerine defalarca yazmak mümkün olmadığından uygulama geliştirmek için uygun değildir. Microchip, ROM bellekli PIC lere parça numarası verirken CR (PIC16CR62, PIC16CR84 gibi) harflerini kullanır.

44 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Bellek Çeşitleri EPROM EPROM silici denilen özel aygıtlarla yeniden programlanabilir belleklerdir. Bunun için ultraviyole (UV-Mor Ötesi) ışını altında belirli süre tutmak gerekir. Enerji kesilse bile program bellekte kalır. Microchip, EPROM bellekli PIC lere parça numarası verirken C (PIC12C508, PIC16C745 gibi) harfini kullanır.

45 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Bellek Çeşitleri Flash-EEPROM Böyle bir belleğe sahip bir PIC içerisine program yazmak için PIC programlama kartı vasıtasıyla elektriksel sinyal gönderilir. Enerji kesilse bile program bellekte kalır. Programı silmek veya yeni bir program yazmak istendiğinde PIC programlayıcı kartından yine elektriksel sinyal gönderilir. Bu tip belleğe sahip olan PIC ler genellikle uygulama geliştirme çalışmalarında kullanılırlar. Flash-EEPROM belleğe sahip olan PIC lerde F harfi (Örneğin PIC16F84 gibi) Flash belleği ifade eder.

46 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Bellek Çeşitleri EEPROM ve Flash-EEPROM arasındaki fark Flash belleğe yazma hızı daha yüksektir. Hız farkının oluş sebebi şudur: EEPROM belleğe her defasında bir baytlık veri yazılabilir veya okunabilirken, Flash-EEPROM belleğe bir defasında blok halinde veri yazılabilir veya okunabilir. Flash bellekler daha ucuzdur. Garanti edilen verinin bellek üzerinde kalma süresi 10 yıldır

47 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Bellek Çeşitleri EEPROM ve Flash-EEPROM arasındaki fark Flash bellekler EEPROM a göre daha çabuk yıpranır ve zarar görürler (yaklaşık yazma-silme işleminden sonra). Bunun sebebi flash bellek birden fazla bellek bölgesini aynı anda silmek zorundadır. Sadece bir baytı değiştirmek için tüm bloğu silmek ve tekrar yazmak gerekir. Buda flash belleğin çabuk yıpranmasının sebebidir. İlk kullanılan EEPROM lar 100 defa silme-yazma işlemi gerçekleştirirken, günümüz teknolojisinde kullanılan EEPROMlar da fazla yazma-silme işlemini yerine getirebilmektedirler.

48 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Bellek Çeşitleri PIC Tercih Nedenleri Piyasada bir çok mikrodenetleyici üreten firma olduğundan bahsetmiştik. Bunlar içinde neden Microchip firmasının ürettiği PIC lerin seçildiği sorusu akla gelebilir. Bunun en temel sebebi Microchip firmasının web sayfaları üzerinden sağladığı teknik destektir. Tüm mikrodenetleyicilere ilişkin ayrıntılı bilgiler ve farklı mikrodenetleyiciler ile yapılmış, farklı uygulama örnekleri firma tarafından ücretsiz olarak dağıtılmaktadır.

49 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Bellek Çeşitleri PIC Tercih Nedenleri Hepsinden önemlisi, firma devamlı geliştirmekte olduğu MPLAB adlı simülasyon programını da ücretsiz olarak dağıtmaktadır. Böylece PIC programlamak isteyen birkişi, assembly editor, derleyici, simülatör ve programlayıcı ihtiyaçlarının hepsini tek bir program ile ve ücretsiz olarak gidermiş olmaktadır. Sadece Assembly değil Basic (PicBasicPro) ve C(HitechPicC,CCSC) ve Pascal dilleri ile de derlenebilirler.

50 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Bellek Çeşitleri PIC Tercih Nedenleri Firmanın sağladığı bu desteğe bağlı olarak gelişen bir başka avantaj ise, bu konu ile ilgili kaynağın çok olmasıdır. Ayrıca PIC ler az sayıda komut içeren komut kümelerine sahiptirler ve kolayca programlanabilirler. PIC ler karmaşık olmayan osilatör, reset, besleme devreleri ile sağlıklı olarak çalışabilirler. Elbette en büyük avantajlarından birisi de ekonomik olarak oldukça uygun fiyatlara edinilebilmeleridir.

51 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Bellek Çeşitleri Yüzlerce PIC modelinden hangisini seçeceksiniz? Giriş/Çıkış port sayısı, Çevresel arabirim desteği(usart, USB, vb), Bellek kapasitesi (RAM, EEPROM, flash,..), Çalışma hızı, Fiziksel boyutu, Güç tüketimi, Maliyeti.

52 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Programlamak İçin Gerekenler PIC Programlamak İçin Gerekenler PIC mikrodenetleyicilerinin programlanması için gereken donanımlar aşağıda sıralanmıştır: PIC mikrodenetleyicisi (16F84 vs. gibi) Kişisel bilgisayar Metin editörü Derleyici (Compiler) PIC programlama devre kartı PIC yükleme yazılımı

53 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Programlamak İçin Gerekenler PIC Programlamak İçin Gerekenler Kişisel Bilgisayar Assembly program kodlarını kolayca yazabilmek, doğru ve hızlı bir şekilde PIC in program belleğine gönderebilmek için bilgisayara ihtiyaç vardır. Program kodlarının PIC e yazdırma işlemi paralel veya seri port a bağlanan bir elektronik devre aracılığıyla yapılır.

54 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Programlamak İçin Gerekenler PIC Programlamak İçin Gerekenler Metin Editörü Program kodlarını yazıp bir metin dosyası oluşturmak için windows işletim sistemi içerisindeki NotPad gibi bir editör kullanılabilir. Bu derste, MicroC Pro programının kendi metin editörü kullanılacaktır.

55 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Programlamak İçin Gerekenler PIC Programlamak İçin Gerekenler Derleyici Bir programlama dilinde yazılmış olan kaynak kodunu başka bir dile (genellikle makine koduna) çeviren yazılım. Bu derste, MicroC Pro derleyicisi kullanılacaktır.

56 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Programlamak İçin Gerekenler PIC Programlamak İçin Gerekenler PIC Programlama Devre Kartı Makine dilindeki program kodlarını PC den alıp PIC mikrodenetleyicisine yazmak için bir elektronik devreye ihtiyaç vardır. Bu elektronik devre bir çok üretici tarafından piyasada satılmaktadır.

57 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Programlamak İçin Gerekenler PIC Programlamak İçin Gerekenler Program Yükleme Yazılımı PIC programlama devre kartı ile PC den PIC e makine dilindeki programı yazdırabilmek için devre kartıyla uyumlu bir programlayıcı yazılımına ihtiyaç vardır.

58 PIC Mikrodenetleyiciler PIC Programlamak İçin Gerekenler PIC Simülasyon Program Yükleme Yazılımı Labcenter Electronic firmasının bir ürünü olan Proteus programı, görsel olarak elektronik devrelerin simülasyon ve analizini yapabilen, çok kolay bir şekilde otomatik PCB oluşturabilen, oldukça yetenekli bir programdır. Klasik simülasyon programlarından en önemli farkı mikrodenetleyiciler için oluşturulmuş.hex dosyalarını kullanarak mikro denetleyici simülasyonu yapabilmesidir. PROTEUS programı ISIS ve ARES olmak üzere iki alt programdan oluşur. ISIS te elektronik devre çizimi gerçekleştirilirken, bunun yanında devrenin analizi de yapılabilmektedir. ARES te ise ISIS te çizilmiş olan devreler ARES ortamına aktarılmak suretiyle baskı devre çizimi gerçekleştirilebildiği gibi manuel olarak da baskı devre çizimi yapılabilmektedir