Potencjalne zastosowanie mikrokontrolerów PIC12(L)F157X

Zintegrowane w mikrokontrolerach PIC12(L)F157X peryferia nie są przypadkowe, a wręcz przeciwnie – wybrane zostały według konkretnego klucza. Zamysłem firmy Microchip było zaprojektowanie mikrokontrolerów sprofilowanych dla trzech konkretnych rodzajów systemów: oświetlenia LED, zasilania oraz sterowania silnikiem. Z tego punktu widzenia najistotniejszym peryferium jest kontroler PWM, który zmieniając poziom wypełnienia generowanego sygnału może np. regulować jasność świecenia diod lub obroty silnika elektrycznego. W układach PIC12(L)F157X są dostępne aż trzy kontrolery PWM. Każdy może generować sygnał PWM o rozdzielczości 16 bitów i dysponuje niezależnym, 16-bitowym timerem oraz zestawem konfigurowalnych parametrów pracy (rysunek 2).

Rys. 2. Schemat blokowy kontrolera PWM w mikrokontrolerze z grupy PIC12(L)F157X [2]

Producent podaje konkretne, przykładowe propozycje aplikacji docelowych dla mikrokontrolerów PIC12(L)F157X. Jeśli chodzi o systemy sterowania silnikiem, mogą to być elektryczne maszynki do golenia, elektryczne szczoteczki do zębów, zdalnie sterowane zabawki lub sterowniki wentylatorów. W zakresie systemów oświetlenia LED firma Microchip wskazuje sterowniki diod LED w pojazdach. Schemat blokowy takiego rozwiązania pokazano na rysunku 3. Warto przyjrzeć się mu dokładniej. Za sterowanie oświetleniem odpowiadają kontrolery PWM mikrokontrolera PIC12(L)F157X. Wyjście każdego kontrolera podłączone jest (za pośrednictwem tranzystora) do diod LED o innym kolorze świecenia. Dzięki temu możliwe jest kontrolowanie zarówno intensywności światła, jak również jego koloru. Poziom ustalanego przez PWM napięcia zasilania diod LED odczytywany jest przez przetwornik A/C. W celu dostosowania poziomu napięcia zasilania diod LED do zakresu działania przetwornika wykorzystano  dzielnik napięcia. Oprócz kontroli diod LED sterownik musi również mieć możliwość komunikowania się ze światem zewnętrznym. Do tego celu użyto zintegrowanego w mikrokontrolerze PIC12(L)F157X interfejsu UART, który może przesyłać dane zgodnie z motoryzacyjnym standardem LIN.

Rys. 3. Schemat sterownika motoryzacyjnego LED z mikrokontrolerem z grupy PIC12(L)F157X [2]

Płytka demonstracyjna dla mikrokontrolerów PIC12(L)F157X

Firma Microchip przygotowała zestaw demonstracyjny dla mikrokontrolerów PIC12(L)F157X. RGB Badge, bo taka jest jego nazwa, składa się z płytki oraz dedykowanej aplikacji komputerowej (rysunek 4).  

Rys. 4. Schemat blokowy zestawu RGB Badge

Komponentem głównym płytki jest naturalnie mikrokontroler z grupy PIC12(L)F157X – konkretnie jest to model PIC12F1572. Trzy jego wyjścia dla sygnału PWM są podłączone do diody RGB w taki sposób, że każde wyjście steruje jednym z kolorów (czerwonym, zielonym i niebieskim). Dwa wejścia dla przetwornika A/C połączone są z suwakiem dotykowym (pojemnościowym). Korzystając z rozwiązania programowego mTouch mikrokontroler może określić miejsce zbliżenia dłoni na suwaku. Dodatkowo przez dwa wyprowadzenia będące interfejsem UART układ PIC12F1572 połączony jest z drugim znajdującym się na płytce mikrokontrolerem. Tym mikrokontrolerem jest układ PIC16F1455, który oprócz wspomnianego UARTa podłączony jest jeszcze do gniazda USB. Ponadto na płytce przewidziano blok zasilania. Napięcie wejściowe może pochodzić z dwóch źródeł: USB lub płaskiej baterii typu CR2032. Wyboru źródła zasilania użytkownik dokonuje za pomocą przełącznika mechanicznego. Napięcie ze źródła zasilania jest przetwarzane przez przetwornicę DC-DC MCP1640, z której zasilane są oba mikrokontrolery dostępne na płytce.

Rys. 5. Widok dolnej strony płytki RGB Badge

Rys. 6. Widok górnej strony płytki RGB Badge