Sistem de alarmă folosind microcontrolerul PIC16F84

I. INTRODUCERE IN MICROCONTROLERE

1. CE ESTE UN MICROCONTROLER?

La modul general un controler ("controller" - un termen de origine anglo-saxonă, cu un domeniu de cuprindere foarte larg) este, actualmente, o structură electronică destinată controlului (destul de evident!) unui proces sau, mai general, unei interacţiuni caracteristice

cu mediul exterior, fără să fie necesară intervenţia operatorului uman. Primele controlere au fost realizate în tehnologii pur analogice, folosind componente electronice discrete şi/sau componente electromecanice (de exemplu relee). Cele care fac apel la tehnica numerică modernă au fost realizate iniţial pe baza logicii cablate (cu circuite integrate numerice standard SSI şi MSI ) şi a unei electronici analogice uneori complexe, motiv pentru care "străluceau" prin dimensiuni mari, consum energetic pe măsură şi, nu de puţine ori, o

fiabilitate care lăsa de dorit.

Apariţia şi utilizarea microprocesoarelor de uz general a dus la o reducere consistentă a costurilor, dimensiunilor, consumului şi o îmbunătăţire a fiabilităţii. Există şi la ora actuală o serie de astfel de controlere de calitate, realizate în jurul unor microprocesoare de uz

general cum ar fi Z80 (Zilog), 8086/8088 (Intel), 6809 (Motorola), etc.

Pe măsură ce procesul de miniaturizare a continuat, a fost posibil ca majoritatea componentelor necesare realizării unei astfel de structuri să fie încorporate (integrate) la nivelul unui singur microcircuit (cip). Astfel că un microcontroler ar putea fi descris ca fiind şi o soluţie a problemei controlului cu ajutorul a (aproape) unui singur circuit.

Legat de denumiri şi acronime utilizate, aşa cum un microprocesor de uz general este desemnat prin MPU (MicroProcessor Unit), un microcontroler este, de regulă, desemnat ca MCU, deşi semnificaţia iniţială a acestui acronim este MicroComputer Unit.

O definiţie, cu un sens foarte larg de cuprindere, ar fi aceea că un microcontroller este un microcircuit care incorporează o unitate centrală (CPU) şi o memorie împreună cu resurse care-i permit interacţiunea cu mediul exterior.

Resursele integrate la nivelul microcircuitului ar trebui să includă, cel puţin, următoarele componente:

a. o unitate centrală (CPU), cu un oscilator intern pentru ceasul de sistem

b. o memorie locală tip ROM/PROM/EPROM/FLASH şi eventual una de tip RAM

c. un sistem de întreruperi

d. I/O - intrări/ieşiri numerice (de tip port paralel)

e. un port serial de tip asincron şi/sau sincron, programabil

f. un sistem de timere-temporizatoare/numărătoare programabile

Este posibil ca la acestea să fie adăugate, la un preţ de cost avantajos, caracteristici specifice sarcinii de control care trebuie îndeplinite:

g. un sistem de conversie analog numerică(una sau mai multe intrari analogice)

h. un sistem de conversie numeric analogic şi/sau ieşiri PWM (cu modulare în durată)

i. un comparator analogic

j. o memorie de date nevolatilă de tip EEPROM

k. facilităţi suplimentare pentru sistemul de temporizare/numărare (captare şi comparare)

l. un ceas de gardă (timer de tip watchdog)

m. facilităţi pentru optimizarea consumului propriu

Un microcontroler tipic mai are, la nivelul unităţii centrale, facilităţi de prelucrare a informaţiei la nivel de bit, de acces direct şi uşor la intrări/ieşiri şi un mecanism de prelucrare a întreruperilor rapid şi eficient.

Utilizarea unui microcontroler constituie o soluţie prin care se poate reduce dramatic numărul componentelor electronice precum şi costul proiectării şi al dezvoltării unui produs.

OBSERVAŢIE: Utilizarea unui microcontroler, oricât de evoluat, nu elimină unele componente ale interfeţei cu mediul exterior (atunci când ele sunt chiar necesare): subsisteme de prelucrare analogică (amplificare, redresare, filtrare, protecţie-limitare), elemente pentru

realizarea izolării galvanice (optocuploare, transformatoare), elemente de comutaţie de putere (tranzistoare de putere, relee electromecanice sau statice).