Definitivní průvodce mikrokontroléry PIC pro rok 2024

Peripheral Interface Controllers neboli mikrokontroléry PIC jsou základem ve vestavěných systémech a průmyslové elektronice od svého debutu v roce 1993. Mikrokontroléry PIC byly původně navrženy pro ovládání periferních zařízení pro počítače PDP a od té doby se staly jednou z nejrozšířenějších rodin mikrokontrolérů. jejich snadné použití, cenová dostupnost a všestrannost. Schopnost podporovat sériové programování, široká uživatelská základna a jednoduchost v rozhraní upevnily mikrokontroléry PIC jako vhodné řešení pro fandy i profesionály.

Pro výrobní týmy by měla být volba mikrokontroléru PIC zvážena společně s Revize rozvržení plošných spojů a první sestavení prototypu plošných spojů, protože zapojení pinů, směrování oscilátoru, přístup k programování a oddělení napájení často rozhodují o tom, zda testování firmwaru začne hladce.

Tento článek poskytuje úplný seznam 20 nejoblíbenějších mikrokontrolérů PIC na trhu pro rok 2024 na základě výkonu, hospodárnosti a široké škály aplikací.

Co jsou mikrokontroléry PIC?

Mikrokontroléry PIC jsou kompaktní integrované obvody (IC) navržené k provádění úloh, jako je zpracování dat, řízení signálů a propojení s jinými zařízeními. Obecně zahrnují CPU, paměť, vstupní/výstupní (I/O) porty a časovače na jediném čipu. PIC MCU podporují komunikační protokoly jako UART, SPI a CAN, díky čemuž jsou vysoce adaptabilní pro různé aplikace, jako je automatizace, robotika, spotřební elektronika a další.

Jsou klasifikovány do kategorií na základě jejich bitové architektury, včetně 8bitových, 16bitových a 32bitových variant. Každá kategorie se zaměřuje na různé úrovně složitosti v projektech, přičemž 8bitové PIC jsou zvláště oblíbené pro jednodušší úlohy díky jejich vyváženosti energetické účinnosti a funkčnosti.

Top 20 populárních mikrokontrolérů PIC v roce 2024

Mikrokontroléry PIC nadále dominují na poli vestavěných systémů a jsou ceněny pro svou všestrannost, cenovou dostupnost a schopnost integrace do široké škály aplikací. Zde je přehled 20 nejlepších mikrokontrolérů PIC pro rok 2024 s náhledy na jejich funkce a typické případy použití.

1. PIC16F877A

PIC16F877A je široce používaný 8bitový mikrokontrolér, který nabízí 368 bajtů RAM, 256 bajtů EEPROM a 10bitový ADC s 8 kanály. Obsahuje podporu PWM a 35 jednoduchých instrukcí pro snadné programování. Díky 14KB paměti Flash a pracovní frekvenci 20 MHz je ideální pro průmyslové přístroje, systémy domácí automatizace a zabezpečovací zařízení. Díky své flexibilitě a dostupnosti je základem pro projekty vyžadující více I/O rozhraní a analogově-digitální konverzi.

2. PIC18F4550

Tento mikrokontrolér je pozoruhodný svou 8bitovou architekturou s podporou USB 2.0, která zahrnuje vylepšenou paměť Flash o velikosti 32 kB a 13kanálový 10bitový ADC. Díky vestavěnému USB transceiveru je velmi vhodný pro vestavěné systémy založené na USB, jako jsou periferní řadiče a projekty protokolování dat. Podpora ICSP (In-Circuit Serial Programming) dále zvyšuje jeho použitelnost pro řadu aplikací.

3. PIC12F683

Kompaktní 8bitový mikrokontrolér PIC12F683 má 6 I/O pinů a 128 bajtů EEPROM. Integruje 10bitový ADC se 4 kanály a obsahuje režim spánku pro operace šetřící energii. Díky tomu je ideální pro systémy s nízkou spotřebou, včetně vzdálených senzorů a malých spotřebičů, kde je klíčový provoz na baterie.

4. PIC16F84A

Tento 8bitový mikrokontrolér, známý svou jednoduchostí, nabízí 13 I/O pinů, 68 bajtů RAM a 64 bajtů EEPROM. Díky malému tvaru a úspornému režimu spánku je oblíbený ve vzdělávacích projektech a malých automatizačních systémech. S 1024 slovy paměti Flash je zvláště užitečný pro účely učení a prototypování.

5. PIC32MX170F256

32bitový mikrokontrolér určený pro pokročilejší aplikace, nabízí 256 KB Flash paměti a pracuje na frekvenci 64 MHz. Díky tomu je vhodný pro úkoly vyžadující vyšší výpočetní výkon, jako je pokročilá robotika nebo zařízení internetu věcí (IoT). Zahrnuje také komunikační protokoly UART, SPI a I²C, což dále rozšiřuje jeho všestrannost.

6. PIC24FJ64GA002

Tento 16bitový mikrokontrolér je vybaven 64KB paměti Flash a vestavěnou podporou hodin reálného času spolu s 16kanálovým 10bitovým ADC. Často se používá v průmyslových řídicích systémech, záznamech dat v reálném čase a monitorovacích aplikacích, kde je nutné přesné měření času a zpracování dat.

7. PIC18F46K22

8bitový mikrokontrolér s 16 kanály 10bitového ADC a provozními režimy s nízkou spotřebou, PIC18F46K22 také obsahuje 64 kB paměti Flash a 5 modulů PWM. Díky svým schopnostem získávání dat a řízení motoru je ideální pro projekty založené na senzorech a automatizované řídicí systémy.

8. PIC18F25K22

S 28 I/O piny, 64 KB paměti Flash a 24 kanály 12bitového ADC vyniká tento 8bitový mikrokontrolér v rozhraní senzorů a v systémech monitorování v reálném čase. Díky režimům spánku s nízkou spotřebou je vhodný pro energeticky citlivé aplikace, jako je řízení motoru nebo vestavěná pole senzorů.

9. PIC12F629

Tento 8bitový mikrokontrolér má 8 pinů, z nichž 6 je konfigurovatelných I/O pinů. Obsahuje 128 bajtů EEPROM a režim spánku s nízkou spotřebou, díky čemuž je populární v automobilových systémech a jednoduchých průmyslových řídicích prostředích. Díky své malé velikosti a hospodárnosti se dobře hodí i pro základní spotřební elektroniku.

10. PIC18F87K22

Tento 64bitový mikrokontrolér pracující na frekvenci 8 MHz podporuje 24 analogových kanálů s 12bitovým ADC a pracuje v širokém rozsahu napětí 1.8 až 5.5 V. Často se používá v bateriově napájených zařízeních a průmyslových systémech, které vyžadují vedle energetické účinnosti vysoké možnosti zpracování.

11. PIC32MZ2048EFH144

Tento výkonný 32bitový mikrokontrolér je vybaven 2 MB paměti Flash a vestavěným kryptografickým jádrem pro bezpečné zpracování dat. Je vhodný pro špičkové aplikace IoT, zabezpečené sítě a multimediální systémy. Jeho pokročilé možnosti zpracování umožňují zpracovávat velké množství dat a bezpečnou komunikaci.

12. PIC18F14K50

Kompaktní 8bitový mikrokontrolér PIC18F14K50 integruje podporu USB 2.0 a 9kanálový 10bitový ADC, díky čemuž je vhodný pro uživatelská periferní zařízení USB, jako jsou zařízení s lidským rozhraním (HID) nebo dataloggery založené na USB.

13. PIC16F690

Tento 8bitový mikrokontrolér je dodáván s 20 I/O piny, 10bitovým ADC a funkcemi sériové komunikace, včetně podpory PWM. Díky snadné integraci je ideální pro projekty založené na senzorech a aplikace s nízkou spotřebou, jako je domácí automatizace a malá elektronika.

14. PIC12F675

Populární 8bitový mikrokontrolér se 6 piny GPIO, PIC12F675 nabízí 128 bajtů EEPROM a 10bitový ADC. Je široce používán v průmyslových systémech nižší třídy, kde architektura RISC zajišťuje efektivní zpracování jednoduchých úloh, jako je čtení dat ze senzorů a zpracování signálů.

15. PIC18F46K80

Tento 8bitový mikrokontrolér, navržený pro automobilové komunikační systémy, podporuje komunikaci CAN a technologii XLP (Extreme Low Power). Disponuje 32 kB paměti Flash, což z něj činí vhodnou volbu pro automobilové a průmyslové aplikace sběrnice CAN, kde je klíčová úspora energie.

16. PIC16F88

Tento 8bitový mikrokontrolér obsahuje vylepšenou technologii nanoWatt pro energeticky citlivé projekty. Díky 7KB paměti Flash a 16 I/O pinům je oblíbenou volbou pro zařízení napájená bateriemi a další nízkoenergetické systémy, jako jsou nositelná zařízení a vzdálené senzory.

17. PIC16F1829

Tento mikrokontrolér je navržen pro energeticky úsporné aplikace s technologií extrémně nízké spotřeby (XLP) a 16 MHz interním oscilátorem. Díky 32 kB paměti Flash a funkcím v reálném čase je ideální pro IoT a nositelné technologie, kde je zásadní dlouhá výdrž baterie.

18. PIC16F676

S 8 kanály 10bitového ADC, 128 bajty EEPROM a 8 I/O piny je PIC16F676 8bitový mikrokontrolér vhodný pro spotřební elektroniku, spotřebiče a průmyslové řídicí systémy, které vyžadují přesné analogově-digitální konverze.

19. PIC18F458

PIC18F458 nabízí 32 KB paměti Flash a schopnost vysokonapěťového záchytu spolu s integrovanou podporou sběrnice CAN. Často se používá v průmyslové automatizaci a automobilových systémech, kde jsou nezbytné robustní komunikační a řídicí systémy pro správu dat v reálném čase a diagnostiku systému.

20. PIC32MX250F128B

Tento 32bitový mikrokontrolér je vybaven 128KB paměti Flash a pracuje na frekvenci 40 MHz. Jeho integrované komunikační protokoly UART, SPI a I²C z něj dělají silného kandidáta pro vysoce výkonné vestavěné systémy, včetně lékařských zařízení a sofistikovaných průmyslových kontrolérů.

Každý z těchto mikrokontrolérů PIC přináší jedinečné funkce, ať už jde o výpočetní výkon, flexibilitu I/O nebo energetickou účinnost. Pokrývají širokou škálu aplikací od jednoduchých senzorových ovládacích prvků až po složité průmyslové systémy, což z nich činí univerzální komponenty pro inženýry a vývojáře napříč průmyslovými odvětvími.

Základní architektura mikrokontrolérů PIC

Pochopení struktury mikrokontroléru PIC je zásadní při výběru toho správného pro váš projekt. Mezi klíčové komponenty patří:

• CPU (Central Processing Unit): Stejně jako ostatní mikrokontroléry zpracovává CPU instrukce a zpracovává aritmetické/logické operace. Komunikuje s ostatními součástmi systému za účelem provádění úkolů.

• Paměť (programová a datová paměť): Mikrokontroléry PIC mají dva hlavní typy paměti:

  • Programová paměť ukládá kód, který mikrokontrolér vykonává.
  • Datová paměť (RAM) se stará o dočasné ukládání proměnných během provádění programu. EEPROM může být také k dispozici pro trvalé ukládání dat.

• I / O porty: Více portů umožňuje mikrokontroléru komunikovat s externími zařízeními. Počet a typ I/O pinů (jako jsou analogově-digitální převodníky) se u různých modelů PIC liší.

• Časovače a ADC (analogově digitální převodník): Časovače pomáhají spravovat časově závislé úlohy, zatímco ADC převádějí analogové signály na digitální, což je užitečné pro aplikace založené na senzorech.

• Oscilátor: Ovládá hodinovou frekvenci mikrokontroléru a definuje rychlost, se kterou pracuje.

• Komunikační rozhraní: Mikrokontroléry PIC podporují protokoly jako USART, SPI a I²C, což jim umožňuje propojení s jinými hardwarovými komponenty a senzory.

Výběr správného mikrokontroléru PIC

Při výběru mikrokontroléru PIC pro váš projekt zvažte následující faktory:

1. komunikační rozhraní: Ujistěte se, že mikrokontrolér podporuje komunikační protokoly (jako UART, I²C nebo SPI), které vaše periferní zařízení potřebují.
2. Provozní napětí: Vyberte si mikrokontrolér s vhodným provozním napětím, které odpovídá součástem ve vašem návrhu.
3. I/O piny: Ujistěte se, že máte dostatek univerzálních vstupně/výstupních (GPIO) pinů pro ovládání externích zařízení. Pokud váš projekt zahrnuje motory nebo senzory, zvažte počet pinů PWM a ADC.
4. Spotřeba energie: Pro bateriově napájené nebo energeticky citlivé aplikace se rozhodněte pro mikrokontroléry s technologií extrémně nízké spotřeby (XLP).
5. Stát: Porovnejte cenu různých mikrokontrolérů na základě funkcí, které nabízejí. Mnoho levných mikrokontrolérů PIC poskytuje dostatečný výkon pro jednoduché aplikace.

Programovací nástroje pro mikrokontroléry PIC

Při vývoji s mikrokontroléry PIC je výběr správných programovacích nástrojů zásadní pro zefektivnění procesu vývoje. Níže jsou uvedeny dva nejoblíbenější a nejpoužívanější nástroje pro programování mikrokontrolérů PIC.

1. MPLAB X IDE

MPLAB X IDE je oficiální integrované vývojové prostředí (IDE) poskytované Microchip Technology pro programování a ladění mikrokontrolérů PIC. Založený na platformě NetBeans s otevřeným zdrojovým kódem podporuje různé funkce, které pomáhají vývojářům vytvářet, sestavovat a ladit jejich kód.

Funkce:

• • Rozvržení s více okny pro organizaci komponent projektu.
  • Podporuje ladění, včetně kontroly proměnných v reálném čase a bodů přerušení kódu.
  • Simulace chování mikrokontroléru, která vám umožní otestovat váš program bez potřeby fyzického hardwaru.
  • Kompatibilita napříč platformami (podporuje Windows, macOS a Linux).
  • Integrovaná podpora pro různé kompilátory, jako jsou MPLAB XC8, XC16 a XC32, přizpůsobené pro různé rodiny mikrokontrolérů PIC.
  • Podporuje pluginy třetích stran pro další funkce.

MPLAB X IDE se dobře hodí pro vývojáře pracující s mikrokontroléry PIC, protože se bez problémů integruje s hardwarovými programátory a debuggery Microchip a poskytuje jednotné vývojové prostředí.

2. PICKIT4

PICKIT4 je velmi populární in-circuit debugger a programátor používaný k nahrávání kódu do mikrokontrolérů PIC. K počítači se připojuje přes USB a propojuje se s mikrokontrolérem pomocí jeho programovacích pinů. PICKIT4 je nástupcem dřívějšího PICKIT3 a přináší několik upgradů pro lepší výkon a uživatelskou zkušenost.

Funkce:

• • Vyšší rychlost programování a ladění ve srovnání s předchozími verzemi.
  • Podporuje širokou škálu mikrokontrolérů PIC, včetně novějších modelů.
  • Umožňuje uživatelům programovat mikrokontrolér přímo z MPLAB X IDE.
  • Vestavěný slot pro SD kartu pro ukládání firmwaru a souborů projektu.
  • Přenosný design, což z něj dělá praktický nástroj pro práci v terénu nebo programování na místě.

PICKIT4 zjednodušuje proces stahování firmwaru do mikrokontroléru a poskytuje funkce ladění, což umožňuje vývojářům řešit problémy a optimalizovat jejich kód přímo na hardwaru. Je to nezbytný nástroj pro prototypování i produkční prostředí.

Závěr

Mikrokontroléry PIC zůstanou v roce 2024 základním kamenem trhu vestavěných systémů a poskytují škálovatelná a energeticky účinná řešení pro širokou škálu aplikací. Ať už pracujete na malém DIY projektu nebo vyvíjíte komplexní průmyslový řídicí systém, mikrokontroléry PIC nabízejí všestrannost, cenovou dostupnost a snadné programování, díky čemuž jsou chytrou volbou pro začátečníky i zkušené vývojáře.

Jako přední výrobce PCB a PCBA nabízíme jednorázové elektronické služby, včetně nákupu komponent a přizpůsobených montážních řešení. Spojte se s námi a přiveďte své projekty k životu – od navrhování spolehlivých řešení IoT až po vytváření energeticky účinných vestavěných systémů. Se správným mikrokontrolérem PIC a našimi odbornými výrobními službami může váš projekt dosáhnout maximální efektivity, automatizace a nákladové efektivity přizpůsobené vašim konkrétním potřebám. Obraťte se na nás, abychom zefektivnili vaši další vývojovou cestu!