Microchip PIC16F17576 : ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8 บิต ราคาประหยัดและใช้พลังงานต่ำ สำหรับเซนเซอร์แอนะล็อก

Microchip PIC16F17576 เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ (MCU) 8 บิตได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้งานร่วมกับเซนเซอร์แอนะล็อกที่มีต้นทุนต่ำและใช้พลังงานต่ำ โดยภายในรวมวงจรเปรียบเทียบแรงดัน (comparator) และวงจรอ้างอิงแรงดัน (voltage reference) ที่ใช้พลังงานต่ำ ซึ่งสามารถทำงานได้แม้ในขณะที่แกนประมวลผลของ MCU อยู่ในโหมดสลีป โดยใช้กระแสไฟน้อยกว่า 3.0 ไมโครแอมป์ในระหว่างการวัดค่าแบบแอนะล็อก

ไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC16F17576 มาพร้อมกับวงจรขยายสัญญาณ (op amp) สูงสุด 4 ตัว ซึ่งสามารถควบคุมระดับขยายสัญญาณได้ผ่านซอฟต์แวร์ และมี ADC แบบแยกสัญญาณ (differential) ความละเอียด 12 บิต พร้อมฟังก์ชันเฉลี่ยผลแบบอัตโนมัติ การใช้งานหลัก ได้แก่ การวัดแรงสั่นสะเทือนและความเครียดทางกล, การวัดอัตราการไหล, การตรวจจับก๊าซ, การติดตามสินค้าควบคุมอุณหภูมิ และการตรวจจับการเคลื่อนไหว

สเปคของ PIC16F17576 :

• Core – สถาปัตยกรรม RISC ที่ปรับแต่งสำหรับ C Compiler @ 32 MHz
• หน่วยความจำและที่เก็บข้อมูล
  • SRAM สูงสุดสำหรับข้อมูล 2 KB
  • Flash สำหรับโปรแกรม สูงสุด 28 KB
  • EEPROM สำหรับข้อมูล สูงสุด 256 ไบต์
  • รองรับการป้องกันโค้ดแบบกำหนดเอง และการป้องกันการเขียน
• วงจร Digital Peripherals
  • 2x โมดูล Capture/Compare/PWM (CCP)  (16-bit สำหรับโหมด Capture/Compare และ 10-bit สำหรับ PWM)
  • 2x 16-bit PWM
  • 4x Configurable Logic Cells (CLC)
  • 1x Complimentary Waveform Generator (CWG):
  • Configurable 8/16-Bit timer (TMR0)
  • 2x 16-bit timers (TMR1/3) พร้อมการควบคุม Gate
  • สูงสุด 3x 8-bit Timers (TMR2/4/6) พร้อม Hardware Limit Timer (HLT)
  • Numerically Controlled Oscillator – Input clock สูงสุด 64 MHz
  • Programmable CRC พร้อมการสแกนหน่วยความจำ
  • 2x Enhanced Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitters (EUSART); RS-232, RS-485, LIN compatible
  • 2x Host Synchronous Serial Ports (MSSP) สำหรับ SPI หรือ I2C
  • Peripheral Pin Select (PPS) สำหรับกำหนดฟังก์ชันของขา digital I/O
  • สูงสุด 35x I/O pins
  • 1x input pin เท่านั้น
  • 1x External Interrupt pin
• วงจร Analog Peripherals
  • Differential Analog-to-Digital Converter พร้อม Computation (ADCC) พร้อม ความละเอียด 12-bit, อัตราการสุ่มตัวอย่างสูงสุด 300 ksps, รองรับช่องสัญญาณภายนอกสูงสุด 35 ช่อง และภายใน 7 ช่อง
  • 2x 10-bit Digital-to-Analog Converters (DAC)
  • 2x Comparators (CMP):  1x High-Speed Comparator (CMP1) พร้อมตอบสนอง (response time) 50ns , 1x Low-Power Comparator (CMPLP1):
  • สูงสุด 4x operational amplifiers
  • 2x Fixed Voltage References (FVR) – เลือกระดับเอาต์พุตได้ที่ 1.024V, 2.048V และ 4.096V
  • Low Power Voltage Reference (VREFLP) – เอาต์พุตที่ 1.024V พร้อม DAC ขนาด 6 บิตในตัว
• Clocks
  • High-Precision Internal Oscillator Block (HFINTOSC) สูงสุด 32 MHz:
  • Internal 31 kHz Oscillator (LFINTOSC)
  • External 32 kHz Secondary Oscillator (SOSC)
  • External High-Frequency Clock Input:
    • 3x โหมด Crystal/Resonator
    • 2x โหมด External Clock (EC) Power
  • 4x PLL สำหรับแหล่งสัญญาณภายนอก
  • Fail-Safe Clock Monitor
  • Oscillator Start-up Timer (OST)
• การโปรแกรม/ดีบัก
  • 2-pin In-Circuit Serial Programming (ICSP)
  • 2-pin In-Circuit Debug (ICD) พร้อม 3x breakpoints
• อื่น ๆ
  • Low-Current Power-on Reset (POR)
  • Configurable Power-up Timer (PWRT)
  • Brown-out Reset (BOR)
  • Low-Power Brown-out Reset (LPBOR)
  • Windowed Watchdog Timer (WWDT)
• แรงดันไฟเลี้ยง – 1.8V to 5.5V
• โหมดประหยัดพลังงานและคุณสมบัติ
  • Doze – CPU และ Peripherals รันด้วยอัตราสัญญาณนาฬิกาที่ต่างกัน
  • Idle – หยุด CPU แต่ Peripherals ยังทำงาน
  • Sleep – ช้พลังงานต่ำสุด เหมาะสำหรับการวัดค่า ADC โดยมีสัญญาณรบกวนต่ำ
    • ใช้พลังงานน้อยกว่า 900 nA ที่ 3V/25°C (เมื่อเปิด WDT)
    • ใช้น้อยกว่า 600 nA ที่ 3V/25°C (เมื่อปิด WDT)
  • Peripheral Module Disable (PMD) – ปิดใช้งานฮาร์ดแวร์เฉพาะเพื่อลดพลังงาน
  • Analog Peripheral Manager – เปิด/ปิดเพอริเฟอรัลแอนะล็อกตามการใช้งาน
  • การใช้พลังงานขณะทำงาน
    • 48 µA โดยเฉลี่ย @ 32 kHz, 3V/25°C
    • น้อยกว่า 1 mA โดยเฉลี่ย @ 4 MHz, 5V/25°C
• แพ็คเกจ – 28-pin SPDIP, 28-pin SSOP, 28-pin VQFN, 40-pin PDIP, 40-pin QFN และ 44-pin TQFP
• ช่วงอุณหภูมิ
  • อุตสาหกรรม: -40°C to 85°C
  • ระดับขยาย (Extended): -40°C to 125°C

มีอุปกรณ์ทั้งหมด 12 รุ่นในตระกูล PIC16F17576 ซึ่งแตกต่างกันในด้าน RAM, หน่วยความจำแฟลช, จำนวนขา I/O, จำนวน ADC, op amp, ตัวนับเวลา (timers) และอื่นๆ

ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูล PIC16F17576 รองรับการพัฒนาโดยใช้ MPLAB X IDE และ MPLAB Code Configurator (MCC) ซึ่งช่วยให้นักพัฒนาสามารถจัดการการทำงานของ Analog Peripheral Manager (APM) และอุปกรณ์อนาล็อกอื่น ๆ ได้อย่างสะดวก วิธีที่ง่ายที่สุดในการเริ่มต้นใช้งานคือการใช้บอร์ดทดลอง Microchip PIC16F17576 Curiosity Nano evaluation kit (EV14L29A) ซึ่งมาพร้อมกับไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC16F17576 ที่มีหน่วยความจำแฟลชขนาด 28KB และ SRAM ขนาด 2KB, ปุ่มกด (User Switch) สำหรับใช้งานทั่วไปล ไฟ LED สำหรับผู้ใช้, วงจรดีบักในตัว พร้อมช่อง Logic Analyzer (DGI GPIO) 2 ช่อง, พอร์ต USB-C สำหรับเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์

Microchip กล่าวว่าไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC16F17576 พร้อมจำหน่ายแล้ว โดยมีราคาเริ่มต้นที่ 57 เซนต์ (~19฿) ต่อชิ้นในปริมาณ 10,000 หน่วย และบอร์ดพัฒนา Curiosity มีราคาอยู่ที่ $9.99(~300฿) สามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้จากหน้าผลิตภัณฑ์ และ ข่าวประชาสัมพันธ์

แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : Microchip launches low-cost, low-power PIC16F17576 8-bit microcontrollers for analog sensors

Suthinee Kerdkaew

บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT