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PIC-Mikrocontroller

4 Erweiterbarkeit der Funktionalität von PIC-Mikrocontrollern


In unserem PIC-Mikrocontrollerprojekt haben wir in den ersten drei Kapiteln dieses shortcuts die Grundfunktionalität in Hard- und Software umgesetzt. Mit Sicherheit entsteht nach einiger Zeit jedoch ein Bedarf an Erweiterungen und Anpassungen. Dann kommen die Vorzüge moderner Mikrocontrollersysteme zum Tragen. Oft sind nicht einmal Änderungen an der Schaltung notwendig, sofern diese ausreichend flexibel gestaltet ist.

Die Vorteile des Einsatzes programmierbarer Hardware liegen in deren Anpassbarkeit. Lassen sich die Erweiterungen mit der bereits aufgebauten Schaltung umsetzen, ist eine Anpassung sehr einfach und kostengünstig. Sie beschränkt sich auf ein Update der Software (Firmwareupdate). Etwas umfangreichere Erweiterungen erfordern ggf. Anpassungen in der Hardware. Dabei steht die Beschaltung der I/O-Pins im Fokus, denn hierüber läuft die Kommunikation des Mikrocontrollers mit seiner Umwelt. Dieses vierte Kapitel beschäftigt sich im Einzelnen mit den folgenden Themen:

  • Anpassung durch Softwareupdate
  • Funktionserweiterung mittels Hard- und Software
  • Varianten der I/O-Beschaltung

Anpassung durch Softwareupdate

Viele Funktionserweiterungen, Anpassungen, Verbesserungen und auch Fehlerkorrekturen können vorgenommen werden, ohne in die bestehende Hardware einzugreifen: Ein Update der Software genügt. Man hat entweder beim Design das direkte „Flashen“ der Software über die vom Mikrocontroller angebotene Schnittstelle vorgesehen, also das In Circuit Serial Programming (ICSP), oder der Mikrocontroller sollte möglichst frei zugänglich auf der Platine platziert werden. Bei Verwendung von ICSP könnte eine nach außen hin zugängliche Schnittstelle am Endgerät angebracht werden (zum Beispiel ein Mini-USB-Anschluss). Über diese Schnittstelle kann im Bedarfsfall das Update der Firmware erledigt werden. Dazu erfolgt eine Koppelung an das Entwicklungsboard und darüber an den PC. So kann der Mikrocontroller in der eigenen Hardware programmiert werden – eine sehr komfortable Angelegenheit. Die Alternative: Der Mikrocontroller kann leicht zum Programmieren aus der Schaltung entnommen werden. Die Programmierung erfolgt in diesem Fall im Entwicklungsboard. Dazu ist es notwendig, für den Controller einen Sockel vorzusehen. Der Controller kann dann aus dem Sockel leicht entnommen und wieder eingesteckt werden. Bei einem 40-poligen IC (wie dem PIC 16F887) ist hier größte Sorgfalt angebracht, damit keine Anschlüsse beschädigt werden. In einem ersten Entwurf der Platine wurde der...

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