Les microcontrôleurs PIC (ou PICmicro dans la terminologie du fabricant) forment une famille de microcontrôleurs de la société . Ces microcontrôleurs sont dérivés du PIC1650 développé à l'origine par la division microélectronique de .

Le nom PIC n'est pas officiellement un acronyme, bien que la traduction en « » (« contrôleur d'interface périphérique ») soit généralement admise. Cependant, à l'époque du développement du PIC1650 par , PIC était un acronyme de « » ou « ».

vignette|200px|PIC 1655A. vignette|200px|Divers microcontrôleurs PIC. vignette|200px|PIC 16F684, 12F675 et 10F222.

Mise en œuvre vignette|Photo d'un PIC 16F877A (haut), d'un PIC 16F737 (gauche), et d'un PIC 16F747 (milieu), à côté d'une pièce d'un dime de dollar américain. Un microcontrôleur PIC est une unité de traitement et d’exécution de l'information à laquelle on a ajouté des périphériques internes permettant de réaliser des montages sans nécessiter l’ajout de composants annexes. Un microcontrôleur PIC peut donc fonctionner de façon autonome après programmation.

Les PIC intègrent une mémoire programme non volatile (FLASH), une mémoire de données volatile, une mémoire de donnée non volatile (E2PROM), des ports d'entrée-sortie (numériques, analogiques, MLI, UART, bus IC, , SPI), et même une horloge, bien que des bases de temps externes puissent être employées. Certains modèles disposent de ports et unités de traitement de l'USB et Ethernet.

Architecture Les PIC se conforment à l'architecture Harvard : ils possèdent une mémoire de programme et une mémoire de données séparées. La plupart des instructions occupent un mot de la mémoire de programme. La taille de ces mots dépend du modèle de PIC, tandis que la mémoire de données est organisée en octets.

Les PIC sont des processeurs dits RISC, c'est-à-dire des processeurs à jeu d’instructions réduit. Plus on réduit le nombre d’instructions, plus facile et plus rapide en est le décodage, et plus vite le composant fonctionne. Cependant, il faut plus d'instructions pour réaliser une opération complexe.

Le nombre de cycles d'horloge (Tosc) par cycle d'instruction (Tcy) dépend de l'architecture du PIC : Tcy=4*Tosc (), Tcy=2*Tosc (), Tcy=Tosc ().

Comme la plupart des instructions sont exécutées en un seul cycle, hormis les sauts, cela donne une puissance de l’ordre de par MHz (1 million d'instructions par seconde).

Les PIC peuvent être cadencés à 20/ (séries PIC12/PIC16/PIC16F1), 40/48/ (série PIC18/PIC18"J"/PIC18"K"), 80/100 (PIC32MX), 120/200 (PIC32MZ).

Programmation vignette|250px|Carte de développement de Microchip, pour microcontrôleurs PIC de 6, . Les PIC disposent de plusieurs technologies de mémoire de programme : flash, ROM, EPROM, EEPROM, UVPROM. Certains PIC (PIC18/24/32 et dsPIC33) permettent l'accès à la FLASH et à la externe.

La programmation du PIC peut se faire de différentes façons : par programmation en utilisant l'interface de programmation / debug universel ICSP de Microchip. Il suffit alors d'ajouter simplement un connecteur ICSP au microcontrôleur sur la carte fille pour permettre sa programmation une fois soudé ou sur son support (sans avoir besoin de le retirer). Il existe pour cela plusieurs solutions libres (logiciel + interface à faire soi-même) ou commerciales (par exemple : , ICD4 et de Microchip) ; par l'intermédiaire d'un programmateur dédié (par exemple : PM3,pour la production (Microchip).

Débogage Le débogage logiciel peut être réalisé de façon logicielle (simulateur) ou hardware (débogueur externe). Dans les deux cas, un environnement tel que MPLAB X peut être utilisé.

Plusieurs solutions existent pour déboguer un programme écrit pour un microcontrôleur PIC : simulateur (dans MPLAB X) ; débogueur via l'ICSP ; simulateur Proteus.

Familles de PIC vignette|250px|Quatre microcontrôleurs PIC de familles différentes : 18F, 16F, 12F et 10F.

Les modèles de PIC courants sont repérés par une référence de la forme : : famille du PIC (10, 12, 16, 18, 24, 32) ou dsPIC (30, 33) — très rares ont été également introduites PIC14 / PIC17 ; : type de mémoire de programme (C ou F). Le F indique en général qu'il s'agit d'une mémoire flash et donc effaçable électriquement. La lettre C indique en général que la mémoire ne peut être effacée que par exposition aux ultra-violets (exception pour le PIC16C84 qui utilise une mémoire EEPROM donc effaçable électriquement). Un L peut être ajouté devant pour indiquer qu'il s'agit d'un modèle basse tension (exemple : à si LF — à si F) ; un nombre de : modèle du PIC au sein de la famille. Toutefois il y a maintenant des exceptions : PIC18F25K20 ou PIC18F96J60 par exemple ; un groupe de lettres pour indiquer le boîtier et la gamme de température.

Par exemple, le PIC18LF4682-I/P est un microcontrôleur de la , basse tension (L), à mémoire flash (F), , gamme de température industrielle (I) et .

PIC (10 et 12) Ce sont des composants récents. Ils ont comme particularités d'être extrêmement petits (pour donner une idée, existe en à de moins de ), simples et économiques.

PIC16 Les PIC de la famille 16C ou 16F sont des composants de milieu de gamme. C'est la famille la plus riche en termes de dérivés.

La Famille 16F dispose dorénavant de trois sous-familles :

La sous-famille avec le cœur : instructions sur (PIC16Fxxx) ; La sous-famille avec le cœur : instructions sur (PIC16Fxxx) ; La sous-famille avec le cœur : instructions sur (PIC16F1xxx et PIC16F1xxxx) avec .

PIC16F1xxx : il s'agit d'une nouvelle famille (2009) créée spécifiquement pour permettre l'extension de la mémoire FLASH, de la mémoire RAM et l'ajout de périphériques, tout en gardant la compatibilité avec les cœurs et . L'ajout d'une quinzaine d'instructions orientée pour les compilateurs C permettent de diminuer de façon significative la taille du code généré (jusqu'à 40 % de moins que le cœur PIC16 ).

PIC18 Cette famille a un jeu d'instruction plus complet puisqu'il comprend quelque . Cette palette d'instructions étendue lui permet de faire fonctionner du code C compilé de manière nettement plus efficace que les familles précédentes.

Sur les dernières versions (sous-famille « K »), on peut les utiliser avec un quartz fonctionnant jusqu'à ().

Cette famille propose une multitude de dérivés intégrant l'USB, ETHERNET (MAC+PHY), le CAN, le CAN FD, le contrôleur des canaux de MLI dédiés au contrôle moteur.

PIC24 (F, H et E) Cette famille est sortie en 2004, 2011 pour les PIC24E. L'utilisation du C / C++ y est plus efficace que sur les familles précédentes, du fait de l'utilisation du format , du jeu d'instruction prévu en conséquence, et de la plus grande souplesse de la pile mappée dans la RAM.

Quelques caractéristiques à remarquer : programmable avec le compilateur MPLAB C30, dérivé de GNU Compiler Collection GCC)3.3 (toutes les familles de microcontrôleurs de chez Microchip peuvent être programmées avec ce compilateur) ; pour les PIC24F, pour les PIC24H et pour les PIC24E. ; d'horloge pour exécuter la plupart des instructions ; USB //OTG ; Quadruple UART ; Horloge / calendrier RTCC intégrée (PIC24F) ; (affectation dynamique des broches d' digitales aux périphériques par programmation) ; Contrôleur d'écran QVGA/ intégré (résolution couleur) ; dispose d'un port ; versions XLP () des PIC24F permettant d'avoir une très faible consommation ( horloge RTCC sous et pour le sous ).

PIC32MX

Introduits en , les PIC32MX sont des microcontrôleurs fonctionnant jusqu'à pour certains dérivés. Ils sont basés sur le cœur MIPS32 M4K (Architecture MIPS). L'architecture interne des PIC32 est basée sur le () permettant d'avoir jusqu'à simultanées. Les canaux de peuvent donc fonctionner en parallèle de l'exécution des instructions.

Ce cœur comporte des instructions et aussi (MIPS16e) qui peuvent être mélangées à volonté pour réduire la taille du code.

Une nouvelle sous-famille () intègre maintenant l'ETHERNET, l'USB HOST et 2 × contrôleurs CAN avec une FLASH de et une RAM de lui permettant de faire tourner simultanément plusieurs protocoles (USB / TCP/IP / OSEK).

PIC32MZ Introduits en , les PIC32MZ sont des microcontrôleurs fonctionnant jusqu'à . Ils sont basés sur le cœur MIPS32 M14K (Architecture MIPS).

La mémoire FLASH a été étendue jusqu'à et la mémoire RAM jusqu'à .

La plateforme logicielle gratuite MPLAB gère désormais tous les PIC32 et intègre toutes les librairies : TCP/IP, USB, , , WiFi, .

dsPIC (30, 33F, 33E, 33CH - double cœur et 33CK - simple cœur) Le dsPIC () est adapté aux applications de traitement du signal et peut donc remplacer un DSP de type entier.

L'unité DSP est accessible avec des instructions supplémentaires. Elle permet par exemple de faire du contrôle vectoriel de moteur (transformées de Park et de Clarke), de la FFT , des filtres de type IIR/FIR. Microchip propose également des pour MATLAB Simulink permettant de générer du code pour tous les périphériques des dsPIC30 et dsPIC33.

En 2011, Microchip introduit les dsPIC33E qui ont notamment une puissance calcul pouvant aller jusqu'à . (millions d'instructions par seconde).

En 2019, les nouveaux dsPIC33CH (double cœur) et les dsPIC33CK (simple cœur) permettent d'améliorer encore la performance tout en gardant la compatibilité. Grâce à la nouvelle unité de PWM, la résolution est désormais de .

Différents programmateurs de PIC

, et ICD2, ICD3 et ICD4 MPLAB® Snap In-Circuit

PM3 (programmateur pour la production) SoftLog : programmateurs pour la production y compris en parallèle (gang programmer)

Boîtiers Une grande variété de technologies de boîtiers existent en fonction des familles : de 6 (SOT6) à .

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes Microchip PIC de la famille 16Cxxx/16Fxxx v:Kidule Ascenseur un cours de programmation sur base PIC 18F2550 sur Wikiversité.

Liens externes GNU PIC

Catégorie:Microcontrôleur