Làm thế nào bất cứ ai cũng có thể sử dụng một vi điều khiển chỉ có 384 byte bộ nhớ chương trình?

Ví dụ: PIC10F200T

Hầu như bất kỳ mã nào bạn viết sẽ lớn hơn thế, trừ khi đó là một chip mục đích duy nhất. Có cách nào để tải thêm bộ nhớ chương trình từ bộ nhớ ngoài hay không? Tôi chỉ tò mò, tôi không thấy làm thế nào điều này có thể rất hữu ích ... nhưng nó phải như vậy.

Các em, hãy ra khỏi bãi cỏ của tôi!

384 byte có nhiều không gian để tạo ra thứ gì đó khá phức tạp trong trình biên dịch chương trình.

Nếu bạn tìm hiểu lại lịch sử cho đến khi máy tính có kích thước của một căn phòng, bạn sẽ tìm thấy một số kỳ công nghệ thuật thực sự tuyệt vời được thực hiện trong <1k.

Ví dụ, đọc Câu chuyện kinh điển của Mel - Một lập trình viên thực sự . Phải thừa nhận rằng, những kẻ đó có 4096 từ để ghi nhớ, những kẻ ngoại đạo suy đồi.

Ngoài ra, hãy xem một số cuộc thi demoscene cũ trong đó thử thách là điều chỉnh "phần giới thiệu" vào phần mềm khởi động của đĩa mềm, mục tiêu điển hình là 4k hoặc 40k và thường quản lý để bao gồm âm nhạc và hoạt hình.

Chỉnh sửa để thêm : Hóa ra bạn có thể triển khai máy tính khoa học 100 đô la đầu tiên trên thế giới trong 320 từ.

Chỉnh sửa cho giới trẻ 'uns:

• Đĩa mềm = đĩa mềm.
• Bootblock = khu vực đầu tiên của đĩa mềm đọc khi khởi động.
• Demoscene = các cuộc thi lập trình giữa các nhóm hacker.
• Trình biên dịch = cách lập trình ưa thích của một thiết bị nếu bạn quá mềm để sử dụng 8 công tắc bật tắt và nút "lưu trữ".

Vi điều khiển đủ rẻ đến mức chúng thường được sử dụng để làm những việc thực sự đơn giản mà trong những năm qua nhiều khả năng sẽ được thực hiện với logic rời rạc. Những điều thực sự đơn giản. Ví dụ, người ta có thể muốn một thiết bị bật đầu ra trong một giây cứ sau 5 giây, chính xác hơn là có thể thực hiện được một bộ đếm thời gian 555.

  movwf OSCCON
mainLp:
  ; Set output low
  clrf  GPIO
  movlw 0xFE
  movwf TRIS
  clrwdt
  call  Wait1Sec
  clrwdt
  call  Wait1Sec
  clrwdt
  call  Wait1Sec
  clrwdt
  call  Wait1Sec
  ; Set output high
  bsf   GPIO,0
  clrwdt
  call  Wait1Sec
  goto  mainLp
Wait1Sec:
  movlw 6
  movwf count2
  movlw 23
  movwf count1
  movlw 17
  movwf count0
waitLp:
  decfsz count0
   goto   waitLp
  decfsz count1
   goto   waitLp
  decfsz count2
   goto   waitLp
  retlw  0

Đó sẽ là một ứng dụng thực tế, có thể sử dụng được, với ít hơn 32 từ (48 byte) không gian mã. Người ta có thể dễ dàng thêm một vài tùy chọn để có một số tùy chọn điều khiển thời gian chân I / O và vẫn còn nhiều chỗ trống, nhưng ngay cả khi tất cả các con chip đã làm chính xác những gì được hiển thị ở trên, nó vẫn có thể rẻ hơn và dễ dàng hơn bất kỳ thay thế nào sử dụng rời rạc logic VCL. BTW, các clrwdthướng dẫn có thể được chuyển vào chương trình con, nhưng làm như vậy sẽ khiến mọi thứ trở nên kém mạnh mẽ hơn. Như đã viết, ngay cả khi trục trặc khiến ngăn xếp địa chỉ trả về bị hỏng, bộ giám sát sẽ không được cung cấp cho đến khi thực thi trở lại vòng lặp chính. Nếu điều đó không bao giờ xảy ra, cơ quan giám sát sẽ thiết lập lại chip sau vài giây.

"CHỈ" 384 byte?

Quay trở lại vào ban ngày, tôi có công việc viết toàn bộ hệ điều hành (một mình) cho một máy tính chuyên dụng phục vụ cho ngành công nghiệp quản lý tàu, đường ống và nhà máy lọc dầu. Sản phẩm đầu tiên của công ty là 6800 dựa trên và đang được nâng cấp lên 6809 và họ muốn có một hệ điều hành mới đi cùng với 6809 để họ có thể loại bỏ chi phí cấp phép của hệ điều hành gốc. Họ cũng đã tăng kích thước của rom boot lên 64 byte, tăng từ 32. Nếu tôi nhớ lại chính xác - đó là khoảng 33 năm trước! - Tôi đã thuyết phục các kỹ sư cung cấp cho tôi 128 byte để tôi có thể đưa trình điều khiển thiết bị của toàn bộ hệ điều hành lên rom và do đó làm cho toàn bộ thiết bị trở nên đáng tin cậy và linh hoạt hơn. Cái này bao gồm:

• Trình điều khiển bàn phím với phím gỡ lỗi
• Trình điều khiển video
• Trình điều khiển ổ đĩa và hệ thống tệp thô sơ (Motorola "định dạng abloader", IIRC), với khả năng tích hợp để xử lý bộ nhớ "đánh dấu" như thể nó là không gian đĩa rất nhanh.
• Trình điều khiển Modem (họ có FSK ngược, vì vậy các modem này chỉ nói chuyện với nhau)

Vâng, tất cả những thứ này đều như xương trần, và được tối ưu hóa bằng tay để loại bỏ mọi chu kỳ ngoại lai, nhưng hoàn toàn có thể phục vụ và đáng tin cậy. Có, tôi đã chuyển tất cả các byte đó vào các byte có sẵn - ồ, nó CSONG thiết lập xử lý ngắt, các ngăn xếp khác nhau và khởi tạo hệ điều hành thời gian thực / đa tác vụ, nhắc người dùng về các tùy chọn khởi động và khởi động hệ thống.

Một người bạn của tôi vẫn còn liên kết với công ty (người kế nhiệm của nó) đã nói với tôi vài năm trước rằng mã của tôi vẫn đang phục vụ!

Bạn có thể thực hiện RẤT NHIỀU với 384 byte ...

Bạn có thể sử dụng điều này cho các ứng dụng rất nhỏ (ví dụ: khởi động PSU bị trì hoãn , thay thế bộ hẹn giờ 555 , điều khiển dựa trên triac , nhấp nháy LED, v.v.) với dấu chân nhỏ hơn bạn cần với cổng logic hoặc bộ hẹn giờ 555.

Tôi đã thiết kế một cảm biến độ ẩm cho các nhà máy theo dõi lượng nước mà cây có và nhấp nháy đèn LED nếu cây cần nước. Bạn có thể làm cho cảm biến tìm hiểu loại cây và do đó thay đổi cài đặt của nó trong khi chạy. Nó phát hiện điện áp thấp trên pin. Tôi đã hết flash và ram nhưng đã có thể viết mọi thứ bằng mã C để làm cho sản phẩm này hoạt động hoàn hảo.

Tôi đã sử dụng pic10f mà bạn đề cập.

Đây là mã tôi đã tạo cho Bộ cảm biến nước thực vật của mình. Tôi đã sử dụng pic10f220 vì nó có mô-đun ADC, nó có cùng bộ nhớ với pic10f200, tôi sẽ cố gắng tìm sơ đồ vào ngày mai.

Mã này bằng tiếng Tây Ban Nha, nhưng nó rất đơn giản và nên dễ hiểu. Khi Pic10F thức dậy từ chế độ ngủ, nó sẽ thiết lập lại để bạn phải kiểm tra xem đó là PowerUp hay thiết lập lại và hành động tương ứng. Các thiết lập nhà máy được giữ trong ram vì nó không bao giờ thực sự tắt.

C CHÍNH

/*
Author: woziX (AML)

Feel free to use the code as you wish. 
*/

#include "main.h"

void main(void) 
{  
    unsigned char Humedad_Ref;
    unsigned char Ciclos;
    unsigned char Bateria_Baja;
    unsigned char Humedad_Ref_Bkp;

    OSCCAL &= 0xfe;             //Solo borramos el primer bit
    WDT_POST64();                   //1s
    ADCON0 = 0b01000000;
    LEDOFF();
    TRIS_LEDOFF(); 

    for(;;) 
    {  
        //Se checa si es la primera vez que arranca
        if(FIRST_RUN())
        {
            Ciclos = 0;
            Humedad_Ref = 0;
            Bateria_Baja = 0;
        }

        //Checamos el nivel de la bateria cuando arranca por primera vez y cada 255 ciclos.
        if(Ciclos == 0)
        {
            if(Bateria_Baja)
            {
                Bateria_Baja--;
                Blink(2);
                WDT_POST128();
                SLEEP();
            }       

            if(BateriaBaja())
            {
                Bateria_Baja = 100;     //Vamos a parpadear doble por 100 ciclos de 2 segundos
                SLEEP();
            }
            Ciclos = 255;
        }   

        //Checamos si el boton esta picado
        if(Boton_Picado)
        {
            WDT_POST128();
            CLRWDT();
            TRIS_LEDON(); 
            LEDON();
            __delay_ms(1000);   
            TRIS_ADOFF();
            Humedad_Ref = Humedad();
            Humedad_Ref_Bkp = Humedad_Ref;
        }   

        //Checamos si esta calibrado. Esta calibrado si Humedad_Ref es mayor a cero
        if( (!Humedad_Ref) || (Humedad_Ref != Humedad_Ref_Bkp) )
        {
            //No esta calibrado, hacer blink y dormir
            Blink(3);
            SLEEP();
        }   

        //Checamos que Humedad_Ref sea mayor o igual a 4 antes de restarle 
        if(Humedad_Ref <= (255 - Offset_Muy_Seca))
        {
            if(Humedad() > (Humedad_Ref + Offset_Muy_Seca)) //planta casi seca
            {
                Blink(1);
                WDT_POST32();
                SLEEP();    
            }       
        }

        if(Humedad() >= (Humedad_Ref))  //planta seca
        {
            Blink(1);
            WDT_POST64();
            SLEEP();    
        }   

        if(Humedad_Ref >= Offset_Casi_Seca )
        {
            //Si Humedad_Ref es menor a Humedad, entonces la tierra esta seca. 
            if(Humedad() > (Humedad_Ref - Offset_Casi_Seca))  //Planta muy seca
            {
                Blink(1);
                WDT_POST128();
                SLEEP();    
            }
        }

        SLEEP();
    }  
} 

unsigned char Humedad (void)
{
    LEDOFF();
    TRIS_ADON();
    ADON();
    ADCON0_CH0_ADON();
    __delay_us(12); 
    GO_nDONE = 1;
    while(GO_nDONE);
    TRIS_ADOFF();
    ADCON0_CH0_ADOFF();
    return ADRES;
}   

//Regresa 1 si la bateria esta baja (fijado por el define LOWBAT)
//Regresa 0 si la bateria no esta baja
unsigned char BateriaBaja (void)
{
    LEDON();                
    TRIS_ADLEDON();
    ADON();
    ADCON0_ABSREF_ADON();
    __delay_us(150);        //Delay largo para que se baje el voltaje de la bateria 
    GO_nDONE = 1;
    while(GO_nDONE);
    TRIS_ADOFF();
    LEDOFF();
    ADCON0_ABSREF_ADOFF();  
    return (ADRES > LOWBAT ? 1 : 0);
}   

void Blink(unsigned char veces)
{
    while(veces)
    {
        veces--;
        WDT_POST64();
        TRIS_LEDON(); 
        CLRWDT();
        LEDON();
        __delay_ms(18); 
        LEDOFF();
        TRIS_ADOFF();
        if(veces)__delay_ms(320);   
    }   
}   

CHÍNH H.H

/*
Author: woziX (AML)

Feel free to use the code as you wish. 
*/

#ifndef MAIN_H
#define MAIN_H

#include <htc.h>
#include <pic.h>

 __CONFIG (MCPU_OFF  & WDTE_ON & CP_OFF & MCLRE_OFF & IOSCFS_4MHZ ); 

#define _XTAL_FREQ              4000000
#define TRIS_ADON()             TRIS = 0b1101
#define TRIS_ADOFF()            TRIS = 0b1111
#define TRIS_LEDON()            TRIS = 0b1011
#define TRIS_LEDOFF()           TRIS = 0b1111
#define TRIS_ADLEDON()          TRIS = 0b1001


#define ADCON0_CH0_ADON()          ADCON0 = 0b01000001;     // Canal 0 sin ADON
#define ADCON0_CH0_ADOFF()       ADCON0 = 0b01000000;       // Canal 0 con adON
#define ADCON0_ABSREF_ADOFF()    ADCON0 = 0b01001100;       //Referencia interna absoluta sin ADON
#define ADCON0_ABSREF_ADON()     ADCON0 = 0b01001101;       //referencia interna absoluta con ADON

//Llamar a WDT_POST() tambien cambia las otras configuracion de OPTION
#define WDT_POST1()   OPTION = 0b11001000
#define WDT_POST2()   OPTION = 0b11001001
#define WDT_POST4()   OPTION = 0b11001010
#define WDT_POST8()   OPTION = 0b11001011
#define WDT_POST16()  OPTION = 0b11001100
#define WDT_POST32()  OPTION = 0b11001101
#define WDT_POST64()  OPTION = 0b11001110
#define WDT_POST128() OPTION = 0b11001111

#define Boton_Picado    !GP3
#define FIRST_RUN()     (STATUS & 0x10) //Solo tomamos el bit TO

//Offsets
#define Offset_Casi_Seca  5
#define Offset_Muy_Seca   5

 //Low Bat Threshold
#define LOWBAT                    73
/*
Los siguientes valores son aproximados
LOWBAT  VDD
50      3.07
51      3.01
52      2.95
53      2.90
54      2.84
55      2.79
56      2.74
57      2.69
58      2.65
59      2.60
60      2.56
61      2.52
62      2.48
63      2.44
64      2.40
65      2.36
66      2.33
67      2.29
68      2.26
69      2.23
70      2.19
71      2.16
72      2.13
73      2.10
74      2.08
75      2.05
76      2.02
77      1.99
78      1.97
*/


#define LEDON()                 GP2 = 0; //GPIO = GPIO & 0b1011
#define LEDOFF()                GP2 = 1; //GPIO = GPIO | 0b0100
#define ADON()                  GP1 = 0; //GPIO = GPIO & 0b1101
#define ADOFF()                 GP1 = 1; //GPIO = GPIO | 0b0010

unsigned char Humedad (void);
unsigned char BateriaBaja (void);
void Delay_Parpadeo(void);
void Blink(unsigned char veces);

#endif

Hãy cho tôi biết nếu bạn có câu hỏi, tôi sẽ cố gắng trả lời dựa trên những gì tôi nhớ. Tôi đã mã hóa điều này vài năm trước để không kiểm tra kỹ năng mã hóa của mình, chúng đã được cải thiện :).

Lưu ý cuối cùng. Tôi đã sử dụng trình biên dịch Hi-Tech C.

Một điều mà tôi chưa từng thấy đề cập: Bộ vi điều khiển mà bạn đề cập chỉ có 0,34 đô la mỗi chiếc với số lượng 100. Vì vậy, đối với các sản phẩm sản xuất hàng loạt giá rẻ, có thể có ý nghĩa đối với sự cố mã hóa thêm do một đơn vị hạn chế như vậy. Điều tương tự có thể áp dụng cho kích thước hoặc tiêu thụ năng lượng.

Khi tôi học cấp ba, tôi có một giáo viên khăng khăng rằng làm mờ ánh sáng là một nhiệm vụ quá khó đối với một học sinh như tôi để giải quyết.

Do đó, tôi đã dành khá nhiều thời gian để tìm hiểu và hiểu về việc làm mờ ánh sáng theo pha bằng cách sử dụng triacs và lập trình 16C84 từ vi mạch để thực hiện chiến công này. Tôi đã kết thúc với mã lắp ráp này:

'Timing info:
'There are 120 half-cycles in a 60Hz AC waveform
'We want to be able to trigger a triac at any of 256 
'points inside each half-cycle.  So:
'1 Half cycle takes 8 1/3 mS
'1/256 of one half cycle takes about 32.6uS
'The Pause function here waits (34 * 0xD)uS, plus 3uS overhead
'Overhead includes CALL PAUSE.
'This was originally assembled using Parallax's "8051 style" 
'assembler, and was not optimized any further.  I suppose
'it could be modified to be closer to 32 or 33uS, but it is
'sufficient for my testing purposes.

list 16c84

    movlw   0xFD     '11111101
    tris    0x5      'Port A
    movlw   0xFF     '11111111
    tris    0x6      'Port B
WaitLow:             'Wait for zero-crossing start
    btfss   0x5,0x0  'Port A, Bit 1
    goto    WaitLow  'If high, goto WaitLow
WaitHigh:            'Wait for end of Zero Crossing
    btfsc   0x5,0x0  'Port A, Bit 1
    goto    WaitHigh 'If low, goto waitHigh
    call    Pause    'Wait for 0xD * 34 + 3 uS
    bcf     0x5,0x1  'Put Low on port A, Bit 1
    movlw   0x3      'Put 3 into W
    movwf   0xD      'Put W into 0xD
    call    Pause    'Call Pause, 105 uS
    bsf     0x5,0x1  'Put High on Port A, Bit 1
    decf    0xE      'Decrement E
    movf    0x6,W    'Copy Port B to W
    movwf   0xD      'Copy W to 0xD
    goto    Start    'Wait for zero Crossing
Pause:               'This pauses for 0xD * 34 + 3 Micro Seconds
                     'Our goal is approx. 32 uS per 0xD
                     'But this is close enough for testing
    movlw   0xA      'Move 10 to W
    movwf   0xC      'Move W to 0xC
Label1:
    decfsz  0xC      'Decrement C
    goto    Label1   'If C is not zero, goto Label1
    decfsz  0xD      'Decrement D
    goto    Pause    'If D is not zero, goto Pause
    return           'Return

Tất nhiên, bạn cần sửa đổi điều này cho chip mà bạn đề cập và có thể thêm một thói quen nối tiếp giá rẻ cho đầu vào vì chip của bạn không có cổng rộng 8 bit để nghe, nhưng ý tưởng là một công việc có vẻ phức tạp có thể được thực hiện với rất ít mã - bạn có thể ghép mười bản sao của chương trình trên vào 10F200.

Bạn có thể tìm thêm thông tin dự án trên trang Light Dinkle của tôi . Ngẫu nhiên tôi chưa bao giờ trình bày điều này với giáo viên của mình, nhưng cuối cùng lại làm một số giàn đèn cho người bạn DJ của tôi.

Chà, nhiều năm trước tôi đã viết một bộ điều khiển nhiệt độ với I / O nối tiếp (đập vào I / O nối tiếp vì MCU không có UART) và một trình thông dịch lệnh đơn giản để nói chuyện với bộ điều khiển. MCU là một chiếc Motorola (nay là Freescale) MC68HC705K1 có bộ nhớ chương trình 504 byte (OTPROM) và khoảng 32 byte RAM. Không ít như PIC bạn tham khảo, nhưng tôi nhớ có một số ROM còn sót lại. Tôi vẫn còn một vài đơn vị lắp ráp còn lại, 17 năm sau; muốn mua một cái không?

Vì vậy, yeah, nó có thể được thực hiện, ít nhất là trong lắp ráp.

Trong mọi trường hợp, gần đây tôi đã viết các chương trình C rất đơn giản có thể phù hợp với 384 byte khi được tối ưu hóa. Không phải mọi thứ đều yêu cầu phần mềm lớn, phức tạp.

Bạn có thể viết một đèn LED nhấp nháy với bộ nhớ chương trình 384 byte và hơn thế nữa.

Theo tôi biết, không thể mở rộng bộ nhớ chương trình bằng chip ngoài (trừ khi bạn đang xây dựng trình thông dịch ASM đầy đủ trong 384 byte , sẽ chậm). Có thể mở rộng bộ nhớ dữ liệu bằng chip ngoài (EEPROM, SRAM).

Nó thực sự tồi tệ hơn bạn nghĩ. Trang Mouser được liên kết của bạn gây nhầm lẫn khi nó chỉ định bộ xử lý này có 384 byte bộ nhớ chương trình. Các PIC10F200 thực sự có 256 12-bit từ bộ nhớ chương trình.

Vì vậy, bạn có thể làm gì với điều đó? Tập lệnh PIC 12 bit được các thiết bị PIC10F20 x sử dụng là tất cả các hướng dẫn một từ, vì vậy sau khi bạn trừ một vài hướng dẫn để thiết lập bộ xử lý, bạn sẽ có đủ không gian cho một chương trình khoảng 250 bước. Thế là đủ cho rất nhiều ứng dụng. Tôi có thể có thể viết một bộ điều khiển máy giặt trong loại không gian đó, ví dụ.

Tôi chỉ xem qua các trình biên dịch PIC C có sẵn và có vẻ như khoảng một nửa trong số họ thậm chí sẽ không thử phát mã cho PIC10F200. Những người có thể đưa ra rất nhiều mã soạn sẵn đến mức bạn chỉ có thể viết một đèn LED ở khoảng trống còn lại. Bạn thực sự muốn sử dụng ngôn ngữ lắp ráp với bộ xử lý như vậy.

vẫy cây gậy của tôi trong ngày của tôi, chúng tôi đã phải khắc bit của chúng tôi ra khỏi cát!

Năm 1976 (hoặc gần đó), hệ thống Atari 2600 VCS là một trong những "nền tảng trò chơi video" phổ biến nhất thời bấy giờ. Trong đó, bộ vi xử lý (MOSTEK 6507) chạy ở tốc độ ~ 1 MHz và có **** 128 byte RAM **.

Một ví dụ thứ hai mà tôi nhớ về một vi điều khiển có RAM cực kỳ hạn chế (~ 128 byte) là PIC12F được sử dụng trên bộ chuyển đổi DC-DC. Micro này cũng phải sử dụng ngôn ngữ lắp ráp để chạy.