PIC متحكّم صغري تمَّ تطويره من قبل شركة microchip technology, حيث يشير اختصار pic إلى  Perepheral Interface Controller, يُعتقد أن المقصود من التسمية كان في الأصل وحدة التحكّم في الواجهة الأماميّة

حيث تمَّ تطويره أساساً لدعم أجهزة الحاسب في في التّحكّم بأجهزتها الطّرفيّة, ولذلك تمت تسميته كجهاز واجهة طرفيّة.

هذه الأجهزة سريعة جدّاً و يسهل تنفيذها للبرامج مقارنةً ببقيّة الميكروكونترولرز، أمّا بالنسبة لبنيتها فهي تعتمد على هندسة هارفرد, وتحظى هذه المتحكّمات بشعبيّة واسعة

نظراً لسهولة برمجتها وتوافرها الكبير وسهولة تفاعلها مع الأجهزة الطرفيّة, إضافةً إلى تكلفتها المنخفضة وقاعدة المستخدمين الكبيرة لها, وبالتأكيد قابليتها لإعادة البرمجة.

PIC كغيرها من المتحكّمات الصغرية عبارة عن شريحة متكاملة تتكون من وحدة معالجة مركزيّة, ذاكرة وصول عشوائي, ذاكرة قراءة فقط, عدّادات, مؤقتات..

وهي تدعم بروتوكولات عديدة مثل SPI, CAN, UARTللتفاعل مع الطرفيات الأخرى.

تُستخدم PIC حاليّاً على نطاق واسع ضمن المجال الصناعي نظراً لاستهلاكها المنخفض للطاقة وأدائها العالي, إضافةً لتوفر الأجهزة والبرامج الدَّاعمة لها كالمجمّعات و المصححات و أجهزة المحاكاة.

إنَّ متحكّمات Pic هي أصغر متحكمات قابلة للبرمجة في العالم تقوم بتنفيذ كميّة كبيرة من المهام, تدخل في بنية الكثير من الأجهزة الإلكترونيّة كالهواتف و الحواسيب وأنظمة الإنذار والأنظمة المدمجة وما إلى ذلك.

أي شريحة pic تتكوّن من بعض المسجّلات والمكدّسات, حيث تعمل المسجلات كذاكرة وصول عشوائي RAM في حين تسجل المكدسات عنواين العودة.

الميزات الأساسية في PIC

• RAM
• flash memory
• عدادات/مؤقتات
• EEPROM
• I/O pins
• USART
• CCP
• SSP
• ADC
• PSP
• LCD
• ICSP

وحدة المعالجة المركزيّة CPU:

كغيرها من المتحكمات الدقيقة تمتلك pic وحدة معالجة مركزية مكونة من: ALU, CU, MU.

تستخدم وحدة المنطق الحسابي بشكل أساسي لإجراء العمليات الحسابية و لاتخاذ القرارات المنطقية وتستخدم الذاكرة لتخزين التعليمات بعد المعالجة.

للتحكم في الأجهزة الطرفيّة الداخلية و الخارجية تُستخدم وحدة التحكم المتصلة بوحدة المعالجة المركزية حيث يتم استخدام المجمع لتخزين النتائج و المعلومات الإضافيّة.

الذاكرة:

تتكون بنية الذاكرة ضمن الـ PIC من RAM, ROM ومكدس.

RAM : هي ذاكرة غير مستقرة تُستخدم لحفظ البيانات مؤقتاً ضمن مسجلاتها, تُصنَّف في جزأين يحتوي كل منهما على عدد كبيرمن المسجلات.

مسجلات ذاكرة الوصول العشوائي لها نوعان مسجلات الأغراض العامّة (GPR) و مسجلات الأغراض الخاصّة (SFR).

حيث يُعبر الاسم عن وظيفة كل من النوعين, فعلى سبيل المثال لو أردنا إجراء عملية ضرب باستخدام PIC فإنَّه سيتم استخدام مسجلات الاغراض العامة في تخزين الأعداد المراد ضربها و نتيجة الضرب.

أما مسجلات الأغراض الخاصة فهي مخصصة لأداء مهام معينة منذ تصنيعها و لا يستطيع المستخدم تغييرها.

ROM : ذاكرة القراءة فقط هي ذاكرة ثابتة, تستخدم لتخزين البيانات بشكل دائم, يتم تخزين البرنامج و التعليمات ضمنها, وتبعاً لذلك البرنامج يتصرف المتحكم الصغري, يطلق على ROM أيضاً اسم ذاكرة البرنامج.

EEPROM أو ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة كهربائياً: في ROM الاعتيادية يمكننا كتابة البرنامج لمرة واحدة فقط, أما في هذه الذاكرة فمن الممكن إعادة برمجة ROM  عدة مرات.

Flash memory :

ذاكرة flash  هي ذاكرة قراءة فقط قابلة لإعادة البرمجة, فيها نستطيع الكتابة, القراءة,, وإعادة البرمجة لآلاف المرات, تستخدم PIC  هذه الذاكرة بشكل عام.

المكدّس Stack:

عندما تحدث مقاطعة فإنَّ المتحكم الصغري PIC يتوجب عليه إثارة المقاطعة و عنوان العمليّة الحالي, ثم يتم تخزين ما تم تنفيذه ضمن المكدس

بعد الانتهاء من تنفيذ المقاطعة يتم استدعاء الإجراء عن طريق عنوانه الذي تم تخزينه مسبقاً ضمن الكدسة.

منافذ الإدخال و الإخراج:

سلسلة PIC 16 عل سبيل المثال تمتلك من خمسة منافذ هي Port A , Port B, Port C, Port D & Port E.

الباص BUSES :

تُستخدم لنقل واستقبال البيانات من طرف إلى آخر ولها نوعان: نواقل العناوين و نواقل البيانات.

محولات A/D:

تستخدم بشكل أساسي في تحويل قيم الجهد التشابهي إلى قيم رقمية.

مؤقتات/عدّادات:

يحتوي متحكم pic على أربعة عدادات/مؤقتات, تستخدم المؤقتات في إنشاء إجراءات دقيقة, على سبيل المثال يتم استخداما لإحداث تأخيرات زمنية معينة بين عمليتين.

المقاطعات:

يحتوي متحكم pic  على  20 مقاطعة داخلية وثلاثة مصادر لمقاطعات خارجية مرتبطة بطرفيات مختلفة مثل المؤقتات و المحولات وغيرها..

المذبذبات:

تستخدم الهزازات أو المذبذبات لتوليد التوقيت, تتضمن pic مذبذبات خارجية مثل مذبذبات الكريستال و مذبذبات RC. يتم توصيل المذبذب البلوري بين دبابيس المذبذب وترتبط قيمة المكثف بحالة الدبابيس, هناك ثلاثة أوضاع متاحة لها:

الوضع البلّوري, وضع السرعة العالية, ووضع الطاقة المنخفضة.

مزايا وعيوب متحكم PIC:

• إنَّ إيجابيّات متحكم pic أكثر من عيوبه, فهو يتمتّع بسرعة أداء عالية جدّاً بسبب استخدام بنية RISC, كما أنَّ استهلاك الطاقة ضمنه أقل مما هي عليه في المتحكمات الأخرى.
• أيضاً برمجة PIC تُعتبر أسهل من برمجة غيرها من المتحكمات, ويضاف إلى ذلك سهولة توصيل جهاز طرفي تشابهي إلى PIC الأمر الذي يعتبر ميزة هامة فيها.
• على أيّة حال فمن العيوب المعروفة في PIC هو طول البرنامج المرتفع وذلك بسبب استخدام بنية RISC, كما يوجد مجمع واحد فقط ولا يمكن الوصول إلى ذاكرة البرنامج.

• إعداد: المهندسة رهف نداف
• تدقيق: المهندس خليل محمود
• تحرير: المهندس بشار الحجي