cours 3a dee microcontroleur.pdf

11/10/2013

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MC

Cours Microcontrleurs

2013

Anthony DUVAL

PolytechTours

Dpartement lectronique et nergie

3A

2013 Anthony DUVAL 1

Plan du cours Introduction

Dfinition dun microcontrleur

Composition des microcontrleurs

Mmoires

Priphriques: Timers, CAN, AUSART

Configuration

Outil daide la programmation: lordinogramme

Principaux langages de programmation:

Lassembleur

Le C

Mthodes de programmation

Microcontrleur et environnement

Anthony DUVAL 2

Introduction: Objectif du cours

Prsenter le fonctionnement et la structure gnrale des microcontrleurs

Vous donner les outils permettant danalyser un systme base de

microcontrleurs(C) et dapprcier son potentiel.

Etre capable de mettre en uvre un systme autour dun

microcontrleurs(C) et crire le programme de gestion de celui-ci.

Cours: 3 sances de 2 heures.

TP: 6 sances de 4 heures


Organisation du module

Introduction

Ques-ce quun microcontrleur?

Un composant lectronique qui excute un programme enregistr en

mmoire. Il est le cerveau sur une carte lectronique et effectue des

calculs numriques, des comparaisons, des tests partir des mesures

effectues sur ses pattes configures en entres et envoi des signaux sur ses

pattes configures en sortie qui peuvent alors commander dautres

priphrique et dialoguer avec des systmes.

O trouve t-on des microcontrleurs?

..

Avec quel systme de numration fonctionne t-il?

..


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C: Systmes de numration

Il existe une multitude de systme de numration. Un microcontrleur est

une unit numrique, il travaille en logique 2 tats. Cest pourquoi on

utilise le systme binaire (2 tats, ltat haut (ou 1) et ltat bas (ou 0)).

Il est alors indispensable de maitriser les 3 systmes de numration suivant

pour la mise en uvre de microcontrleur:

Le dcimal parce quil est notre systme familier pour numrer et

compter. Not D

Le binaire car toutes les actions, mmorisation et traitement dun

microcontrleurs se fait en base 2. Not b

Lhexadacimal parce quil permet de faciliter la lecture du binaire. Not h

Exemple:

(5FC1)h plus lisible et plus facilement reproductible que: (0101111111000001)b

Anthony DUVAL 5

Microprocesseur Microcontrleur

Microprocesseur:

Un microprocesseur est une unique

puce sur laquelle est contenue:

une unit arithmtique et logique(UAL) qui effectue les oprations.

des registres qui permettent au microprocesseur de stocker temporairement des donnes : (piles).

une unit de contrle qui commande l'ensemble du microprocesseur en fonction des instructions du programme.

Microcontrleur:

Un microcontrleur est une unique

puce sur laquelle est contenue au

minimum:

Processeur

Mmoire contenant le programme excuter.

Mmoire RAM contenant les registres de donnes.

Priphriques dentres/sorties.

Peut fonctionner de manireautonome contrairement aumicroprocesseur qui ncessitedautres priphriques

Anthony DUVAL 6

Pourquoi utiliser un microcontrleur?

Simplification de carte lectronique: Une seul puce capable de remplacer des dizaines de fonctions logiques.

Possibilit dutiliser une seule et unique carte pour diffrentes applications par simple reprogrammation.

Facilit d amlioration dun produit par mise a jour du software de gestion (appel aussi firmware)

Fonction de communication intressante pour interfaage homme machine ou change et traitement dinformations avec dautres cartes ou appareil (Automate, PC,).

Anthony DUVAL 7

Composition minimum dun

microcontrleur

Anthony DUVAL 8

Microcontrleur

Processeur

Mmoire Flash:

Programme

Ports

E/S

Mmoire RAM:

Donns Autres Priphriques

Bus dadressage

Bus de donnes

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Exemple

de

structure

interne

de C

Anthony DUVAL 9

Diffrents microcontrleurs Un microcontrleur est dfinie en fonction de:

La largeur de ses donnes en bits.

Sa vitesse de calcul en MIPS (Million dinstructions par seconde).

La complexit de son jeu dinstruction. (La complexit des calculs que

le processeur peut effectuer en peu de cycles machines, Le nombre

dinstructions diffrentes disponibles,)

Les mmoires disponible et leurs tailles. (RAM, Flash, EEPROM,)

Le type et le nombre dentres/sorties.

Le boitier: TQFP, BGA, DIP, PDIP,.

Les priphriques spcifiques quil possde. (PWM, Communication

AUSART, SPI,)

Il existe une multitude de fabricant de microcontrleurs.

Anthony DUVAL 10

Diffrents microcontrleurs Quelques fabricants:

Intel (80C51)

Motorola (Srie 68HC11)

ST Microelectronics (ST7)

Atmel (Srie AVR)

Parallax (Srie Basic Stamp)

Arizona Microchip (Srie PIC)

Renesas

Texas instrument

Nous allons nous intresser plus particulirement aux PICs de microchip,

Simples de mise en uvre et accessibles (outils de dveloppements

gratuits).


Exemple: Le PIC16F737-I/SP

16 correspond la complexit du jeu dinstruction. La srie 16

correspond au milieu de gamme (instructions cods sur 14

bits).

F correspond au type de mmoire programme:

C pour EPROM ou EEPROM (rinscriptible ou non selon cas)

CR pour ROM (non rinscriptible)

F pour Flash (rinscriptible)

737 correspond la rfrence

du microcontrleur en lui-mme.

I/SP correspond la vitesse

max de lhorloge et au type de

Boitier : SPDIP

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Les diffrentes mmoires

La mmoire programme:

La mmoire programme est constitue de mots de 14 bits par exemple pour la

srie 16, et de mots de 16 bits pour la srie 18. Une instruction remplie un

mot de la mmoire programme. Selon le microcontrleur, cette mmoire peut

tre efface (mmoire de type Flash ou EEPROM) ou inscrite de manire

permanente (mmoire EPROM). Les microcontrleurs non rinscriptibles sont

appele O.T.P. (One Time Programming).

La mmoire RAM: (Random Access Memory)

Toutes les donnes qui y sont stockes sont perdues lextinction. Cette

mmoire contient tout les registres

La mmoire EEPROM: (Electrical Erasable Programmable Read Only

Memory)

Elle permet de stocker des informations qui doivent tre conserves mme

lors de la coupure de lalimentation du microcontroleur.

Attention: Lcriture est assez longue est demande une procdure spcifique.

Anthony DUVAL 13

Mmoire Programme du 16F737

Anthony DUVAL 14

Mmoire Programme du 18F45K22


Mmoire RAM Plusieurs pages. Attention

tre dans la bonne page pour

lire les donnes Voulues.

Les adresses renseignes

contiennent des registres

utiliss pour les priphriques

ou systmes internes au

microcontrleur (registres

SFR).

Exemple:

ADRESH ladresse 1Eh et

ADRESL ladresse 9Eh

Contiennent le rsultat aprs une

conversion analogique numrique

Les registres General Purpose

Register sont utiliser pour

stocker les variables.

Anthony DUVAL 16

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Registres importants

Registres de configuration: Ils contiennent les bits de configuration appel

aussi bits fusibles . Ces bits sont protgs pour ne pas tre crass

malencontreusement dans le droulement du programme. Ils sont donc

crit dans le micro pendant la programmation.

Accumulateur(s): Registre W sur le Pic 16F737.

Le Program Counter ou PC.

Status: registre dtat.

Il permet de changer de page mmoire

Renseigne dun dpassement lors dopration

Contient le rsultat lors dun test

Anthony DUVAL 17

Bits de configuration

Principaux points configurer:

Choix de loscillateur: Fonctionnement sur quartz, oscillateur interne,

signal de synchro externe,

Protection en lecture de la mmoire programme.

Activation du chien de garde (watchdog).

PWRT: PoWer Reset Timer.

Temps de maintien en Reset au dmarrage du microcontrleur (mise

sous tension).

BORV: Brown Out Reset Voltage.

Tension en dessous de laquelle le microcontrleur passe ou reste en

Reset.

Anthony DUVAL 18

Registre Accumulateur(s) Ces registres permettent de conserver temporairement les donnes de

registres impliqus dans un calcul ou le rsultat dune opration en

attendant le stockage dans le registre voulu.

Ils sont par exemple ncessaires pour effectuer certaines instructions

comme les additions est les soustractions. Neutres en langage volu

car grer par le compilateur, il sont incontournable pour la programmation

en assembleur (exemple: On charge la valeur additionner un registre

dans un Accu avant de pouvoir effectuer le calcul). Les microcontrleurs

possdent un ou plusieurs registres accumulateur.

Anthony DUVAL 19

Le PC: Program counter Ce registre contient ladresse de la prochaine instruction raliser. Ainsi

lors dune instruction de saut (GOTO), ladresse ou lon doit se rendre est

crite dans le registre PC. Sinon, il sincrmente chaque instruction.

Registre

STATUS

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Il permet deGrer diffrents vnements comme les dpassement lors dun calcul ou le changement de page mmoire lorsquil y en a plusieurs.

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Conditions ncessaire au

fonctionnement dun C La tension dalimentation doit tre suffisante (U>Umin constructeur et

U>BORV si actif, voir bits de configuration)

Niveau logique haut prsent sur la patte de RESET si utiliss.

Reset du timer du watchdog a temps si chien de garde activ.

Choix de la bonne horloge par rapport lenvironnement du C. Certains

microcontrleurs disposent dune horloge interne mais ils sont souvent

accompagns dun quartz externe permettant de choisir la frquence

doscillation voulue avec une prcision accrue.


HORLOGE/OSCILLATEUR

Lhorloge du microcontrleur est un organe indispensable qui permet le

cadencement des oprations de traitement du composant.

Il en existe une multitude de sortes. La frquence maximum utilisable

dpend du microcontrleur, il faut donc se renseigner dans la

documentation constructeur.

La frquence dhorloge = frquence doscillation (fosc).

La frquence de cycle (fcy) dun microcontrleur est le nombre

dinstruction maximum quil peut excuter par seconde . Elle est un

rapport de la frquence dhorloge. Par exemple sur les Pic de Microchip:

fcy=fosc/4. Il faut 4 battements pour raliser un cycle.

Le cycle machine (Tcy) correspond donc au temps dexcution dune

instruction: Tcy=1/fcy.


HORLOGE/OSCILLATEUR Circuit RC: le moins prcis mais aussi le moins cher.

Rsonateur cramique: solution intermdiaire entre RC et quartz.

Rsonateur quartz: trs prcis, plus cher.

Horloge externe ou oscillateur autonome: plus robuste, la plus cher.


Rsonateur:

Un rsonateur est un composant qui

a la facult de rentrer en rsonance

une frquence qui lui est propre

(dpendante de sa taille dans le cas

de quartz ou cramique) lorsque

celui-ci est excit par un signal

transitoire. Le signal ainsi obtenu

est une sinusode.

Oscillateur:

Un oscillateur est un composant

lectronique qui lorsquil est

aliment gnre un signal dhorloge

mit en forme. Sa sortie est un signal

carre 0-5V ou 0-3,3V.

HORLOGE/OSCILLATEUR

4 modes doscillateurs disponibles:

RC : Rsistance/capacit:

LP : Low Power Crystal

XT : Crystal/resonator

HS : High Speed

Crystal/resonator


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OSCILLATEUR: exemple

Schma dhorloge utilisant un quartz ou un

oscillateur cramique:


Les ports numriques Les ports numriques sont les entres/sorties simple des

microcontrleurs, chaque patte appartenant un port numrique possde

un niveau logique (1 ou 0) et peut tre lue ou crite indpendamment des

autres. Elles sont paramtrables en entre pour tre lu ou en sortie pour

tre crite. Un microcontrleur peut en possder plusieurs dizaines.

En sortie, elles permettent de commander des priphriques tel que des

LED, des relais, des buzzers. Elles permettent galement denvoyer des

informations un afficheur LCD ou 7 segments. On peut les assimiler au

"Sorties Tout Ou Rien sur un automate.

En entre, elles permettent de lire ltat dun priphrique voisin ou de

lire ltat dun bouton poussoir ou dun clavier. On peut les assimiler au

Entres Tout Ou Rien sur un automate.

Anthony DUVAL 26

Les ports numriques: Configuration

Chaque port possde son registre qui permet de configurer les diffrentes

pattes correspondantes en entre ou en sortie. Sur les PICs, ces registres

sappel TRIS suivit de la lettre correspondant au Port (TRISB pour le port

B).

Dans ce registre,

Un 1 logique configure la patte en entre (1 ou I pour Input).

Un 0 logique configure la patte en sortie (0 ou O pour Output).

Exemple:

Si TRISA=0b10011101 RA0,RA2, RA3,RA4,RA7 sont en entre.

RA1,RA5,RA6 sont en sortie.

Si TRISB=0 Tout le PortB (RB0 RB7) est configur en Sortie.

Si TRISB=255 Tout le PortB (RB0 RB7) est configur en

Entre.Anthony DUVAL 27

Les timers

Un timer permet de compter des vnements indpendamment du

droulement du programme.

Lincrmentation du timer peut tre synchronise sur lhorloge principales

de droulement du programme ou sur une horloge extrieure.

Ils peuvent avoir plusieurs utilisation:

Gestion de la dure du programme principales.

Mesure de temps entre deux vnements.

Cadencement prcis dactions. Par exemple des mesures synchronises par

rapport un vnement.

Mesure dun nombre dvnements survenue.

Exemple dutilisation:

Horloge temps rel pour grer lheure et la date.

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Les timers: Composition

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Les timers: registre associ

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Convertisseur Analogique Numrique

(C.A.N.)

Permet de rcuprer limage de la tension prsente sur une patte du

composant.

Si convertisseur 10Bits, la valeur rcuprer est comprise entre 0 et 210 -1=

1023.

Le Quantum: Tension correspondante 1lsb:

avec: +Vref=Tension de rfrence du convertisseur. Ualim ou tension

prcise applique entre les pattes Vref du composant.

+n=Nb de bits de conversions.

Exemple: Vref=VDD=5V, n=10. Q=5/10244,9mV

Anthony DUVAL 31

n

VrefQ2

=

Le C.A.N.: Registres associs. Il possde 3 principaux registres de configuration:

ADCON0: Il permet de configur la vitesse de conversion ainsi que la patte sur

laquelle il faut effectuer la mesure. Il permet galement de dmarrer la

conversion.

ADCON1: Permet de choisir quelles pattes sont en Analogique et la source de

la tension de rfrence.

ADCON2: Permet de choisir le temps dacquisition.

Le rsultat de la dernire conversion est stocke dans les registres ADRESL

et ADRESH. Deux registres sont ncessaires dans ce cas car le rsultat est

cod sur plus de bits que nen possde le microcontrleur:

ADRESH: Bits de poids fort de la conversion.

ADRESL: Bits de poids faible de la conversion.

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AUSART et communication AUSART: ADDRESSABLE UNIVERSAL SYNCHRONOUS ASYNCHRONOUS

RECEIVER TRANSMITTER

Permet de crer facilement une communication srie avec un autre

systme comme un PC ou un automate. Utilis pour de multiples liaison

srie (RS232, RS485, USB, Bluetooth ).

Il existe une multitude dautres moyens de communication intgr dans

les Microcontrleurs:

SPI (4 fils): Communication srie simple pratique pour communiquer avec des

priphriques externes comme des EEPROM, CAN, Convertisseur Numrique

Analogique, principalement localis sur une mme carte lectronique.

IC (2 fils): Inter Integrated Circuit.

CAN (2 fils): Controller Area Network. Utilis principalement dans des milieux

soumis perturbations, il permet de communiqu de manire fiable entre

plusieurs systme distant.

Anthony DUVAL 33

Le Watchdog:

Le Watchdog ou chien de garde permet de dtecter lorsque le programme

est entr dans une boucle infinie ou tout simplement lorsquil a plant .

Il possde un timer qui lui est propre et qui sincrmente tout les cycles

dhorloge indpendamment du programme. Lorsque que le programme

est bloqu dans une boucle infinie ( plant ), le timer continue de

sincrmenter. Lorsquil atteint une certaine valeur (programmable dans

les bit de configuration pour dfinir un temps donn), il effectue un RESET

(saut au reset vector ladresse 0x00) du microcontrleur et le

programme reprend du dbut.

Lorsque le watchdog est activ, il est alors ncessaire deffectuer un reset

du timer du watchdog (CLRWDT :clear watchdog) intervalles rgulier

dans le programme, sans quoi le microcontrleur effectuerait sans cesse

des RESET.

Anthony DUVAL 34

Les interruptions

Provoquer par un vnement (changement dtat dun port, ), une

interruption met entre parenthses le programme en cours pour lancer

des instructions prioritaires. Une fois le programme interruptible termin,

le retour au programme en cours avant lvnement est automatique.

Attention prserver les registres de travail avant de lancer le programme

sur interruption (Stockage dans dautres registres) et de les restaurer par

la suite.

Intrt: Elles permettent de traiter une action qui ncessite un vnement

sans attendre que celui-ci est lieu. On peut ainsi effectuer dautres

instructions au lieu de rester bloqu sur un test. Lorsque lvnement

aura lieu, une interruption sera alors gnre et nous pourrons traiter

laction en priorit.

Anthony DUVAL 35

Les interruptions: Exemple

Anthony DUVAL 36

Lancement dune

conversion AN.

Attente fin de conversion

Fin de la

conversion.

Traitement du rsultat

Lancement dune

conversion AN.

Fin de la

conversion .

Gnration dune

interruption.

Traitement du rsultatInstructions programme

Instructions programme=>Gain de temps

Instructions programme

Conversion Analogique Numrique sans interruption:

Conversion Analogique Numrique avec interruption:

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Droulement dune interruption

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l

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Chaque interruption peut tre autorise ounon grce au bit xxIE prsent pour chaquemodule interruptible. Par exemple ADIE permet de grer linterruption dclenchepar le convertisseur analogique numrique.

Ordinogramme: Dfinition

Lordinogramme (Flowchart en anglais) est un outil danalyse qui permet

de reprsenter de manire graphique lenchanement logique des

oprations effectuer pour raliser un travail.

Il permet de:

Visualiser une succession logique doprations et de dcisions

Faire apparatre des incohrences logiques dans un processus

Aider llaboration dun processus

Reprsenter lenchanement des oprations effectuer, par ordre

chronologique

Analyser la logique de construction

Dcrire et reprsenter lenchanement des diffrentes tches d'un processus

Raliser avant de rdiger un programme, il facilite le codage et la

comprhension.Anthony DUVAL 39

Ordinogramme: Principaux symboles

Anthony DUVAL 40

Appel dun sous programme

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Ordinogramme: Exemple

Anthony DUVAL 41

Init

Action 1 Action 2

Action 3

Principaux langages

Le processeur dun microcontrleur ne traite que des 1 et des 0 (langage

machine). Exemple: pour incrmenter le registre ladresse 0x0f sur un

PIC 16F737:

00 1010 1+Adresse du registre

Soit: 00 1010 1000 1111

Une instruction simple peut alors devenir compliquer mettre en uvre

et lire. Pour palier ce problme, des langages de programmation sont

mis en place afin de faciliter leur utilisation.

Les deux principaux langages que nous allons voqus sont:

Lassembleur

Le langage C

Anthony DUVAL 42

Lassembleur

Alternative simple pour crire un programme car chaque instruction

assembleur correspond le code opration (OpCode) crire dans la case

mmoire programme. Il est donc un langage trs proche du

microcontrleur. Les oprations de traitement (compilation) du

programme avant limplantation dans la puce sont donc simples.

Il ncessite une connaissance parfaite du jeu dinstruction associ au

microcontrleur.

Le codeur doit grer la position de son programme dans la mmoire et les

adresses mmoires de ses variables en RAM. Il doit galement grer la

stack, les bits de retenus lors de calcul,

Lorsque vous changez de microcontrleur, le programme doit tre rcrit

afin dtre compatible avec le jeu dinstruction du nouveau composant.


Lassembleur: Instructions sur octets

Anthony DUVAL 44

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Lassembleur: Instructions sur octets et

arguments Le rsultat issu dune instruction

agissant sur un octet peut tre

stocker plusieurs emplacement

selon largument.

Exemple:

INCF 0x22,0 : Incrmente la valeur

prsente ladresse 0x22 et place

le rsultat dans la pile W.

INCF 0x22,1 : Incrmente et

remplace la valeur prsente

ladresse 0x22.

Anthony DUVAL 45

Lassembleur: Instructions sur bits et

sur valeur littrales

Anthony DUVAL 46

Lassembleur: Instructions sur bits et

arguments

Un registre dispose de plusieurs

bits (dpendant de la profondeur

de calcul du microcontrleur).

Pour dfinir le bit sur lequel on

agit, on dfinit son rang.

Exemple:

BCF 0x22,5: passe le bit de rang 5

du registre ladresse 0x22 1.

Anthony DUVAL 47

Lassembleur: exemple;Exemple programme assembleur

;Fais clignoter une LED dispose sur RA0

#include ;fichier contenant les raccourcis aux registres

;Declaration des constantes et registre

LED EQU 00h ;constante LED=0

R_I EQU 20h

R_J EQU 21h

R_K EQU 22h

ORG 0x0005 ;Ecrire le programme partir de l'adresse 0x0005

Init ;initialisation entree sortie

BSF STATUS,RP0 ;Passage en page1 de la RAM

BCF STATUS,RP1

MOVLW b'11111110'

MOVWF TRISA ;Defini RA0 en sortie et RA1->RA7 en entre

BSF STATUS,RP0 ;Passage en page0 de la RAM

BCF STATUS,RP1

main ;Debut programme principale

BSF PORTA,LED

CALL DELAY1S

BCF PORTA,LED

CALL DELAY1S

GOTO main ;Fin programme principaleAnthony DUVAL 48

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Les Pic en C

Langage C: Langage volu

Le code est indpendant du processeur.

Les programmes sont plus facile relire et

comprendre quavec lassembleur.

Attention, ne pas confondre avec la

programmation de type Objet vu en cours

de JAVA.

Anthony DUVAL 49

Variables: Types de donns

Type Longueur

(octets)

Domaine de valeurs

Signed char 1 -128 127

Unsigned char 1 0 255

Signed int 2 -32768 32767

Unsigned int 2 0 65535

Long 4 0 4 294 967 295

Unsigned long 4 -2 147 483 648 2

147 483 647

Float 4 3.4*10-38 3.4*1038

Double 8 1.7*10-308 1.7*10308

Anthony DUVAL 50

Variables: dclarations

Dclaration dune variable:

Unsigned char A=2; //Dclaration de la variable A en 8 bits non signs

est prpositionne 2.

Char table[10]; //Dclaration dun tableau de 10 caractres.

Variables globales et locales:

Une variable de type locale est dfinie dans un programme et nest

accessible que dans celui-ci.

Une variable globale est dfinie en dehors de tout programme et est

accessible de nimporte quel programme.

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Pointeurs:

Un pointeur est une variable qui contient ladresse dune variable.

Un pointeur est dclar par une * prcd du type de donne pointe

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Tableaux et chanes:

Un tableau est un regroupement de variables de mme type.

Ex: int table[5]={254,12,54,35,2};

Une chane de caractre est un tableau de type char qui se termine par 0.

Ex:

char affichage[]="bonjour:"

Equivalent :

char affichage[]={b,o,n,j,o,u,r,:,0}

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Le C: Oprateurs

Anthony DUVAL 54

Le C: Oprateurs

Anthony DUVAL 55

Le C:

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Le C:

Anthony DUVAL 57

Fonctions:

Une fonction est dfinie de la manire suivante:

Type nom(type var1, type var2,)

{

instructions;

..

return valeur;

}

Le type de la fonction correspond au type de donne quelle renvoie

(valeur dans la fonction ci-dessus).

Quand le type est void, cela signifie que la fonction ne renvoie pas de

valeur. Il ny a dans ce cas pas de return.

Anthony DUVAL 58

Fonctions:

Exemples de fonction:

int Adition(int a, int b)

{

int c;

c=a+b;

return c;

}//Cette fonction additionne ses arguments et renvoi le rsultat.

void AllumeLedR(void)

{

_LedR=1;

}//Cette fonction valide simplement une sortie logique.

Anthony DUVAL 59

Fonctions:

La fonction principale du programme dans lequel le microcontrleur va

sauter ds la mise en route sappel main:

Programme main typique:

Void main(void)

{

init(); //lance un sous programme.

while (1) //Boucle infinie qui correspond la boucle programme

{

instructions du programme;

}

}//Fin programme principale.

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Fonctions: Dclaration

Pour pouvoir appeler une fonction, celle-ci doit tre dclare en dehors de

tout autre fonction.

Exemple de dclaration avec la fonction Adition (Diapo 59):

int Adition(int a, int b);

Anthony DUVAL 61

Le C:

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Le C:

Anthony DUVAL 63

Le C:

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Le C:

Anthony DUVAL 65

Le C:

Anthony DUVAL 66

Linstruction break permet dinterrompre le switch sans effectuer les tests qui suivent. Cette instruction simplifie quand il y a beaucoup de if/else qui se suivent.

Le C: Compilateur

Comme nous lavons vu prcdemment, le programme est enregistr dans la

mmoire du microcontrleur sous forme dune srie dinstructions codes sur

14 bits. Chacune de ces instructions fait partie du jeu dinstruction du

microcontrleur utilis, et nont absolument rien de comparable avec notre

code en langage C. Il faut donc retranscrire ce programme pour quil soit

compos uniquement du jeu dinstruction appartenant notre composant et

permettre de le programmer dans la mmoire de notre puce.

Il existe des outils pour effectuer cette tche: Les compilateurs.

Etant donn la diversit et les diffrences entre les diffrents

microcontrleurs, un seul compilateur ne va couvrir quune quantit limit

de rfrence.

Chez Microchip, un compilateur diffrent est propos par famille de produit

(le compilateur C16 pour la famille pic16, C18 pour pic18, C30 pour

DSPIC30,)


Programmer un PIC

Programmer un microcontrleur, cest crire le

programme compiler dans la mmoire

programme. 3 mthodes les plus rpandus:

Utiliser un programmateur simple.

Utiliser un programmateur In-circuit.

Utiliser un Bootloader et un bus de

communication avec un ordinateur (USB, RS232,..)

Anthony DUVAL 68

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Programmer un Pic:

Programmateurs simpleCes programmateurs faible cot ncessite disoler le microcontrleur de son

circuit dutilisation pour le programmer.

Certains comme le PICSTART sont commercialiss par microchip, mais il est

trs facile de sen fabriquer un avec peu de matriel.

Attention: Les programmateurs maison ne fonctionneront pas tous

directement sous MPLAB. Il est alors possible dutiliser dautres logiciel

comme ICPROG.

Anthony DUVAL 69

Programmer un Pic:

Programmateurs In-circuit Ce types de programmateurs permet de programmer le PIC directement

dans son lment (carte final dutilisation). Il vite ainsi les manipulations

rptes qui risquent dendommager le microcontrleur: Dcharges

lectrostatiques et casses des pattes de connexion.

Il permettent galement de programmer les micros souds en surface

(CMS ou SMD) qui ne sont pas dmontables

Ces programmateurs permettent souvent le dbogage de programme en

situation relle.

Anthony DUVAL 70

Programmer un Pic:

Utilisation dun Bootloader Un bootloader est un petit programme qui est dj implanter dans le

microcontrleur. Celui-ci permet de grer une communication avec un

ordinateur et dcraser une partie de la mmoire programme par ce quil

reoit. On utilise alors une liaison srie (RS232 ou USB) pour envoyer le

programme.

Lenvoi du programme dans le PIC se fait cette fois encore In-Circuit.

Inconvnients:

le bootloader doit tre implant dans le PIC par lintermdiaire dun

programmateur. Cette opration est nanmoins ne faire quune seule

fois.

Tout les microcontrleurs ne peuvent pas fonctionner avec un Bootloader.

Il doit tre capable dauto crire dans leur mmoire programme (Self-

write) ou bien de lancer un programme depuis une mmoire externe.

Anthony DUVAL 71

Programme: Notion de temps A droite, un exemple de droulement dun

programme simple permettant de faire

clignoter une LED la seconde.

Un microcontrleur ne peut effectuer

quune seule instruction en mme temps.

Les sous programmes de temporisation

sont composs de suffisamment

dinstructions qui ne ralise aucune action

pour faire perdre du temps au

processus et gnrer ainsi une attente.

Pendant la dure dexcution dun tel sous

programme, aucune autres actions ou

programmes ne peut tre effectus.

Si Tcy=2us, 500000 instructions auraient pu

tre raliss pendant chaque tempo.


Tempo 1s

Dbut P.P.

Eteindre LED

Tempo 1s

Allumer LED

Init

While

(1)?

oui

non

Fin

11/10/2013

19

Programme: Notion de temps

Regardons maintenant un autre exemple:


Gestion LED

Dbut P.P.

TMR0=0

Init

TMR0

>= X?

ouinon

Fin

While

1?

non

oui

Dbut Gestion LED

NbPassageSPLED++

NbPassageSPLED

>Ynon

oui

Fin

NbPassageSPLED=0

LED=!LED

Programme: Notion de temps

Daprs-vous quel peut tre lintrt dune telle gestion par rapport la

prcdente?

Quel est la principale rgle a respecter pour que celle-ci fonctionne

correctement?

Si Tcy=2us et que le Timer 0 est configur en mode 8 bits avec prescaler=1

et horloge driv de Fosc. Proposez un couple de valeur X et Y et dclarez

la variable NbPassageSPLED.

Autre proposition de gestion:


Exemple: Microcontrleur in-situ

Anthony DUVAL 75

Questions se poser devant un schma C:

Quelle type dhorloge est utilis?

Quelle est la frquence doscillation?

Quelle est la frquence de cycle? Le temps de cycle?

Quelle est la tension dalimentation du C?


C in situ: Premire approche

11/10/2013

20

C in situ: Premire approche

Questions se poser devant un schma C (suite):

Quelles pattes utiliss en entres? Niveau logique actif?

Quelles pattes utiliss en sorties? Niveau logique actif?

Quel(s) priphrique(s) du C pourrai(ent) utilis(s) par son

environnement?


C in situ: Boutons poussoir2 principales solutions de cblage:

Anthony DUVAL 78

Avec rsistance en pull-up:

Niveau logique lappui:_________

Niveau logique relch:__________

Avec rsistance en pull-down:

Niveau logique lappui:_________

Niveau logique relch:__________

Chronogramme dun appui sur un BP:

Pendant un temps dune dure de quelques millisecondes, ltat du

bouton poussoir vu par le C peut tre incertain et plusieurs

Appuis/Relchements peuvent tre interprt provoquant des ractions

du programme non voulus (par exemple plusieurs incrmentation dune

variable au lieu d1,). Solution: ne tester ltat du BP qu intervalle de

temps suprieure au temps dincertitude (20ms par exemple) et

neffectuer quune seule fois laction voulue par phase

dAppuie/relchement.

Anthony DUVAL 79

C in situ: Boutons poussoir

Notion de rebonds

Bouton poussoir: Gestion anti

rebonds Dessiner un ordinogramme de gestion dun BP avec anti rebond:


11/10/2013

21

Anthony DUVAL 81

C in situ: Gestion de Clavier

matricielLe principe de traitement consiste envoyer une info sur une ligne et de lire sielle arrive sur une colonne.

On peut inverser ligne et colonne: criresur les colonnes et lire sur les lignes.)Le principe de traitement consiste envoyer une info sur une ligne et de lire sielle arrive sur une colonne.

(On peut inverser ligne et colonne: criresur les colonnes et lire sur les lignes.)

sources

Datasheets constructeur

Christian DUPATY (acadmie Aix marseille)

Bigonoff

Anthony DUVAL 82

cours 3a dee microcontroleur.pdf

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