multimedia board pour pic32mx4 système de...

MultiMedia Board®

pour PIC32MX4

Manuel utilisateur

Les systèmes de développement MikroElektronika sont des outils irremplaça-bles pour le développement et la programmation des microcontrôleurs. Un choix attentif des composants ainsi que l’utilisation d’appareils de dernière génération pour le montage et le test constitue la meilleure garantie de fi abilité de nos produits. Grâce à leur simplicité, leur nombre important de modules intégrés et d’exemples prêt à l’emploi, tous nos utilisateurs, indépendamment de leur expérience, ont la possibilité de réaliser leur projet de manière rapide et effi cace.

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CHER CLIENT,

Je tiens à vous remercier pour l’intérêt que vous avez porté à nos produits et pour la confi ance que vous avez accordée à MikroElektronika.Notre objectif est de vous fournir des produits de la meilleure qualité possible. En outre, nous continuerons à améliorer nos performances afi n de répondre à vos besoins.

COPYRIGHT ET LIMITES DE RESPONSABILITE:

Tous les produits MikroElektronika sont protégés par la règlementation sur le copyright ainsi que par les traités internationaux du copyright. Ce manuel est également soumis aux lois sur le copyright. Il ne devra en aucun cas être reproduit dans son intégralité ou de façon partielle (de quelque façon que ce soit) sans l’autorisation préalable écrite de MikroElektronika. L’édition PDF du manuel pourra être imprimée pour un usage privé ou une utilisation locale mais en aucun cas dans le cadre d’une distribution. La modifi cation de ce manuel est interdite.

MikroElektronika fournit ce manuel “tel quel”, sans garantie d’aucune sorte, explicite ou implicite, y compris, mais sans limitation les garanties implicites ou les conditions marchandes ou d’adéquation pour un usage particulier.

En aucun cas, MikroElektronika, ses administrateurs, dirigeants, employés ou distributeurs ne pourrons être tenus responsables pour tous dommages indirects, spécifi ques, accessoires ou consécutifs que ce soient (y compris les dommages pour perte de bénéfi ce commercial, interruption d’exploitation commercial, perte d’informations et de données à caractère commercial ou tout autre perte fi nancière) résultant de l’utilisation ou de l’incapacité à pouvoir utiliser les produits MikroElektronika (compilateurs et kits d’évaluation) ou de tout défaut ou erreur dans ce manuel, même si MikroElektronika a été informé de la possibilité de tels dom-mages.

Les produits et les noms de sociétés apparaissant dans ce manuel peuvent être (ou ne pas être) des marques déposées ou des copyrights de leurs sociétés respectives, Leurs utilisations dans ce manuel ne relève que d’un besoin d’identifi cation ou d’explication à l’avantage du propriétaire et sans intention de nuire.

ACTIVITES A HAUTS RISQUES

Les produits MikroElektronika ne sont ni fault-tolerant (résistant aux pannes) ni conçus, fabriqués ou desti-nés à être utilisés ou revendus comme: équipements de contrôle de chaînes de production ou d’assemblage dans des conditions dangereuses nécessitant des performances fail-safe (sécurité intégrée), matériels opérant sur des sites nucléaires, systèmes de navigation et de communication d’avions, équipements de contrôle du trafi c aérien, matériels médicaux d’assistance à la vie ou systèmes d’armement pour lesquels une défaillance logicielle pourrait entraîner la mort, des blessures ou d’importants dégâts physiques ou envi-ronnementaux (“Activités à haut risque”). MikroElektronika et ses fournisseurs déclinent toute responsabilité impliquant la garantie pour toute utilisation dans le cadre d’activités à hauts risques.

Copyright 2003 – 2009 by MikroElektronika. All rights reserved.

Nebojsa MaticGeneral Manager

3MultiMedia BoardMultiMedia Board

MikroElektronika

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TABLE DES MATIERES

Présentation de la MultiMedia Board ................................................................................................ 4 Caractéristiques principales .............................................................................................................. 51.0. Alimentation électrique .............................................................................................................. 62.0. Microcontrôleur PIC32MX4 ........................................................................................................ 83.0. Interface de communication RS-232 ......................................................................................... 94.0 Accéléromètre ........................................................................................................................... 105.0 Capteur de température ............................................................................................................. 116.0. Module ZigBee .......................................................................................................................... 127.0. Joystick ...................................................................................................................................... 138.0. Ecran tactile .............................................................................................................................. 149.0. Mémoire fl ash ............................................................................................................................ 1510.0. EEPROM série ........................................................................................................................ 1611.0. Lecteur MMC/SD .................................................................................................................... 1712.0. Diodes LED ............................................................................................................................. 1813.0. Entrée micro ............................................................................................................................ 1914.0. Sortie audio ............................................................................................................................. 2015.0. Connecteurs USB .................................................................................................................... 2116.0. Programmateur ICD ................................................................................................................ 22

4 MultiMedia BoardMultiMedia Board

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Présentation de la MultiMedia Board

La MultiMedia Board® est un système de développement compact offrant une plateforme idéal pour le développement d’applications multimédia. Le système est commandé par le microcontrôleur 32-bit PIC32MX4XXL programmable par l’intermédiaire des programmateurs externes ICD2® et ICD3® de Microchip®. La MultiMedia Board intègre des fonctionnalités telles que la communication sans fi l ZigBee, la communication série RS-232, un écran tactile TFT 320x240, deux connecteurs USB pour la communication avec le microcontrôleur, un capteur de température, etc.

Système multimédia pouvant être utilisé comme équipement de contrôle indépendant

Affi cheur TFT 320X240 fournissant une palette de 262.000 couleurs

Panneau tactile intégré à l’affi cheur TFT. Ensemble ils forment un écran tactile

Communication ZigBee basée sur le standard IEEE 802.15.4

Joystick intégré au système multimédia

Spécifi cation du système:

Alimentation: par connecteur AC/DC (de 7V à 23V AC ou de 9V à 32V DC); par câble USB (5V DC)Consommation: 50mA en mode idle (quand tous les modules embarqués sont inactifs)Dimensions: 12,6 x 8,9cm (4,9 x 3,5inch)Poids: ~200g (0.5lbs)

Contenu du pack:

Système de développement: MultiMedia BoardCD: product CD contenant le software approprié Câble: Câble USBDocumentation: Manuel MultiMedia Board; Schéma électronique du système

Le programme MPLAB® de Microchip est utilisé pour programmer le microcontrôleur. La liste mise à jour des microcontrôleurs supportés est disponible sur le site web de Microchip: www.microchip.com


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Caractéristiques principales1. Connecteur prise casque2. Connecteur prise micro3. Connecteur USB A HOST 4. Connecteur USB MINI-B5. Capteur de température6. Indicateur d’activité du lecteur MMC/SD7. Diodes LED de signal8. Joystick de navigation

9. Points de connexion (soldering pads)10. Connecteurs du programmateur ICD2 et ICD311. Module optionnel ZigBee12. Connecteur pour communication RS-23213. Connecteur AC/DC 14. Affi cheur TFT 320x24015. Points de connexion (soldering pads)

6

8

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1.0. Alimentation électriqueLe connecteur DC POWER sert d’interface entre la MultiMedia Board et la source électrique. Branchez une alimentation électrique AC ou DC compatible (A) au connecteur DC “POWER” (B) (voir Figure 1-1).

Grâce à la connexion USB, l’alimentation d’un PC peut également être utilisé comme source d’alimentation. Pour cela, il vous faudra un câble USB possédant un connecteur de type A à l’une de ses extrémités (pour le raccordement au PC) et un connecteur de type MINI-B à l’autre (pour la connexion au connecteur USB MINI-B femelle de la multimedia board).

NOTE: Le câble USB avec connecteur MINI-B n’est pas fournit avec le système.

Figure 1-1: Branchement au connecteur DC

21

A

B

Figure 1-3: Branchement au connecteur USB

21

A

B

Figure 1-5: Câble USB pour la connexion au PC

Connecteur USB type A à connecter au PC Connecteur USB MINI-B à connecter à

la multimedia board

Figure 1-2: Connecteur DC branché

Figure 1-4: Connecteur USB branché


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La MultiMedia Board supporte deux types d’alimentations électriques:

1. Alimentation extérieur relié au connecteur DC de la carte de développement; 2. Alimentation +5V via le câble USB. Dans le cas 1, le régulateur de tension MC34063A et le redresseur de Gretz autorisent une alimentation AC (entre 7V et 23V) et DC (entre 9V et 32V). Le circuit de stabilisation en tension MCP36063A fournit une tension de +5V en sortie. L’objectif du régulateur de tension REG1 est d’abaisser la tension de 5V à 3.3V (tension d’alimentation du microcontrôleur) grâce au MCP1825. Le système est prêt à l’emploi dès qu’il reçoit l’une des deux alimentations supportées. Enfi n, notez que la MultiMedia Board peut être connectée aux deux sources d’alimentation électrique à la fois.

Figure 1-8: Schéma de l’alimentation électrique

Figure 1-6: Alimentation

Régulateur de tension

Connecteur DC

Figure 1-7: Connecteur USB MINI-B


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2.0. Microcontrôleur PIC32MX4Le microcontrôleur PIC32MX460F512L intégré à la multimedia board appartient à la famille des microcontrôleur PIC 32-bit de Microchip. Il sert d’interface entres les différents modules de la carte, et par conséquent a de nombreuses applications. Etant performant dans le domaine du traitement de données, le PIC32MX460F512L est le choix parfait pour le développement des dispositifs multimédia.

Figure 2-1: Microcontrôleur PIC32MX4

Ce microcontrôleur possède deux oscillateurs quartz cristal. L’oscillateur 8MHz sert d’horloge principale, tandis que l’oscillateur 32.768 kHz est utilisé comme horloge temps réel (date, heure). Le microcontrôleur PIC32MX460F512L possède également une mémoire fl ash de 512KB et une mémoire RAM de 32KB ainsi que de nombreux modules intégrés: communications SPI et I2C, canaux DMA, broches E/S (85 au total), RTC, oscillateur interne etc.

Le rôle du microcontrôleur est de contrôler les différents modules de la MultiMedia Board. L’accès aux broches du microcontrôleur s’effectue par l’intermédiaire de points de contact (soldering pads) disposés sur les bords de la carte. A chacun des points est associé le nom de la broche. Ce-ci permet d’accéder directement aux broches du microcontrôleur qui ne sont pas utilisées par les modules de la MultiMedia Board. Ainsi, vous pourrez jouir de toutes les capacités du microcontrôleur 32-bit.


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3.0. Interface de communication RS-232La communication UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) est l’un des moyens les plus utilisés pour l’échange d’informations entre un PC et ses périphériques. La communication série RS-232 s’effectue par l’intermédiaire du connecteur SUB-D 9 broches et du module UART du microcontrôleur. La MultiMedia Board est équipée d’un seul port RS-232. Les broches du microcontrôleur utilisées pour une telle communication sont les suivantes: RX - donnée reçue, TX - donnée transmise. Le débit atteint 115 kbps. Le convertisseur de tension MAX3232CDR permet au module UART de recevoir des signaux d’entrées de tensions différentes provenant du PC.

Figure 3-2: Schéma du module RS-232

Figure 3-1: Module RS-232

Connecteur RS-232


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4.0. AccéléromètreLe circuit ADXL345 permet à la MultiMedia Board de mesurer l’accélération, l’orientation spatiale, la gravitation etc. Une de ses fonctions principales est de déterminer l’orientation du contenu graphique de l’affi cheur TFT. La communication entre le ADXL345 et le microcontrôleur s’effectue via l’interface série SPI.

Le circuit intégré ADXL345 est un accéléromètre à trois axes, capable d’effectuer des mesures avec une résolution de 13-bit. Sa petite taille et sa faible consommation le rendent idéal pour les systèmes embarqués.

Figure 4-2: Schéma des connexions entre l’accéléromètre et le microcontrôleur

Figure 4-1: Circuit intégré ADXL345


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5.0. Capteur de températureLa mesure de la température est l’une des opérations de mesure les plus courantes. La MultiMedia Board est capable grâce au MCP9700A de mesurer les températures comprises entre -40oC et +125oC avec une précision de +/-2oC. La température convertie en signal analogique alimente la broche RB8 du microcontrôleur. Ce signal est ensuite numérisé par le convertisseur Analogique/Numérique du microcontrôleur.

Figure 5-2: Schéma de connexions entre le MCP9700A et le microcontrôleur

Figure 5-1: Capteur de température MCP9700A


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6.0. Module ZigBeeMikroElektronika suit de près l’évolution des techniques de communication sans fi l. C’est dans ce contexte que la multimedia board intègre un module ZigBee.

Le fonctionnement du module ZigBee est basé sur le standard IEEE 802.15.4-2003. Zigbee est un protocole de communication basse consommation pour distances courtes. Le module ZigBee MRF24J40MA fournit avec la MultiMedia Board est un module optionnel. Ses principales caractéristiques sont les suivantes: débit de 250kbps, fréquence de fonctionnement de 2.4GHz, consommation ~20mA, couverture atteignant 400m etc. Le microcontrôleur communique avec ce module via l’interface série SPI.

Figure 6-3: Schéma des connexions entres le MRF24J40MA et le module ZigBee

Figure 6-2: Antenne du module ZigBee

Figure 6-1: Module ZigBee MRF24J40MA


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7.0. JoystickLa MultiMedia Board est équipée d’un joystick pouvant bouger suivant quatre directions et être utilisé comme bouton poussoir. Les fonctions associées au joystick sont spécifi ées dans le programme écrit par l’utilisateur et chargé dans le microcontrôleur. le joystick peut donc avoir plusieurs usage comme par exemple servir de navigateur pour un menu utilisateur.

Figure 7-2: Schéma des connexions entre le microcontrôleur et le joystick

Figure 7-1: Joystick


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8.0. Ecran tactileLa MultiMedia Board possède un affi cheur TFT 262.000 couleurs 320x240 recouvert d’un panneau tactile. Ensemble, l’affi cheur TFT et le panneau tactile forment un écran tactile. Celui-ci peut servir à l’affi chage d’images, de vidéos, de menus de navigation etc. Il rend possible la réalisation d’applications interactives comme par exemple un clavier virtuel. L’ajustement du rétro-éclairage de l’écran s’effectue par software via la ligne LCD-BLED.

Figure 8-2: Schéma de connexion entre l’écran tactile et le microcontrôleur

Figure 8-1: Ecran tactile


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9.0. Mémoire FlashAvec le développement des applications multimédia, la demande en espace mémoire devient de plus en plus forte. La multimedia board possède donc une mémoire fl ash additionnelle de 8Mbit. Le circuit intégré M25P80 permet l’utilisation de cette mémoire par le microcontrôleur. Une telle mémoire est connectée au microcontrôleur via l’interface série SPI.

Figure 9-2: Schéma de connexion de la mémoire fl ash et du microcontrôleur

Figure 9-1: Circuit M25P80 et mémoire fl ash 8Mbit


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10.0. EEPROM sérieL’EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) est un module mémoire intégré, destiné à stocker les données ne devant pas être effacées lorsque le courant est éteint. Le 24LC01 est capable de stocker jusqu’à 1Kbit de données. Il utilise la communication série I2C via les broches RA14 et RA15 du microcontrôleur.

Figure 10-2: Schéma des connexions entre l’EEPROM série et le microcontrôleur

Figure 10-1: Circuit intégré 24LC01 et mémoire EEPROM 1Kbit


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11.0. Lecteur MMC/SDLa multimedia board possède un lecteur de cartes MMC/SD. Celui-ci peut être utilisé pour augmenter la capacité mémoire du système ou bien pour exporter des données. L’interface série SPI assure la communication entre le microcontrôleur et la carte MMC/SD. La LED MMC/SD CARD ACTIVITY (LD4) sert à signaler le transfert de données.

Figure 11-3: Schéma des connexions entre le connecteur MMC/SD et le microcontrôleur

Figure 11-1: Connecteur MMC/SD Figure 11-2: Carte MMC/SD


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12.0. Diodes LEDsUne diode LED (Light-Emitting Diode) est une source de lumière couramment utilisée en électronique. Pour chacune des LEDs, l’utilisation d’une résistance pour limiter le courant est indispensable. La tension aux bornes d’une LED standard est de l’ordre de 2.5V tandis que le courant peut varier entre 1mA et 20mA. L’intensité du courant qui traverse les LEDs de la Multimedia board est de 1mA.

La MultiMedia Board est équipée de quatre LEDs pour lesquelles vous pouvez assigner un signal. Ces LEDs sont reliées aux broches d’E/S du microcontrôleur: LD0 - RA0, LD1 - RA1, LD2 - RA2 et LD3 - RA3. La LED POWER sert à indiquer que le système est sous tension, alors que la diode MMC/SD indique l’état d’activité de la carte mémoire.

Figure 12-2: Schéma des connexions entre les LEDs LD1-4 et le microcontrôleur

Figure 12-1: Diodes LED


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13.0. Entrée microUn micro peut être branché au système grâce un connecteur CN7 3.5mm et au circuit intégré WM8731SEDS. Ce circuit est un CODEC stéréo avec driver casque intégré. Sa fonction est de numériser le signal analogique issu du microphone avant de le transmettre au microcontrôleur. En plaçant les jumpers J1 et J2 en position haute (Figure 13-2), la sortie casque du WM8731SEDS (lignes LHPO et RHPO) est connectée à la prise casque CN6 3.5mm .

Figure 13-3: Schéma de connexion du WM8731SEDS avec le microcontrôleur

Figure 13-1: Prise micro CN7 3.5mm Figure 13-2: Jumpers J1 et J2 en position haute


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14.0. Sortie audioLa MultiMedia Board est capable de générer un signal audio par l’intermédiaire des circuits intégrés WM8731SEDS ou MCP6022. Le WM8731SEDS est utilisé pour convertir les données numériques issues du microcontrôleur en signal analogique utilisable par le casque. La communication entre ce circuit intégré et le microcontrôleur s’effectue via l’interface série SPI. Le MCP6022 sert au fi ltrage du PWM généré par le microcontrôleur. Un casque peut être connecté au système par l’intermédiaire de la prise CN6 3.5mm. La fonction des jumpers J1 et J2 est de sélectionner le signal à transférer au connecteur 3.5mm. Lorsque les jumpers J1 et J2 sont en position basse (Figure 14-2), CN6 est alimenté par le signal issu du MCP6022. En position haute, la sortie casque du WM8731SEDS (lignes LHPO et RHPO) est connectée à la prise casque CN6 3.5mm.

VCC3PIC32MX460F512L

RE

4R

B6

RB

7R

A9

RA

10

AV

CC

AG

ND

RB

8R

B9

RB

10

RB

11

GN

DV

CC

RA

1R

F13

RF

12

RB

12

RB

13

RB

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RB

15

GN

DV

CC

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14

RD

15

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4R

F5

RE

3R

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13

RG

12

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14

RE

1R

E0

RA

7R

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RF

1R

F0

EN

VR

EG

VC

AP

RD

7R

D6

RD

5

RD

13

RD

12

RD

3R

D2

RD

1

RD

4

RG15 GNDRC14RC13

RD0RD11RD10

RD9RD8

RA15RA14GND

OSC2OSC1

VCCRA5RA4RA3RA2RG2RG3

VUSBVBUS

RF8RF2RF3

VCCRE5RE6RE7RC1RC2RC3RC4RG6RG7RG8MCLRRG9GNDVCCRA0

RE8RE9RB5RB4RB3RB2RB1RB0

VCC3 VCC3

VCC3

VCC3

VCCA3U15

MCP6022

VOUTA

VINA-

VINA+

GND

VCC

VOUTB

VINB-

VINB+

C4118nF

C4318nF

C4218nF

C4418nF

E16

220uF

E17

220uF

LHP0

LLPO

LLP

O

CN6

PHONEJACK

RHP0

SDO1

SDO1

R61

R63

R60

J1

J2

R62

R3747K

R3647K

1K

1K

1K

1K

VCC3E910uF

VCC3

VCC3

U7

WM8731SEDS

DBVCC

CLKOUT

BCLK

DACDAT

DACLRC

ADCDAT

ADCLRC

HPVDD

LHPOUT

RHPOUT

HPGND

LOUT

ROUT

AVCC

DGND

DCVCC

XTO

XTI/MCLK

SCLK

SDIN

CSB

MODE

LLINEIN

RLINEIN

MICIN

MICBIAS

VMID

AGND

C231nF

C241nF

E14

10uF

SCK1

SDO1

SCL1

SCL1

SDA1

SDA1

LRC

SDI1

LHPO

RHPOR33

R34680

R3547K

R321K

R311K

R58

R59

330

1K

1K

CN7

PHONEJACK

MIC IN

STEREOOUTPUT

X312.288MHz

C22

C21

22pF

22pF

VCCA3VCC3

L2

FB1.5A

SCK1

SDO1

SCL1SDA1

LRC

SDI1

Figure 14-4: Schéma des connexions entre le microcontrôleur et les circuits intégrés WM8731SEDS et MCP6022

Figure 14-1: Prise casque CN6 3.5mm

Figure 14-2: Jumpers J1 et J2 en position basse

Figure 14-3: Jumpers J1 et J2 en position haute


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15.0. Connecteurs USBLa MultiMedia Board est équipée de deux connecteurs USB. Le connecteur USB MINI-B est utilisé pour la connexion au PC. Le connecteur USB A permet la connexion de périphériques (imprimante par exemple) au système. La communication entre les périphériques USB et le microcontrôleur s’effectue via les broches RG2, RG3 et RF3.

Figure 15-2: Schéma de connexion du microcontrôleur aux connecteurs USB

Figure 15-1: Connecteurs USB


MikroElektronika

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16.0. Programmateur ICDLe microcontrôleur intégré à la MultiMedia Board peut être programmé grâce aux programmateurs ICD2 ou ICD3 de Microchip. Afi n d’utiliser ces programmateurs, la carte devra être sous tension. Dans le cas ou le système est alimenté par les programmateurs ICD2 ou ICD3, il est essentiel d’activer l’option appropriée à l’intérieur du programme MPLAB.

Figure 16-2: Schéma des connexions entre le connecteur ICD et le microcontrôleur

Figure 16-1: MultiMedia Board connectée au programmateur ICD3

Pour charger un fi chier .hex dans le microcontrôleur, il faut impérativement fournir un programme approprié. Le programme MPLAB de Microchip vous permet d’écrire un code compatible avec le microcontrôleur et de le charger dans le système. Utilisez l’option Programmer de la fenêtre de programmation de MPLAB afi n de sélectionner le programmateur utilisé.

CHER CLIENT,

Je tiens à vous remercier pour l’intérêt que vous avez porté à nos produits et pour la confi ance que vous avez accordée à MikroElektronika.Notre objectif est de vous fournir des produits de la meilleure qualité possible. En outre, nous continuerons à améliorer nos performances afi n de répondre à vos besoins.

COPYRIGHT ET LIMITES DE RESPONSABILITE:

Tous les produits MikroElektronika sont protégés par la règlementation sur le copyright ainsi que par les traités internationaux du copyright. Ce manuel est également soumis aux lois sur le copyright. Il ne devra en aucun cas être reproduit dans son intégralité ou de façon partielle (de quelque façon que ce soit) sans l’autorisation préalable écrite de MikroElektronika. L’édition PDF du manuel pourra être imprimée pour un usage privé ou une utilisation locale mais en aucun cas dans le cadre d’une distribution. La modifi cation de ce manuel est interdite.

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ACTIVITES A HAUTS RISQUES

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pour PIC32MX4

Manuel utilisateur

Les systèmes de développement MikroElektronika sont des outils irremplaça-bles pour le développement et la programmation des microcontrôleurs. Un choix attentif des composants ainsi que l’utilisation d’appareils de dernière génération pour le montage et le test constitue la meilleure garantie de fi abilité de nos produits. Grâce à leur simplicité, leur nombre important de modules intégrés et d’exemples prêt à l’emploi, tous nos utilisateurs, indépendamment de leur expérience, ont la possibilité de réaliser leur projet de manière rapide et effi cace.

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