spécialité : informatique...

UNIVERSITE LARBI BEN M’HIDI DE OUM EL BOUAGHI

MEMOIRE DE FIN D’ETUDES

en vue de l’obtention du

DIPLOME DE MASTER

Spécialité : INFORMATIQUE INDUSTRIELLE

Etude et réalisation d’un Capacimètre et Voltmètreà base de PIC 16F877

Mémoire de fin d’études soutenu publiquement à Oum El Bouaghi

Le 11 juin 2015

Par : MEFTAH Abdeljalil Dirigé par :Dr. AITKAKI Abdelaziz

Année universitaire : 2014/2015

Filière de génie électrique

FACULTE DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIEDEPARTEMENT DES SCIENCES ET TECHNOLOGIE

Tout d’abord, nous remercions

bonne santé, la volonté et de la Patience

pour réaliser et munir à bien ce

J’adresse nos sincères remerciements à mon encadreur: Dr

Pour tout ce qu’il nous a donné

savoir, Et de ses conseils

Aussi pour

A tous les enseignants qui ont contribué à

Dr.farah eddine

Nos remerciements vont également à toutes les personnes qui

ont contribué, de près ou de loin,

Enfin, nous ne finirons

tous nos collègues de la Promotion

Informatique Industrielle

Tout d’abord, nous remercions ALLAH, le tout puissant de la

bonne santé, la volonté et de la Patience Qu’il nous a donnée

réaliser et munir à bien ce travail.


Aitkaki A.Aziz

qu’il nous a donné: de son temps,

de ses conseils précieux, Nous Le remercions

Aussi pour sa patience, sa bonté et compréhension

A tous les enseignants qui ont contribué à mon

Dr.farah eddine, je présente mon profonde Gratitude


ont contribué, de près ou de loin, Au bon déroulement de

mon formation…

Enfin, nous ne finirons pas sans exprimer nos remerciements à

tous nos collègues de la Promotion

Informatique Industrielle 2014/2015

A.jalil

le tout puissant de la

Qu’il nous a donnée


, de son

précieux, Nous Le remercions

bonté et compréhension.

Formation

profonde Gratitude….


Au bon déroulement de

pas sans exprimer nos remerciements à

Je dédie ce mémoire:

A mes Parents

encouragé à poursuivre mes études

A mes

A toute la famille

A tous

Youcef

A tous qui se donnent à fond à la recherche

A la promotion

Sans

MEFTAH ABDELJALIL..........

Dédicace

Je dédie ce mémoire:

«que ALLAH les protège» qui m’ont

encouragé à poursuivre mes études, A mes chères

Frères et Sœurs …

A mes Oncles et Tantes…

A toute la famille MEFTAH …

A tous mes très chers amis surtout

oucef, Abdelrahman,Yacinne


scientifique…

A la promotion Informatique Industrielle 201

Sans oublier tous mes Cousins…

MEFTAH ABDELJALIL..........

» qui m’ont

mes chères

surtout:


2013…

Sommaire

Introduction générale…………………………………………………………………1Chapitre I présentation des composants d'un capacimètre voltmètre à affichagenumérique

I.1. Introduction :................................................................................................................................. 3

I.2. Le circuit intégré NE555 :............................................................................................................. 3

I.2.1. Principe de fonctionnement : .................................................................................................... 3

I.2.1.1. Principe de fonctionnement en Monostable ............................................................................ 4

I.2.1.2. Principe de fonctionnement en astable.................................................................................... 5

I.3. L’oscillateur Quartz ..................................................................................................................... 6

I.3.1. Effet piézoélectrique : ................................................................................................................ 7

I.3.2. Modélisation : ............................................................................................................................ 7

I.3.3. Caractéristiques :........................................................................................................................ 8

I.3.3.1. Tenue en température :........................................................................................................ 8

I.3.3.2. Vieillissement :.................................................................................................................... 9

I.3.3.3. Facteur de qualité : .............................................................................................................. 9

I.3.3.4. Résonance série/parallèle ........................................................................................................ 9

I.3.3.5. Fréquences non désirées :.................................................................................................. 10

I.4. Afficheurs LCD ......................................................................................................................... 10I.4.1.Principedescristauxliquides :.............................................................................................. 11

I.4.2. Afficheurs LCD alphanumériques ........................................................................................... 11

I.4.2.1. Brochage ............................................................................................................................... 12

I.4.2.2. Les commandes..................................................................................................................... 12

I.4.2.3. Fonctionnement..................................................................................................................... 13

a) Le mode 8 bits ............................................................................................................................... 13

b) Le mode 4 bits............................................................................................................................... 13

I.4.2.4. Initialisation de l'afficheur LCD en mode 4 bits: .................................................................. 14

I.4.2.5. La DDRAM........................................................................................................................... 14

I.5. Conclusion ........................................................................................................................ 15

Chapitre II : Présentation du microcontrôleur PIC 16F877

II.1.Introduction.................................................................................................................. 17

II.2. Généralités sur les PICs ................................................................................................... 17

II.2.1. Définition ..................................................................................................................... 17

II.2.2.Les avantages du microcontrôleur ................................................................................. 17

II.2.3. Les différentes familles des PICs.................................................................................. 18

II.2.4.Identification du PIC...................................................................................................... 18

II.3. Choix d'un microcontrôleur ............................................................................................. 19

II.3.1. Le microcontrôleur PIC 16F877 ................................................................................... 19

II.3.2. Caractéristiques générales ............................................................................................ 20

II.4. Architecture externe......................................................................................................... 21

II.5. Architecture interne ......................................................................................................... 22

II.5.1. Les ports entrée/sortie................................................................................................... 23

II.5.1.1. Port A......................................................................................................................... 23

II.5.1.2. Port B......................................................................................................................... 23

II.5.1.3. Port C......................................................................................................................... 23

II.5.1.4. Port D......................................................................................................................... 23

II.5.1.5. Port E ......................................................................................................................... 24

II.5.2. Les particularités électriques ........................................................................................ 24

II.5.3. Les mémoires du PIC 16F877 ...................................................................................... 24

II.5.3.1. La mémoire FLASH ................................................................................................. 24

II.5.3.2. La mémoire RAM ..................................................................................................... 24

II.5.3.3. L’EPROM Interne ..................................................................................................... 25

II.5.4. Les TIMERS................................................................................................................. 25

II.5.4.1. TIMER 0.................................................................................................................... 25

II.5.4.2. TIMER 1.................................................................................................................... 25

II.5.4.3. TIMER 2.................................................................................................................... 26

II.5.5. Watchdog...................................................................................................................... 26

II.5.6. L’oscillateur.................................................................................................................. 26

II.5.7. Les principaux registres du PIC 16F877....................................................................... 27

II.5.7.1. Le registre « Status » ................................................................................................. 27

II.5.7.2. Le registre « Option » ................................................................................................ 28

II.5.7.3. Le registre « INTCON » (INTerrupt CONtrol) ......................................................... 29

II.5.7.4. Le registre du travail « W » ....................................................................................... 30

II.5.7.5. Le registre PIE1 ........................................................................................................ 30

II.5.7.6. Le registre PIR1......................................................................................................... 30

II.5.7.7. Le registre PIE2 ......................................................................................................... 30

II.5.7.8. Le registre PIR2......................................................................................................... 31

II.5.7.9. Le registre « ADCON0 » ........................................................................................... 31

II.5.7.10. Le registre « ADCON1 » ......................................................................................... 31

II.6. Conclusion ....................................................................................................................... 31

Chapitre III : Etude et réalisation pratique du Voltmètre/Capacimètre à base

dePIC16F877

III.1. Introduction : .................................................................................................................. 33

III.2. Présentation générale du projet : .................................................................................... 33

III.3. Les différents blocs : ...................................................................................................... 34

III.4. Etude et réalisation du Voltmètre/Capacimètre:............................................................. 35

III.4.1. Partie Logiciel-Simulation : .................................................................................................. 35

III.4.1.1. Présentation de PROTEUS :........................................................................................... 35

III.4.1.1.1. Logiciel ISIS................................................................................................................ 35

III.4.1.1.2. Logiciel ARES............................................................................................................. 37

III.4.2. Programmation du PIC.......................................................................................................... 39

III.4.2.1. Présentation de Compilateur mikroC pro pour PIC 16F788 .......................................... 39

III.4.2.2. Organigramme du programme implanté dans le microcontrôleur :............................... 40

III.4.2.3. Etapes de programmation du PIC avec le logiciel WINPIC 800 : ................................ 42

III.4.3. Partie électronique....................................................................................................... 43

III.5. Réalisation de la carte électronique :.............................................................................. 45

Conclusion……………………………………………………………………………………47

Conclusion général …………………………………………………………………………..49

Bibliographie …………………………………………………………………………………

Annexe………………………………………………………………………………………….

Résumé…………………………………………………………………………………………

Liste des figures

Chapitre 1

Figure.1. Schéma bloc simplifié du NE555 ..................................................................................... 4

Figure.2. Diagramme du NE555 en configuration Monostable ...................................................... 5

Figure.3. Diagramme du NE555 en configuration astable .............................................................. 6

Figure.4. Symbole et circuit équivalent d'un quartz ........................................................................ 7

Figure.5. Représentation de types d’afficheurs LCD à cristaux liquides ...................................... 11

Figure.6. Lignes d’adressage de la DDRAM ................................................................................ 15

Chapitre II

Figure.1. PIC 16F877 ................................................................................................................... 20

Figure.2. Brochage du PIC 16F877 ............................................................................................... 21

Figure.3. Architecture Interne du PIC16F877 ............................................................................... 22

Chapitre III

Figure.1. Les différentes phases de la réalisation .......................................................................... 32

Figure.2. Démarrage du simulateur PROTEUS ............................................................................ 34

Figure.3. Illustration du démarage de l’ISIS ................................................................................. 35

Figure.4. Schéma électronique du voltmétre/Capacimétre à base de PIC16F877 ......................... 36

Figure.5. Illutration du démarage de l’ARES ............................................................................... 37

Figure.6. Dessin du montage de l’appareil de mesure sur l’ARES ............................................... 37

Figure.7. Le circuit de l’appareil de mesure en 3D ...................................................................... 38

Figure.8. Page de démarrage du simulateur MicroC .................................................................... 39

Figure.9. Figure (III.9). Le programmateur JDM ......................................................................... 41

Figure.10. Figure (III.10) schéma de bloc Voltmètre .................................................................... 42

Figure.11. Figure (III.11) schéma de bloc de Capacimètre .......................................................... 43

Figure.12. schéma de bloc d’alimentation .................................................................................... 43

Figure.13. Figure (III.13) schéma de bloc Sélecteur à deux états (capacimètre ou voltmètre) .... 43

Figure (III.14) schéma de bloc d’affichage LCD .......................................................................... 44

Figure (III.15). Mesure de tension électrique avec affichage simultané sur l’afficheur LCD et sur

multimètre numérique en fonction voltmètre sur plaque d’essai .................................................. 45

Figure (III.16). Montage de l’appareil utilisé en fonction Capacimètre avec affichageLCD ........ 45

Figure. III.17 Typon réalisé du montage du Voltmètre/Capacimètre à base de PIC16F877 ......... 45

Liste des tableaux Chapitre I

Tableau.1. Tableau de Brochage en mode Alphanumérique……………………………………………….12

Tableau.2. Tableau des commandes en mode Alphanumérique………………………………… ........ 13

Tableau.3. Tableau d’initialisation de l’afficheur LCD 4 bits en mode Alphanumérique.. ...... 14

Chapitre II

Tableau.1. Caractéristiques du PIC 16F877…………………………….………………………20

.Tableau.2. Les différents bits de registre Status ........................................................................ 28

Tableau.3. Les différents bits de registre Option ....................................................................... 29

Tableau.4. Configuration des bits (PS0 :PS2) de registre option pour effectuer Les prés diviseurs

………………………. ............................................................................................................. 30

Tableau.5. Les différents bits de registre INTCON Bit Au………………………….. ............... 30

Introduction générale

INTRODUCTION GENERALE

Le but de ce projet est la mise au point d’un appareil de mesure à base de PIC16F877 possédant

deux fonctions de mesure, et qui permettra de mesurer une tension électrique dans la gamme (0-

10v) et d’une capacité de type électrolytique ou à isolant dans la gamme (1nF-9999µF).

La mesure de tension électrique et de capacité possède des applications vastes en

électronique analogique. Aujourd'hui beaucoup de méthodes de mesure permettent cela en

faisant appel aux différentes méthodes de mesures électrique et électronique en utilisant par

exemple différents types de circuits et de ponts de mesure.

Pour cela, ce projet comporte quatre chapitres :

-Le premier chapitre présente des généralités sur le principe de fonctionnement des voltmètres et

capacimètres à affichage numérique, ainsi que sur les circuits électroniques constituant notre

voltmètre/capacimètre à base de PIC16F877 (Monostable NE555, Oscillateur à quartz, Diode,

Afficheur LCD).

-Le deuxième chapitre permet de décrire le microcontrôleur PIC16F877 utilisé, et son mode

de fonctionnement

-Le troisième chapitre sera consacré à l’étude des circuits électroniques utilisés ainsi

que la description du fonctionnement de notre appareil de mesure, le programme du

microcontrôleur utilisé ainsi qu’à la réalisation pratique de notre appareil de mesure.

CHAPITRE I

Présentation des composants

d’un voltmètres et capacimètres à

affichage digital

Chapitre I Description générale du fonctionnement des Composants externes au PIC16F877

3

I.1. Introduction :

Dans ce premier chapitre, nous décrivons le principe général de fonctionnement du

Monostable NE555, l’oscillateur Quartz ainsi que les afficheurs LCD.

Ces composants constituent avec les composants électriques et électroniques (Capacités,

Résistances, Diode) la partie électronique externe au Microcontrôleur utilisé pour la mesure

de la tension électrique et la capacité d’un condensateur électrolytique ou à isolant.

I.2. Le circuit intégré NE555 [1]:

Le NE555 (plus couramment nommé 555) est un circuit intégré utilisé pour la temporisation

ou en mode multivibrateur. Le NE555 a été créé en 1970 par Hans R. Camenzind et

commercialisé en 1971 par Signe tics (maintenant NXP Semiconductors). Ce composant est

toujours utilisé de nos jours en raison de sa facilité d'utilisation, son faible coût et sa stabilité.

Un milliard d'unités sont fabriquées par an.

Le NE555 contient 23 transistors, 2 diodes et 16 résistances1 qui forment 4 éléments :

-Deux amplificateurs opérationnels de type comparateur ;

-une porte logique de type inverseur ;

-et une bascule Set-Reset.

Le NE555 peut fonctionner selon trois modes : monostable, astable ou bistable.

Le circuit NE555 est utilisé par exemple dans des montages simples nécessitant peu de

composants et une conception rapide (clignotement de LED, mesure de température…).

Pour notre cas nous avons utilisé un NE555 en montage Monostable.

I.2.1. Principe de fonctionnement [1,2] :

On peut voir à partir du schéma bloc les différents composants du NE555 , soit :

-2 comparateurs (jaune et rose pâle) ;

-3 résistances configurées en diviseur de tension. Les deux tensions respectivement de 1/3 et

2/3 de Vcc servent de références aux comparateurs (vert) ;

-1 bascule SET-RESET contrôlée par les comparateurs (indigo) ;

-1 inverseur (fuchsia) ;

-1 transistor pour décharger le condensateur de temporisation (cyan).

L'opération du NE555 suit la logique de fonctionnement du schéma en bloc présenté en


Figure.1 et peut prendre 4 états différents

-Le signal RESET est à un niveau bas

décharge s'active et la sortie reste impérativement à un niveau bas. Aucune autre opération

n'est possible.

-Le signal TRIG est inférieur à 1/3 de VCC

un niveau haut, le transistor de décharge est désactivé.

-Le signal THRES est supérieur à 2/3 de VCC

sortie est à un niveau bas, le transistor de décharge s'active.

-Les signaux THRES et TRIG sont respectivement inférieurs à 2/3 de VCC et supérieurs

à 1/3 de VCC : la bascule conserve son état précédent de même que pour la sortie et le

transistor de décharge.

Figure

I.2.1.1. Principe de fonctionnement en Monostable

L'utilisation du NE555 en configuration

durée définie seulement à l'aide d'une résistance et d'un condensateur comme illustrée dans le

schéma ci-contre. Une impuls

l'entrée du circuit (TRIG) (Figure.2).

Immédiatement après l'application du front descendant la bascule interne est activée ainsi que

la sortie. Du même coup, le transistor de décharge est d

de se charger à travers la résistance R. La forme d'onde aux bornes du condensateur est celle

d'un circuit de premier ordre RC

croissante. Lorsque cette exponentielle atteint une valeur égale à deux tiers de la tension


4

et peut prendre 4 états différents :

Le signal RESET est à un niveau bas : La bascule est remise à zéro, le transistor de


TRIG est inférieur à 1/3 de VCC : la bascule est activée (SET) et la sortie est à

un niveau haut, le transistor de décharge est désactivé.

Le signal THRES est supérieur à 2/3 de VCC : la bascule est remise à zéro (RESET) et la

le transistor de décharge s'active.

Les signaux THRES et TRIG sont respectivement inférieurs à 2/3 de VCC et supérieurs

: la bascule conserve son état précédent de même que pour la sortie et le

Figure.1.Schémablocsimpli iéduNE555

I.2.1.1. Principe de fonctionnement en Monostable [2,3] :

L'utilisation du NE555 en configuration monostable permet de générer une impulsion d'une


contre. Une impulsion est engendrée suite à l'application d'un front descendant à

(Figure.2).


la sortie. Du même coup, le transistor de décharge est désactivé permettant au condensateur C


RC face à un échelon de tension, c'est-à-dire une exponentielle



: La bascule est remise à zéro, le transistor de


: la bascule est activée (SET) et la sortie est à

: la bascule est remise à zéro (RESET) et la

Les signaux THRES et TRIG sont respectivement inférieurs à 2/3 de VCC et supérieurs

: la bascule conserve son état précédent de même que pour la sortie et le

permet de générer une impulsion d'une


ion est engendrée suite à l'application d'un front descendant à


ésactivé permettant au condensateur C


dire une exponentielle



d'alimentation Vcc, la bascule interne est désactivée ramenant la sortie et le condensateur à

zéro. La durée de l'impulsion

………………………………. (1)

Figure.2. Diagramme du NE555 en configuration Monostable

On trouve également le schéma du 555 en monostable redéclenchable, qui est à l'identique

excepté le pin 4 Reset reliée au trigger

même si l'impulsion précédente n'est pas terminée.

I.2.1.2. Principe de fonctionnement en astable

La configuration astable permet d'utiliser le NE555 comme

condensateur permettent de modifier la fréque

L'arrangement des composants est tel que présenté par le schéma ci

cette configuration, la bascule

train d'impulsion perpétuelle.

Une oscillation complète est effectuée lorsque le condensateur se charge de 1/3 de Vcc jusqu'à

2/3 de Vcc. Lors de la charge, les résistances Ra et Rb sont en série

mais la décharge s'effectue à travers de Rb seulement. C'est de cette façon que le rapport

cyclique peut être modifié. La fréquence d'oscillations

suivent les relations suivantes


5


est donnée par la formule suivante :

………………………………. (1)



pin 4 Reset reliée au trigger : à chaque impulsion d'entrée le timer est réinitialisé

même si l'impulsion précédente n'est pas terminée.

I.2.1.2. Principe de fonctionnement en astable [1] :

permet d'utiliser le NE555 comme oscillateur. Deux résistances et un

condensateur permettent de modifier la fréquence d'oscillations ainsi que le

L'arrangement des composants est tel que présenté par le schéma ci-contre

cette configuration, la bascule est réinitialisée automatiquement à chaque cycle générant un


2/3 de Vcc. Lors de la charge, les résistances Ra et Rb sont en série avec le condensateur,


cyclique peut être modifié. La fréquence d'oscillations ainsi que le rapport cyclique

:

………………………. (2)

………………………… (3



………………………………. (1)



: à chaque impulsion d'entrée le timer est réinitialisé

. Deux résistances et un

nce d'oscillations ainsi que le rapport cyclique.

contre (Figure.3). Dans

est réinitialisée automatiquement à chaque cycle générant un


avec le condensateur,


ainsi que le rapport cyclique


Figure.3.DiagrammeduNE555encon igurationastable

Les formes des ondes de sortie

sont représentées en Annexe1.

1.3. L’oscillateur Quartz [3,4

En électronique, un quartz est un

une fréquence stable lorsqu'il

remarquables du minéral de quartz

précises, ce qui en font un élément important en

électronique analogique. Les propriétés piézoélectriques du quartz qui sont à la base de son

emploi en électronique ont été découvertes par les frères Pierre et Jacques Curie en 1880.

Le premier oscillateur électronique stabilisé par un cristal de quartz fut réalisé en 1918.

Le quartz est un minéral composé de

l'aspect du verre, il a la forme d'un prisme hexagonal régulier terminé à l'une ou à se

extrémités par des pyramides hexagonales. Les atomes du quartz sont disposés en ordre

régulier, selon un motif répété de manière tridimensionnelle.

Les quartzs sont conçus pour vibrer à des fréquences allant de la dizaine de

quelques dizaines de mégahertz

milliards (2×109) chaque année. La

une base de temps dans les circuits électroniques

de test et de mesure, tels que

oscillateurs à hautes fréquences ou

les systèmes de radiocommunication, pour les références de fréquences, mais aussi pour

réaliser des filtres de bande étroits.

Pour notre appareil de mesure conçu nous avons pris un quartz de


6


Les formes des ondes de sortie du NE555 en fonctionnement Monostable, astable et Bistable

.

[3,4,11] :

, un quartz est un composant qui possède comme propriété utile d'

une fréquence stable lorsqu'il est stimulé électriquement. Les propriétés

minéral de quartz permettent d'obtenir des fréquences d'oscillation très

précises, ce qui en font un élément important en électronique numériqu

Les propriétés piézoélectriques du quartz qui sont à la base de son



composé de dioxyde de silicium de formule SiO2

l'aspect du verre, il a la forme d'un prisme hexagonal régulier terminé à l'une ou à se


régulier, selon un motif répété de manière tridimensionnelle.

sont conçus pour vibrer à des fréquences allant de la dizaine de

mégahertz. La production mondiale de quartz électronique

) chaque année. La plupart sont destinés aux montres à quartz

circuits électroniques. On trouve des quartz dans les équipements

de test et de mesure, tels que compteurs, générateurs de signaux à basses fréquences

à hautes fréquences ou oscilloscopes. Les quartz sont également très utilisés dans


réaliser des filtres de bande étroits.

Pour notre appareil de mesure conçu nous avons pris un quartz de 20 Mhz.



du NE555 en fonctionnement Monostable, astable et Bistable

qui possède comme propriété utile d'osciller à

est stimulé électriquement. Les propriétés piézoélectriques

permettent d'obtenir des fréquences d'oscillation très

électronique numérique ainsi qu'en

Les propriétés piézoélectriques du quartz qui sont à la base de son



(silice). Le cristal a

l'aspect du verre, il a la forme d'un prisme hexagonal régulier terminé à l'une ou à ses deux


sont conçus pour vibrer à des fréquences allant de la dizaine de kilohertz, à

quartz électronique est de deux

montres à quartz, et pour fournir

. On trouve des quartz dans les équipements

générateurs de signaux à basses fréquences,

. Les quartz sont également très utilisés dans



1.3.1. Effet piézoélectrique :

N'importe quel matériau suffisamment élastique pourrait être utilisé comme oscillateur, car

tout objet possède une fréquence de résonance propre. Par

élastique et a souvent été utilisé comme oscillateur mécanique avant l'avènement du quartz.

La fréquence de résonance dépend de la taille, de la forme, de l'élasticité et de la dispersion

sonore du matériau. Les quartz

parallélépipède. Les quartz BF, typiquement ceux utilisés dans les montres à quartz, ont la

forme d'un diapason. Pour les applications ne nécessitant pas une grande précision, un

résonateur céramique bon marché est utilisé à la place du quartz.

1.3.2. Modélisation :

Figure.4. Symbole et circuit équivalent d'un quartz

Un quartz peut être modélisé comme un circuit électrique possédant deux fréquences de

résonance proche l'une de l'autre, l'une à faible

(parallèle). L'impédance du circuit peut s'écrire

Où : est la fréquence complexe (

…………………………

……………………….


7

:


tout objet possède une fréquence de résonance propre. Par exemple l'acier est un matériau très



sonore du matériau. Les quartz HF sont généralement taillés sous forme d'un simple



marché est utilisé à la place du quartz.

Symbole et circuit équivalent d'un quartz [3]


l'une de l'autre, l'une à faible impédance (série), et l'autre à haute impédance

(parallèle). L'impédance du circuit peut s'écrire :

………………………………. (4)

est la fréquence complexe ( ).

…………………………(5) Ws : est la pulsation de résonance série

……………………….(6) est la pulsation de résonance parallèle



exemple l'acier est un matériau très



HF sont généralement taillés sous forme d'un simple



3]


(série), et l'autre à haute impédance

est la pulsation de résonance série

est la pulsation de résonance parallèle


8

La capacité Co dépend de la configuration physique et du type de taille du quartz. Pour un

quartz de taille AT, c'est pratiquement la capacité constituée par les métallisations du quartz,

et elle est de l'ordre de quelques pF. La fréquence de résonance série (donnée par L1-C1) ne

dépend pas de Co. À cette fréquence, le quartz est pratiquement équivalent à la résistance R1,

qui est de quelques ohms à quelques dizaines d'ohms.

Les éléments L1 et C1 sont des éléments fictifs qui modélisent le résonateur. A la résonance

série, l'impédance de C1 est égale en module à l'impédance de L1. Cette impédance est égale

à Q fois R1. Comme le coefficient de surtension Q est de plusieurs milliers, on voit aisément

que cette impédance est très grande: la capacité C1 se chiffre en femtofarads, et la self L1 se

chiffre en millihenrys.

L'ajout d'un condensateur en dérivation, donc en parallèle sur Co, va provoquer une

diminution de la fréquence de résonance parallèle du quartz. Ce phénomène peut être utilisé

pour régler la fréquence suivant le besoin. Les fabricants prennent en compte ce point lors de

la découpe du quartz pour avoir la fréquence correcte pour une charge donnée. Par exemple,

un quartz 32,768 kHz - 6 pF ne fonctionnera à cette fréquence que s'il est utilisé avec un

circuit dont la capacité est de 6 pF.

1.3.3. Caractéristiques :

1.3.3.1. Tenue en température :

Le quartz a la particularité de ne pas beaucoup changer de taille avec la température. Donc la

fréquence de résonance, qui dépend de la taille, sera relativement constante. Par exemple un

quartz taillé en diapason sera généralement dimensionné pour avoir une courbe de

température parabolique centrée sur 25 °C, de sorte que la fréquence varie peu autour de la

température ambiante. Un ordre d'idées pour un quartz de 32 kHz en diapason est de -0.04

ppm/°C², selon la loi :

…………………………….. (7)

Cela signifie qu'un système utilisant ce quartz et correctement calibré à la température

ambiante, perdrait 2 minutes par an à la température de +15/+35 °C, et 8 minutes par an à la

température de +5/+45 °C.


9

Si on veut une stabilité supérieure, on sera obligé de passer sur des fréquences plus élevées,

de 3 à 30 MHz en fondamentale, en taille dite AT. La courbe de la fréquence en fonction de la

température est alors une fonction du troisième degré dont le point d'inflexion peut être à

20 °C. On peut ainsi obtenir des stabilités de l'ordre de 30 ppm entre -40 et +85 °C, ou bien de

5 ppm entre -15 °C et +60 °C, selon l'angle de taille adopté.

Pour éviter ce décalage pour des applications critiques, le quartz peut être monté dans un

dispositif contrôlé en température : on parle de Oven Controlled Crystal Oscillator (OCXO).

1.3.3.2. Vieillissement :

La fréquence de résonance d'un quartz peut très légèrement varier à long terme, ce qui peut

poser des problèmes pour les applications qui demandent une très grande stabilité. On

constate en général les premières années une diminution de la fréquence de l'ordre de 0,5 ppm

par an. La fréquence se stabilise ensuite au bout de plusieurs années. Certains fabricants

proposent ainsi des quartzs artificiellement vieillis, par des cycles de température.

1.3.3.3. Facteur de qualité :

Un circuit oscillateur à quartz entretient les oscillations en prélevant la tension sur le quartz,

en l'amplifiant, et en la réinjectant dans le quartz. Le taux d'expansion/contraction du quartz

est la fréquence de résonance, déterminée par la forme et la taille du minéral.

Typiquement un quartz présente 2 bornes conductrices, de part et d'autre de celui-ci. Au

démarrage, le circuit applique une tension alternative aléatoire, et ce bruit va par chance

tomber sur la fréquence de résonance du quartz. Celui-ci va alors agir comme un filtre et

amplifier cette fréquence en atténuant les autres.

Le facteur de qualité d'un quartz représente cette capacité à filtrer très précisément cette

fréquence pure tout en rejetant les harmoniques et le bruit. On parle aussi de sélectivité.

Ce facteur Q est généralement compris pour un oscillateur à base de quartz entre 104 et 106, la

qualité maximum étant estimée à Q = 1,6×107/f, avec f la fréquence de résonance en MHz.

1.3.3.4. Résonance série/parallèle :

Un quartz peut osciller à sa fréquence série ou parallèle. La fréquence série est quelques kHz

en dessous de la fréquence parallèle. Les quartz de moins de 30 MHz oscillent généralement

entre la fréquence série et la fréquence parallèle, ce qui signifie que l'impédance du quartz

apparaît comme inductive. Un condensateur additionnel va ainsi diminuer la fréquence de


10

résonance pour la rapprocher de sa fréquence série. Pour que le quartz fonctionne à sa

fréquence nominale en mode parallèle, il faut que la capacité équivalente du circuit actif

présenté au quartz soit celle spécifiée par le constructeur.

Les quartz au-delà de 30 MHz (jusqu’à 200 MHz) utilisent la résonance série, avec une

impédance minimale égale à la résistance série. Pour cette raison la résistance série est

spécifiée (<100 Ω), contrairement à la capacité parallèle.

Pour des fréquences supérieures à quelques dizaines de MHz, on utilise une résonance série

sur des multiples impairs de la fréquence fondamentale: c'est le mode de résonance dit

"overtone". Ces quartz oscillent directement sur des fréquences proches de multiples impairs

de la fondamentale (3e, 5e, voire 7e harmonique). Cette sélection est toujours faite par un

circuit LC additionnel.

1.3.3.5. Fréquences non désirées :

Pour les quartz utilisant la résonance série et à certains points de température, des réponses

non désirées peuvent être observées. Elles sont généralement de quelques kHz en dessous de

la fréquence désirée. Cela peut apparaître même si la résistance série est supérieure à celle de

la fréquence de base. Ce phénomène est généralement évité par l'utilisation de circuits

d'oscillation à faible impédance pour augmenter la différence de résistance série et stabiliser

le quartz sur la fréquence de base.

1.4. Afficheurs LCD [4,9,10,11]:

Les afficheurs à cristaux liquides, autrement appelés afficheurs LCD (Liquid Crystal Display),

sont des modules compacts intelligents et nécessitent peu de composants externes pour un bon

fonctionnement. Ils consomment relativement peu (de 1 à 5 mA), sont relativement bons

marchés et s'utilisent avec beaucoup de facilité.

Plusieurs afficheurs sont disponibles sur le marché et diffèrent les uns des autres, non

seulement par leurs dimensions, (de 1 à 4 lignes de 6 à 80 caractères), mais aussi par leurs

caractéristiques techniques et leur tension de service. Certains sont dotés d'un rétro éclairage

de l'affichage. Cette fonction fait appel à des LED montées derrière l'écran du module,

cependant, cet éclairage est gourmand en intensité (de 80 à 250 mA).

Ils sont très utilisés dans les montages à microcontrôleur, et permettent une grande

convivialité. Ils peuvent aussi être utilisés lors de la phase de développement d'un programme,

car on peut facilement y afficher les valeurs de différentes variables.


11

Il existe 2 types d'afficheurs LCD:

-Les afficheurs LCD alphanumériques.

-Les afficheurs LCD graphiques.

Figure.5. Représentation de trois types d’afficheurs LCD à cristaux liquides [4]

Il est à signaler que pour notre cas on a utilisé pour l’affichage un afficheur Alphanumérique à

4 bits.

1.4.1. Principe des cristaux liquides :

L'afficheur est constitué de deux lames de verre, distantes de 20 µm environ, sur lesquelles

sont dessinées les mantisses formant les caractères. L'espace entre elles est rempli de cristal

liquide normalement réfléchissant (pour les modèles réflectifs). L'application entre les deux

faces d'une tension alternative basse fréquence de quelques volts (3 à 5 V) le rend absorbant.

Les caractères apparaissent sombres sur fond clair. N'émettant pas de lumière, un afficheur à

cristaux liquides réflectif ne peut être utilisé qu'avec un bon éclairage ambiant. Sa lisibilité

augmente avec l'éclairage. Les modèles transmissifs fonctionnent différemment: normalement

opaque au repos, le cristal liquide devient transparent lorsqu'il est excité; pour rendre un tel

afficheur lisible, il est nécessaire de l'éclairer par l'arrière, comme c'est le cas pour les modèles

rétroéclairés.

1.4.2. Afficheurs LCD alphanumériques :

Il existe 2 types d'afficheurs LCD alphanumériques. Les compatibles Hitachi 44780, et les

autres qui fonctionnent différemment. Mais les plus courant, et les moins chers sont

compatibles Hitachi 44780, c'est pourquoi nous ne nous intéresserons qu'à ce modèle. Pour les


autres, la seul façon de savoir comment les commander et de bien lire le datasheet de

l'afficheur en question.

Il existe également des afficheurs LCD série et parallèle. Les afficheurs séries sont

formats I2C. Nous allons traiter uniqueme

1.4.2.1. Brochage :

Tableau.1. Tableau de Brochage en mode Alphanumérique

1.4.2.2. Les commandes :


12


Il existe également des afficheurs LCD série et parallèle. Les afficheurs séries sont

I2C. Nous allons traiter uniquement les afficheurs parallèles.

Tableau.1. Tableau de Brochage en mode Alphanumérique



Il existe également des afficheurs LCD série et parallèle. Les afficheurs séries sont aux

[3,11]


13

Tableau.2. Tableau des commandes en mode Alphanumérique [3]

1.4.2.3. Fonctionnement :

Les afficheurs LCD parallèle possèdent 2 modes de fonctionnement, qui sont très proches l'un

de l'autre. Le mode 8 bits, et le mode 4 bits.

a) Le mode 8 bits :

Dans ce mode, il faut envoyer les données à l'afficheur par le biais des pins D0 à D7.

Il faut également utiliser les pins :

1-R/W : pour définir un envoi ou une réception de donnée

2-RS : pour définir si on envoi une commande à l'afficheur ou une donnée

3-E : pour valider la donnée envoyée ou reçu.

Conclusion, en mode 8 bits, on va placer les données à envoyer à l'afficheur sur D0 à D7,

sélectionner un envoi ou une réception avec R/W, d'une donnée ou d'une commande avec RS,

et valider en envoyant une impulsion sur E d'au moins 450ns.

b) Le mode 4 bits :

Dans ce mode, on envoi les données à l'afficheur uniquement par le biais des pins D4 à D7.

Il faut également utiliser les pins :

1-R/W : pour définir un envoi ou une réception de donnée


14

2-RS : pour définir si on envoi une commande à l'afficheur ou une donnée

Tableau.3.Tableaud’initialisationdel’af icheurLCD4bitsenmodeAlphanumérique [9]

3-E : pour valider la donnée envoyée ou reçu.

En mode 4 bits, on va placer les 4 bits de poids fort à envoyer à l'afficheur sur D4 à D7,

sélectionner un envoi ou une réception avec R/W, d'une donnée ou d'une commande avec RS,

et valider en envoyant une impulsion sur E d'au moins 450ns, puis placer les 4 bits de poids

faible sur D4 à D7, et valider en envoyant à nouveau une impulsion sur E.

1.4.2.4. Initialisation de l'afficheur LCD en mode 4 bits:

1.4.2.5. La DDRAM :

La DDRAM est une mémoire dans laquelle est stocké tout ce qui est affiché à l'écran. Ainsi,

on va pouvoir déplacer le curseur ou on le souhaite dans l'écran en choisissant à quel adresse

de cette DDRAM on veut écrire.

Dans le cas d'un afficheur 2 lignes 16 caractères, le premier caractère de la première ligne se

trouve à l'adresse 0x00, et le dernier caractère de cette première ligne à l'adresse 0x0F. De

même, le premier caractère de la seconde ligne se trouve à l'adresse 0x40, et le dernier

caractère de cette seconde ligne à l'adresse 0x4F.

R/W RS D4 à D7 Signification

0 0 0x30 Mot d'initialisation

0 0 0x20 Mode 4 bits

0 0 0x20 Mode 4 bits (envoi en 2 temps)

0 0 0x80

0 0 0x00 Active l'écran+pas de curseur+pas de clignotement du curseur

Active l'écran+curseur visible+pas de clignotement du curseur

Active l'écran+curseur visible+clignotement du curseur

(Envoi en 2 temps)

0 0 0x0C ou

0x0E ou

0x0F

0 0 0x00 Efface l'écran

(Envoi en 2 temps)0 0 0x01

0 0 0x00 Le curseur se déplace vers la droite après avoir affiché un caractère.

(Envoi en 2 temps)0 0

0x06


15

Figure.6. Lignes d’adressage de la DDRAM [10]

1.5 .Conclusion

Dans ce chapitre nous avons identifié les composants de multimètre qui sont très important

Pour accomplir notre travaille travail.

CHAPITRE II

Présentation du Microcontrôleur

PIC16F877

Chapitre II Présentation du microcontrôleur PIC 16F877

17

Présentation du microcontrôleur PIC 16F877

II.1. Introduction

Un objet technique, intégrant de l’électronique, fait souvent apparaître des fonctions ayant

pour rôle le traitement d’information : opérations arithmétiques (Addition, multiplication…)

ou logiques (ET, OU…) entre plusieurs signaux d’entrée permettant de générer des signaux

de sortie. Ces fonctions peuvent être réalisées par des circuits analogiques ou logiques.

Mais, lorsque l’objet technique devient complexe, et qu’il est alors nécessaire de réaliser un

ensemble important de traitements d’informations, il devient plus simple de faire appel à

une structure à base de microcontrôleur PIC.

Au niveau de ce chapitre on va essayer de mieux connaître le PIC16F877 (PIC choisie pour

ce projet), de savoir manipuler ces instructions internes.

II.2. Généralités sur les PICs [1] II.2.1. Définition :

Un PIC n’est rien d’autre qu’un microcontrôleur, c’est à dire une unité de traitement

de l’information de type microprocesseur à laquelle on a ajouté des périphériques internes

permettant de réaliser des montages sans nécessiter l’ajout de composants externes.

La dénomination PIC est sous copyright de Microship, donc les autres fabricants ont été

dans l’impossibilité d’utiliser ce terme pour leurs propres microcontrôleurs.

Les PICs sont des composants dits RISC (Réduc Instructions Computing Set), ou

encore composant à jeu d’instructions réduit.

II.2.2.Les avantages du microcontrôleur : [2]

L’utilisation des microcontrôleurs pour les circuits programmables à plusieurs points forts et

bien réels. Il suffit pour s’en persuader, d’examiner la spectaculaire évolution de l’offre des

fabricants de circuits intégrés en ce domaine depuis quelques années.


18

Nous allons voir que le nombre d’entre eux découle du simple sens.

• Tout d’abord, un microcontrôleur intègre dans un seul et même boîtier ce

qui, avant nécessitait une dizaine d’éléments séparés. Il résulte donc une diminution

évidente de l’encombrement de matériel et de circuit imprimé

• Cette intégration a aussi comme conséquence immédiate de simplifier le tracé

du circuit imprimé puisqu’il n’est plus nécessaire de véhiculer des bus d’adresses et

de donnée d’un composant à un autre.

• L’augmentation de la fiabilité du système puisque, le nombre des composants

diminuant, le nombre des connexions composants/supports ou composants/circuits

imprimer diminue.

• Le microcontrôleur contribue à réduire les coûts à plusieurs niveaux

-Moins cher que les autres composants qu’il remplace.

-Diminuer les coûts de main d’œuvre.

II.2.3. Les différentes familles des PICs : [2]

Il y en a trois grandes familles de PICs :

La famille Base Line, qui utilise des mots d’instructions de 12 bits.

La famille Mid-Range, qui utilise des mots de 14 bits

La famille High-End, qui utilise des mots de 16 bits.

Toutes les PICs Mid-Range ont un jeu de 35 instructions, stockent chaque instruction dans

un seul mot de programme, et exécutent chaque instruction (sauf les sauts) en un cycle. On

atteint donc des très grandes vitesses, et les instructions sont de plus très rapidement

assimilées.

II.2.4.Identification du PIC : [3]

Pour identifier une PIC, on utilise simplement son numéro. Les 2 premiers chiffres

indiquent la catégorie de la PIC, 16 indique une PIC Mid-Range.

Vient ensuite parfois une lettre L : Celle-ci indique que la PIC peut fonctionner avec une

plage de tension beaucoup plus tolérante. Ensuite, on trouve :

C indique que la mémoire programme est une EPROM ou plus rarement une EEPROM

CR pour indiquer une mémoire de type ROM

F pour indiquer une mémoire de type FLASH


19

II.3. Choix d'un microcontrôleur

Il existe plusieurs microcontrôleurs fabriqués par : INTEL, MOTOROLA, HITACHI, NEC

TEXAS instrument… etc. Le choix d’un microcontrôleur dépend de plusieurs critères de

sélection dont le développeur doit tenir compte [3]

Les critères de choix du microcontrôleur sont les suivantes :

Il faut dans un premier temps déterminer le nombre d’entrées-sorties pourl’application

Etre doté d’un minimum de pin pour simplifier ou maximum la réalisation de la carte

Il faut si l’application nécessite un convertisseur analogique /numérique ce qui vacentrer un peu plus vers le choix d’une famille de PIC.

La rapidité d’exécution est un élément important, il faut consulter les DATA-BOOK.

Doit être dotée d’une mémoire qui satisfait à notre application ;

Il est parfois judicieux de réaliser l'application en ajoutant un circuit externe au PIC,

cette solution peut faciliter la programmation et diminuer le coût de revient.

Le 16F877A est un microcontrôleur de MICROCHIP, fait partie intégrante de la famille des

Mid- Range (16) dont la mémoire programme est de type flash (F) de type 877 et capable

d’accepter une fréquence d’horloge maximale de 20Mhz. [1]

II.3.1. Le microcontrôleur PIC 16F877 : [2]

Le pic 16F877A est un circuit intègre contenu dans un boîtier nommer « DIL 40 », il présente

40 broches, 20 de chaque côté. Les broches sont virtuellement numérotées de 1 à 40. La 1ere

broche est placé dans le coin situé à gauche de l’encoche de repérage.

Figure (II.1): PIC 16F877


20

II.3.2. Caractéristiques générales: [2]

Voici un tableau récapitulatif des principales caractéristiques du 16F877

caractéristiques 16F877

Broches 40

E/S max 33

µy flash 8 KO

µy E²PROM 256 O

CAN 7

PWM 2 DE 10 BITS

TIMER r 3

Comparateurs 2

Interruption 13

oscillateur 20 MHz MAX

Port série USART/SSP

Tableau (II.1) : Caractéristiques du PIC 16F877.


21

II.4. Architecture externe

La figure ci-dessous montre l'architecture externe d'un PIC 16F877

Figure (II.2) Brochage du PIC 16F877 [2]

Figure (II.2) Brochage du PIC 16F877 [2]

Le boitier du PIC 16F877 décrit par la figure (II.3) comprend 40 pins : 33 pins

d'entrées/sorties, 4 pins pour l'alimentation, 2 pins pour l'oscillateur et une pin pour le reset

(MCLR).

La broche MCLR sert à initialiser le μC en cas de la mise sous tension, de remise à zéro

externe, de chien de garde et en cas de la baisse de tension d'alimentation.

Les broches VDD et VSS servent à alimenter le PIC.

On remarque qu'on a 2 connections "VDD" et 2 connections "VSS". La présence de ces 2

pins s'explique pour une raison de dissipation thermique. Les courants véhicules dans le


22

pic sont loin d'être négligeables du fait des nombreuses entrées/sorties disponibles.

II.5. Architecture interne

La figure (II.4) présente l'architecture interne de PIC16F877 (Data Sheet PIC16F877/874A

2007)

Figure (II.3) Architecture Interne du PIC16F877


23

II.5.1. Les ports entrée/sortie : [2]

Le PIC 16F877A comporte quatre ports entrées / sorties :

II.5.1.1. Port A : c’est un port d’entrée sortie, il contient 6pin d’entrées /sorties de RA0 à

RA5 repartie sur deux registres : le registre port A et le registre tris A. Le bit 6 et7 ne sont

pas implémente, ils seront lus comme 0.

Au moment de reset on doit forcer une valeur dans le registre ADCON1, pour pouvoir

utiliser ce port en entrée/sortie de type générale.

II.5.1.2. Port B : le pin RB0 qui, en configuration d’entrée, est de type << trigger de

Schmitt >> quand elle est utilisée en mode interruption << INT >> .La lecture simple de

RB0 se fait, elle, de façon tout à fait classique, en entrée de type TTL.

II.5.1.3. Port C : c’est un port qui n’existait pas sur le 16F84. Voyons donc, toujours au

niveau de son utilisation classique, quel que soit les caractéristiques.

La mise sous tension du PIC, ou reset, force tous les bits utiles de TRISx à 1, ce qui place

toutes les pins en entrée.

II.5.1.4. Port D : ce port n’est présent que sur le 16F877.il fonctionne d’une façon identique

aux autres, dans son mode de fonctionnement général.

Le registre TRISD comporte donc les 8 bits de direction.

Les 8 pins I/O, en mode entrée, sont de type « trigger de Schmitt ».le fonctionnement de ce

port dépend de la valeur placée dans TRISE, qui concerne, a première vue, le port E. Mais au

moment de mise sous tension, la valeur placée dans TRISE configure le PORTD en port I/O de

type général.

I.5.1.5. Port E : Ce port n’est présent que sur les PICs 16F877.

Il ne comporte que 3 pins, RE0, RE1 et RE2 contrairement aux autres ports, les bits non

concernés de TRISE sont implémentées pour d’autres fonctions.

On remarque que les pins REx peuvent être utilisés comme pins d’entrées analogiques.

C’est le registre ADCON1 qui détermine si ce port sera utilisé comme port I/O ou comme

port analogique.


24

Au niveau électronique, les REx utilisées en entrée seront, une fois de plus, du type « triggerde Schmitt ».

II.5.2. Les particularités électriques : [4]

Les pins d’alimentation sont placés d’une part et d’autre en position centrale du PIC.

La connexion de MCLR au +5v, cette pin est utilisée pour effectuer un reset du composant

en cas de connexion à la masse.

On trouve le quartz, qui peut être remplacé par un résonateur ou par un simple réseau RC.

Les condensateurs de découplage, du fait de la fréquence plus importante du quartz utilisé,

sont de valeur environ 15pF.

II.5.3. Les mémoires du PIC 16F877 [4]

Les mémoires sont de trois types différents :

II.5.3.1. La mémoire FLASH :

C’est une mémoire programme de taille 8ko.Chaque case mémoire unitaire est de taille 13

bits. Cette mémoire est de type mémoires stable, c'est-à-dire qu’on peut réécrire dessus à

volonté, car le 16F877 est caractérisé par la possibilité d’écrire des données.

La zone mémoire est caractérisée par une adresse de 13 bits, alors ceci nous impose donc

pour l’adressage les registres EEAR et EEADRH. De même, nous aurons pour les données,

les registres EEDATA et EEDATH.

II.5.3.2. La mémoire RAM :

Cette mémoire de taille 368 octets est une mémoire d’accès rapide et elle est volatile (les

données seront perdus lorsque elle n’est plus sous tentions). Elle contient tous les registres

de configuration du PIC ainsi que les différents registres de données. Elle contient

également les variables utilisées par le programme. La RAM est la mémoire la plus utilisée.

Toutes les données qui y sont stockées sont perdues lors d’une coupure de courant.


25

II.5.3.3. L’EPROM Interne :

Le pic 16F877contient également la mémoire électriquement effaçable, réécrivable et

stable. Ce type de mémoire est d’accès plus lent. Pour gérer cette EEPROM on a besoin de

quatre registres, à savoir EEDR, EEDATA, EECON1 et EECON2.

L’adresse relative de l’accès EEPROM est donc comprise entre 0000 et 00FF ce qui nous

permet d’utiliser un registre de huit bit pour définir cette adresse.

II.5.4. Les TIMERS [5]

Le microcontrôleur PIC 16F877 comporte trois Timers, chacun deux peut générer une

interruption.

II.5.4.1. TIMER 0

Dans le passé, le Timer0 s’appelait RTCC. C’est un compteur 8 bits (0 à 255) simple, qui

compte des impulsions soit internes, soit d’une source externe. On peut par ailleurs lui

appliquer une pré- division programmable entre 1 et 256.

On peut librement lire ou écrire dans le registre de comptage associé. On peut donc le précharger avec une valeur, à partir de laquelle il comptera jusqu’à atteindre 255.

II.5.4.2. TIMER 1

Le Timer1 fonctionne sur le même principe que le Timer0, mais avec un registre de

comptage plus gros : 16 bits au lieu de 8, ce qui étend notablement ces capacités de

comptage. De plus, il possède un mode de fonctionnement particulier : on peut l’utiliser en

association avec un des modules CCP (modules de capture et de comparaison, voir plus

loin). Voyons rapidement le mode « capture » : lorsqu’un événement survient sur l’entrée

du module CCP, la valeur du Timer1 est lue.

Le mode Timer

Dans ce mode, TMR1 est incrémenté par l’horloge système Fosc/4 éventuellement pre-

divisee. Le bit de synchronisation n'a pas d'effet car l'horloge Fosc/4 est toujours

synchronisée sur l'horloge système.


26

Le mode Compteur

Dans ce mode, TMR1 est incrémenté à chaque front montant de l'horloge externe T1CKI

(RC0) ou l'horloge dédiée générée par l’oscillateur T1OSC à condition de positionner le bit

T1OSCEN a 1 et de brancher un quartz entre les broche RC0 et RC1.

En mode compteur, RC0 et RC1 sont automatiquement configurées en entrée, on n’a pas

besoin de configurer les bits TRISC, 0 et TRISC, 1

II.5.4.3. TIMER 2

Le Timer2 a un fonctionnement différent des Timer0 et Timer1. C’est un compteur 8 bits

avec pré-diviseur et post-diviseur. On s’en sert pour générer des signaux carrés, ou, en

association avec le module CCP, des signaux PWM.

PWM étant l’acronyme de « Pulse Width Modulation » ou, en français, Modulation deLargeur d’Impulsion (MLI).

II.5.5. Watchdog :[4]

Cette fonction est capable de surveiller le bon fonctionnement du programme que le

micro contrôleur exécute. Le rôle du Watchdog (ou chien de garde) est de "reseter" le micro

contrôleur si 1 'on ne remet pas à zéro périodiquement (à intervalle définissable) un registre

interne grâce à 1 'instruction clrwdt (clear watchdog), si le programme tourne par

exemple dans une boucle sans fin (qui est un bug dans le programme) la fonction de

watchdog va permettre de remettre à 0 le micro contrôleur afin de relancer le programme.

II.5.6. L’oscillateur : [2]

L'horloge système peut être réalisée soit avec un quartz, soit avec une horloge extérieure,

soit avec un circuit RC. Dans ce dernier cas, la stabilité du montage est limitée.

Le PIC 16F877 peut sous les mêmes modes classiques que les 16F84 ou 16F628, c'est àdire:

- Mode LP : Avec des quartzs de fréquence basse (200 KHz max).

- Mode XT: Avec des quartzs de fréquence max 4 MHz.

- Mode HS: Avec des quartzs de fréquence max 20 MHz.

- Mode RC: Avec un condensateur et une résistance extérieure.


27

- Le bloc oscillateur interne

Le 16F877 possède un bloc oscillateur qui produit un signal de 31,25 KHz et un signal

de 8 MHz. Le premier sert à piloter le "watchdog". Le signal à 8 MHz qui passe à travers

un pré diviseur, peut servir d'horloge système. L'oscillateur étant divisé par 4, on aura

une horloge cycle maximum de 2 MHz soit un temps de cycle de 500 ns. Le choix du pré

diviseur pour lesi gnalde 8 MHz est fait par les 3 bits IRCF0 IRCF1 et IRCF2 du registre

OSCCON.

II.5.7. Les principaux registres du PIC 16F877 [6]

C’est un registre dont chaque bit a une signification particulière. Il est principalement

utilisé pour tout ce qui concerne les tests. On accède indifféremment à ce registre par

une quelconque de ces 4 adresses.

Tableau (II.2) Les différents bits de registre Status

II.5.7.1. Le registre « Status »

Au reset : STATUS = 00011XXX

Bit 7 : IRP = permet la sélection des pages en adressage indirect. Pour la PAGE 0

(de 00 à 7F)

et la PAGE 1 (de 80 à FF) ce bit doit être laissé à "0". Mis à "1" il permettra d'atteindre laPAGE

3 (de 100 à17F) et la PAGE 4 (de 180 à 1FF).

Bits 6 et 5 : RP1 et RP0 permettent la sélection des pages en adressage direct.

Bit 0: C : Carry (report), ce bit est en fait le 9ème bit d‟une opération. Par exemple, si une

addition de 2 octets donne une valeur >255, ce bit sera positionné à 1.

Bit 1: DC : Digit Carry, ce bit est utilisé principalement lorsque l‟on travaille avec des nombres

BCD : il indique un report du bit 3 vers le bit 4.

Bit 2: Z : Zéro, ce bit est positionné à 1 si le résultat de la dernière opération vaut 0.


28

Bit 3: PD : Power down, indique quel événement a entraîné le dernier arrêt du PIC

(instruction sleep ou dépassement du temps du watchdog).

Bit 4: TO : Time-Out bit, ce bit indique (si 0), que la mise en service suit un arrêt provoqué

par un dépassement de temps ou une mise en sommeil. Dans ce cas, PD effectue la

distinction.

II.5.7.2. Le registre « Option »

Ce registre en lecture écriture permet de configurer les prédiviseurs du Timer et du

Watchdog, la source du Timer, le front des interruptions et le choix du Pull up sur le PortB.

Tableau (II.3) Les différents bits de registre Option

Au reset : OPTION = 11111111

Bit 7 : RBPU = Pull up Enable bit on Port B. 1 = Pull up désactivé sur le Port B. 0 = Pull

up activé.

Bit 6 : INTEDG = Interrupt Edge select bit. 1 = Interruption si front montant sur la

broche PB0/IRQ (pin 6). 0 = Interruption si front descendant sur PB0/IRQ.

Bit 5 : TOCS = Timer TMR0 Clock Source select bit. 1 = L'horloge du Timer est l'entréePA4/Clk

(pin 3). 0 = Le Timer utilise l'horloge interne du PIC.

Bit 4 : TOSE = Timer TMR0 Source Edge select bit. 1 = Le Timer s'incrémente à chaque

front montant de la broche PA4/Clk. 0 = Le Timer s'incrémente à chaque front descendant de

la broche PA4/Clk.

Bit 3 : PSA = Prescaler Assignement bit. 1 = Le prédiviseur est affecté au Watchdog.. 0

= Le prédiviseur est affecté au Timer TMR0..

Bits 2 à 0 : PS2 PS1 PS0 = Prescaler Rate Select bits.


29

PS2 PS1 PS0 PrédivTimer

Prédiv Watchdo

0 0 0 2 1

0 0 1 4 2

0 1 0 8 4

0 1 1 16 8

1 0 0 32 16

1 0 1 64 32

1 1 0 128 64

1 1 1 256 128

Tableau (II.4) Configuration des bits (PS0 :PS2) de registre option pour effectuer

Les prés diviseurs

II.5.7.3. Le registre « INTCON » (INTerrupt CONtrol)

Ce registre en lecture écriture permet de configurer les différentes sources d'interruption.

Tableau (II.5) Les différents bits de registre INTCON Bit

Au reset : INTCON = 0000000X

Bit 7 : GIE = Global Interrup Enable bit 1 = Autorise toutes les interruptions non

masquées.

0 = Désactive toutes les interruptions.

Bit 6 : PEIE = Peripheral Interrupt Enable bit. 1 = Autorise les interruptions causées

par les périphériques. 0 = Désactive les interruptions causées par le périphériques.

Bit 5 : TMR0IE = Timer TMR0 Overflow Interrup Enable bit. 1 = Autorise les

interruptions du Timer TMR0. 0 = Désactive les interruptions du Timer TMR0.

Bit 4 : INT0IE = RB0/Int Interrup Enable bit. 1 = Autorise les interruptions sur la


30

broche : PB0/IRQ (pin6). 0 = Désactive les interruptions sur la broche : PB0/IRQ (pin6).

Bit 3 : RBIE = RB Port Change Interrup Enable bit. 1 = Autorise les interruptions par

changement d'état du Port B (PB4 à PB7). 0 = Désactive les interruptions par changement

d'état du Port B (PB4 à PB7).

Bit 2 : TMR0IF = Timer TMR0 Overflow Interrup Flag bit. 1 = Le Timer à débordé. Ce flag

doit être remis à zéro par programme. 0 = Le Timer n'a pas débordé.

Bit 1 : INT0IF = RB0/Int Interrup Flag bit. 1 = Une interruption sur la broche PB0/IRQ (

pin 6) est survenue. 0 = Pas d' interruption sur la broche PB0/IRQ ( pin 6).

Bit 0 : RBIF = RB Port Change Interrup Flag bit. 1 = Quand au moins une entrée du port

B (de PB4 à PB7) a changé d'état. 0 = Aucune entrée de PB4 à PB7 n'a changé d'état.

NB: Ce flag doit être remis à zéro par programme. Ceci n'est possible qu'après une

lecture du Port B.

II.5.7.4. Le registre du travail « W »

C’est un registre fondamental, utilisé par les pics pour réaliser toutes sortes de calculs. La

destination d‟un résultat peut en général être un emplacement RAM (f) ou le registre de

travail (W).

II.5.7.5. Le registre PIE1

Ce registre contient les bits individuels d'autorisation pour les Interruptions des

périphériques. Le bit 6 de INTCON (PEIE) doit être mis à "1" pour autoriser une quelconque

IT de périphérique.

II.5.7.6. Le registre PIR1

Ce registre contient les FLAG associés aux interruptions des périphériques. Ces Flag passent

à "1" quand une IT correspondante survient et que le bit d'autorisation est bien positionné.

Ces Flag doivent être remis à "0" par Soft.

II.5.7.7. Le registre PIE2

Ce registre contient les bits individuels d'autorisation pour les Interruptions de

l'EEPROM en écriture.


31

II.5.7.8. Le registre PIR2

Ce registre contient les flag pour les Interruptions de l'EEPROM en écriture. 7bits

II.5.7.9. Le registre « ADCON0 » Ce registre permet de définir l‟horloge de conversion

(bit ADCS1 et ADCS0), le canal à convertir (CHS2, CHS1 et CHS0) et ADON; bit de mise

en fonctionnement

II.5.7.10. Le registre « ADCON1 » Il permet de déterminer le rôle de chacune des pins

PA0, PA1, PA2, PA3 et PA4, et les 2 dernières sur le Port B en PB6 et PB7. Il permet donc

de choisir si une pin sera utilisée comme entrée analogique, comme entrée/sortie standard,

ou comme tension de référence.

II.6. Conclusion

Dans ce chapitre nous avons donné une description détaillée du PIC 16F877, de son

brochage, de ses périphériques, ainsi que quelques composants essentielles au travaille etc...

Maintenant, on est prêt de passer à la conception puisque le composant le plus important dans

le système est déjà familier.

CHAPITRE III

Etude et réalisation pratique du

Voltmètre/Capacimètre à base de

PIC16F877

Chapitre III Etude et réalisation pratique du Voltmètre/Capacité à base de PIC16F877

33

III.1. Introduction :

Dans ce chapitre on va expliquer d'une manière simple le fonctionnement du

Voltmètre/Capacimètre à base de PIC16F877 de façon clair et méthodique. On va décrire

brièvement les différentes étapes de la réalisation du projet jusqu’à son implémentation sur

circuit imprimé.

III.2. Présentation générale du projet :

Notre projet a pour objectif de la réalisation d’un Voltmètre/Capacimètre numérique à base

de PIC 16F877 qui permet de mesurer les valeurs des capacités électrolytiques ou à isolants

(fonction Capacimètre) dans la gamme (1nF-9999µF) et des tensions électriques (fonction

Voltmètre) dans la gamme (0mV-10V). Le voltmètre peut simplement mesurer la tension

électrique grâce au convertisseur Analogique-numérique (CAN) en stockant la valeur

calculée dans les deux registre de 16bits, la fonction Capacimètre est plus compliquée par

rapport à la première fonction de mesure car l’opération de mesure présente beaucoup

d’étapes surtout l’attente de l’arrivée du front montant et la fin de l’impulsion.

Le travail de conception présente deux étapes donnée en figure1:

a) Réalisation de la partie électronique sur plaque d’essai puis sur circuit imprimé.

b) Partie information avec la programmation du PIC16F877 avec le programme MicroC pro, avec

simulation des différents montages par le simulateur ISIS Professionnel pour s’assurer de leur bon

fonctionnement électronique et par conséquent du montage électronique de l’appareil de mesure.

- :


34

Figure (III.1) Les différentes phases de la réalisation

III.3. Les différents blocs :

Dans un notre projet, le Microcontrôleur PIC16F877 va gérer toutes les opérations, les

différents traitements et d’assurer par conséquence les liaisons entre les différentes parties

électroniques de l’appareil de mesure.

Une alimentation stabilisée de 5V a pour but l’alimentation des différents blocs de la carte

électronique.

Un Monostable NE555 sert à générer un signal carrée de période variant avec les valeurs de

la capacité et des résistances.

Un afficheur LCD (2 lignes, 16 caractères) permet d’afficher les résultats, le traitement

faisant intervenir le microcontrôleur PIC.

Réalisation du Capacimètre/Voltmètre à base de PIC16F877

Partie informatique :

Programmation du PIC avec le programme

MicroC pro, la simulation des montages se

fait par le simulateur ISIS Professionnel.

Partie électronique :

Montage des composants etcircuits intégrés : (résistances,potentiomètre, capacités, diodes),Sélecteur à deux états, Quartz,Monostable NE555, PIC16F877,Afficheur LCDsur la plaque d’essai puis laréalisation de circuit imprimé.


35

III.4. Etude et réalisation du Voltmètre/Capacimètre:

L'étude et la réalisation se divisent en deux parties :

III.4.1. Partie Logiciel-Simulation :

Dans ce cas nous allons travailler avec le logiciel de simulation très utilisé

PROTEUS, il s’agit du Lab centre de l’électronique, il est très simple et efficace.

III.4.1.1. Présentation de PROTEUS :

Figure (III.2). Démarrage du simulateur PROTEUS

PROTEUS est une application logicielle destinée à l'électronique. Développé par la société

Lab center Electroniques, les logiciels incluant PROTEUS permettent la CAO (Conception

assistée par ordinateur) dans le domaine électronique. Deux logiciels principaux composent

cette suite logicielle: ISIS, ARES. La page de démarrage de ce simulateur est représentée en

figure.2.

III.4.1.1.1. Logiciel ISIS [15]:

Le logiciel ISIS de Proteus est principalement connu pour éditer des schémas ou montages

électroniques. Par ailleurs, le logiciel permet également de simuler ces schémas ce qui permet

de déceler certaines erreurs dès l'étape de conception. Indirectement, les circuits électriques


36

conçus grâce à ce logiciel peuvent être utilisé dans des documentations car le logiciel permet

de contrôler la majorité des aspects graphiques des circuits et montages électroniques. Voici

en Figure.3 la page de démarrage de l’ISIS.

Figure (III.3). Illustration du démarrage de l’ISIS

-Notre montage électronique simulé par PROTEUS 8,0 est représenté ci-dessous (Figure.4) :

Il est composé d’un circuit d’entre pour l’adaptation avec un oscillateur Quartz externe qui

permet de commander le quartz interne du microcontrôleur, bloc de commande et de

synchronisation avec le PIC assurées par le Monostable NE555, PIC16F788 et le bloc

d’affichage LCD.


37

Figure (III.4). Schéma électronique du Voltmètre/Capacimètre

III.4.1.1.2. Logiciel ARES[15] :

Le logiciel ARES est un outil d'édition et de routage qui complètement parfaitement ISIS. Un

schéma électrique réalisé sur ISIS peut alors être importé facilement sur ARES pour réaliser

le PCB de la carte électronique. Bien que l'édition d'un circuit imprimé soit plus efficiente

lorsqu'elle est réalisée manuellement, ce logiciel permet de placer automatiquement les

composants et de réaliser le routage automatiquement.

-Les figures.5, 6 et7 représentent respectivement la page de démarrage de l’ARES et le dessin du

montage de notre appareil sur ce logiciel, ainsi que la représentation du montage du circuit en tris

dimensions. .


38

Figure (III.5). Illustration du démarrage de l’ARES

Figure (III.6). Dessin du montage de l’appareil de mesure sur l’ARES


39

Figure (III.7). Le circuit de l’appareil de mesure en 3D

III.4.2. Programmation du PIC :

-Dans un notre projet nous avons utilisé le micro-contrôleur 16F877 qui le programme par

microC pro.

III.4.2.1. Présentation de Compilateur mikroC pro pour PIC 16F788 [13,14] :

Le langage mikroC pour PIC a trouvé une large application pour le développement des

systèmes embarqués sur la base de microcontrôleur. Il assure une combinaison de

l'environnement de programmation avancée IDE (Integrated Development Environment), et

d’un vaste ensemble de bibliothèques pour le matériel, de la documentation complète et d’un

grand nombre d’exemples. Après la compilation le fichier source est sauvegardé avec

l'extension .C.

Une fois que le programme source est figé, le compilateur mikroC donne une facilitée de

programmer le PIC directement en transformant le programme source en un programme

exécutable en "Binaire". L'extension du fichier sera alors .HEX (hexadécimal).

La figure suivante montre l’ouverture de la page de démarrage du simulateur PROTEUS.


40

Figure (III.8).. Page de démarrage du simulateur MicroC

III.4.2.2. Organigramme du programme implanté dans le microcontrôleur :


41

Oui Non

Non Oui

Thou==1

En (uF) En (nF)

Stoker la valeur

Calcule et

incrémentations

(c1=1)

Début

Configuration du pic et

définition des variables

Afficher Volt

et Capa sur

l’afficher LCD

VoltmètreCapacimètre

Lire pin A1

Star

la conversion

Stoker les bits

Bin2BCD

(Temp*9 .765

(Thou==1)

En(mV) En(V)

La sortie de

ne555Compter ++


42

Figure (III.9). Le programmateur JDM[16]

Lorsque le programme est compilé, on peut transférer le fichier (.hex) vers la mémoire

programme du PIC à travers un programmateur appelé JDM (Figure.15). Le logiciel

permettant ce transfert est le (WINPIC800 v 3.64 f).

III.4.2.3. Etapes de programmation du PIC avec le logiciel WINPIC 800 :

-Premièrement, on lance le programme WINPIC 800.

-On clique sur le bouton « Hardware », on sélectionne le programmateur «JDM» et le

numéro du port série connecté à notre programmateur «COM1».

-On clique sur le bouton «Test hardware» pour voir si le programmateur fonctionne

correctement.

-On met le programmateur hors tension et on insère le microcontrôleur dans le

programmateur (son support correspondant), en respectant le sens. On met ensuite le

programmateur à nouveau sous tension. La Led doit s'illuminer.

-On lance à nouveau le logiciel WINPIC 800, et on clique sur le bouton «detection device

», il apparait un message de détection de la famille du PIC inséré (PIC 16F877).

-On clique sur le bouton «Effacer» afin de supprimer l'éventuel contenu de la mémoire de

notre microcontrôleur.

-On clique sur le bouton «Ouvrir» afin de sélectionner le fichier HEX à programmer au

sein du microcontrôleur.

-On clique sur l'onglet «Fusibles» afin de définir la configuration liée à la programmation

de notre microcontrôleur PIC16F877.

-On clique ensuite sur le bouton «Programmer», durant cette phase la Led PROG du


43

programmateur doit clignoter.

-Maintenant, on peut retirer le microcontrôleur de son support et on passe ensuite à la

III.4.3. Partie électronique :

Le circuit de l’appareil de mesure réalisé est compose de cinq blocs

fonctionnels plus le circuit intégré du Microcontrôleur PIC16F877

Figure (III.10) schéma de bloc Voltmètre

-On va calculé la tension max de sortie (deviseur de tension) :

R1= 1MΩ et R2 = 1MkΩ et Ve max = 10V. Donc la tension au borne de récepteur vaut à :

= ∗R2/(R1+R2 )=10*(1000000 /2000000)

= 5 V-MAX

-lorsqu’on dépasse le tension max d’entré (10V) les diodes des récritage minimisent la tension

d’entré jusqu'à 5V.


44

Figure (III.11) schéma de bloc de Capacimètre

Figure (III.12) schéma de bloc d’alimentation

Figure (III.13) schéma de bloc Sélecteur à deux états (capacimètre ou

voltmètre)

:


45

Figure (III.14) schéma de bloc d’affichage LCD

III.5. Réalisation de la carte électronique :

Les photos ci-dessous représentées en figures.15 et 11 représentent la carte électronique

réalisées sur la plaque d’essai avec test de la fonction Voltmètre.

Figure (III.15). Mesure de tension électrique avec affichage simultané sur l’afficheur

LCD et sur multimètre numérique en fonction voltmètre sur plaque d’essai


46

Figure (III.16). Montage de l’appareil utilisé en fonction Capacimètre avec affichage

LCD

Figure. III.17 Typon réalisé du montage du Voltmètre/Capacimètre à base de

PIC16F877


47

Conclusion :

Dans ce chapitre nous avons présente notre projet expérimentale des capacimètre et

voltmètre et après avoir présenté en détails les déférentes étapes des la réalisation

d’un circuit imprimé

On peut conclure que notre objectif est accomplit et les résultats obtenue sont très

satisfaisante.

Conclusion générale

CONCLUSION GENERALE

Ce projet nous a permis de faire le lien entre l’étude théorique d’un montage électronique

et sa réalisation pratique dans le but d’estimer la marge de différence entre ces deux

parties, puisque parfois on néglige quelques paramètres dans nos calculs mais on les

trouve dans la réalisation, et cela dans le but de trouver des solutions pratiques afin

d’atteindre notre objectif.

Nous avons ensuite procédé à des tests pour vérifier le bon fonctionnement de notre

appareil afin de déterminer ces limites d'utilisation et cela en visualisant à l’aide de

l’oscilloscope l’allure des différents signaux de tension aux entrées et aux sorties des

différents circuits utilisés, ainsi que de prendre différentes mesures de valeurs de tensions

électriques et de capacités en utilisant un multimètre numérique avec fonction capacimètre

de très bonne résolution.

Ce projet est multidisciplinaire, car il englobe deux aspects en même temps:

l'Electronique et l'Informatique. Cette diversité nous a permis d'approfondir nos

connaissances théoriques sur certaines fonctions de l’électronique, et la programmation du

PIC16F877 et aussi d'acquérir une certaine expérience au niveau de la réalisation pratique

notamment :

- La réalisation pratique des circuits électroniques sur la plaque d’essai.

-La compréhension en général de l'architecture des microcontrôleurs et en particulier le

PIC16F877, et apprendre sa programmation en Langage Micro C.

-La connaissance du fonctionnement des composants et circuits électroniques.

- La familiarisation avec le simulateur «ISIS professionnel» et ses plusieurs fonctionnalités

Pour le futur nous proposons la réalisation d’un Voltmètre/Capacimètre à affichage

digital avec extension de la gamme de mesure pour les tensions électriques et capacités

et cela en utilisant un microcontrôleur plus performant que celui déjà utilisé pour notre

projet de mémoire.

Références Bibliographiques

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

[1] Site internet: http:// public.Iut en ligne.net/électronique/introduction. html

[2] Pierre Curie. Document de recherche. Les appareils électroniques de mesure. (Paris, 15 mai

2009)

[3] Site internet : http://www.abcelectronique.com/bigonoff/.

[4] Taboui Mouna. Projet de fin d’étude. Conception et réalisation d'une carte d'éclairage

publique. ISET de Béja.Tunisie. (2008).

[5] Sakli Mouloud. Projet de fin d'étude en Vue de l'obtention du diplôme d'Ingénieur en

génie électrique et automatique. Régulation Industrielle de Processus, Système de Régulation de

niveau d'eau, Interface à base de PIC16F877, Commande et Régulation avec LabVIEW. Gabès,

Tunisie. (2007).

[6] Ben Haddada Tarek, Hamam Mohammed et MAHJOUB Riadh. Rapport de projet de fin

d’étude. Un robot suiveur de ligne. Université El Manar Tunisie. 2012.

[7] Noxyben. Cours de programmation des PIC en C, Microcontrôleurs faciles pour

électronicien amateur. Partie 01. 2012.[8] D.MENESPLIER. Documentation interne ELE.

Microcontrôleurs PIC 16F877 et16F877A.2011.

[9] Benoît Decoux. Projet d’électronique P2 n°1. Voltmètre numérique à base de PIC16F877.

Oct. 2000.

[10] P. Poulichet. Cours sur l’électronique numérique. Novembre 2006.

[11] Cours. Electronique : Oscillateurs à relaxation- Monostables- .Septembre 2004.

[12] Site internet : http://electronique.aop.free.fr/AOP_sature/12_detecteur_crete.html

[13] V.TOURTCHINE. Cours de programmation enmikroC.Application pour les

Microcontrôleurs de la famille PIC. Boumerdes.2012.

[14] Boussid, S, Archouch. A. Mémoire de fin d'étude en vue de l'obtention du diplôme de

Master en Informatique Industrielle. Etude et réalisation d’une Commande automatique de

l’éclairage publique à base de microcontrôleur pic16f877. Université Larbi-Ben- M'hidi (Oum-

El-Bouaghi). (2011).

[15] site internet : http://www.elektronique.fr/logiciels/proteus.php

[16]Dif Ahlem et Melik Nassima. Mémoire de projet de fin d’études. Master en Génie

Electrique. Etude et conception d’un robot suiveur de cible basé sur le PIC16F877.

Soutenu publiquement à l’université larbi ben m’hidi d’oum el bouagui Le: 26/06/2012

ANNEXE

I. Nomenclature des composants

Composent Référence

Microcontrôleur PIC16f877Monostable NE555

QuartzSwitch

Resistances

Condensateur

PotentiomètresAfficheur LCD HD44780

U

Regulateur LM7805

II.1 Description fonctionnelle du C.I. NE555

Le NE555 existe aussi en version double avec l'appellation NE556. La table suivante présenteles broches présentes sur la version simple dans un boitier DIP. Les autres boitiers utilisent lesmêmes noms de broches.

Port Nom Description

1 GND Masse

2 TRIGGâchette, amorce lade VCC

3 OUT Signal de sortie

4 RESET Remise à zéro, interruption de la temporisation

5 CONT Accès à la référence interne (2/3 de VCC)

6 THRES Signale la fin de la temporisation lorsque la

7 DISCH Borne servant à décharger le condensateur de temporisation

8 VCC Tension d'alimentation, généralement entre 5 et 15V

Figure. A.1.

Le NE555 existe aussi en version double avec l'appellation NE556. La table suivante présenteles broches présentes sur la version

composants électroniques utilisés

éférence Quantité

Valeur Descriptions

877 1 U11 U11 20MHz X124 2*1MΩ,1kΩ,

50Ω R1 ,R2,R3,R4

2 22pF C1,C2

1 10uF C141 1nF C9

2 10KΩ RV1HD44780 1 LM016L

7805 1 U4

Description fonctionnelle du C.I. NE555

en version double avec l'appellation NE556. La table suivante présenteles broches présentes sur la version simple dans un boitier DIP. Les autres boitiers utilisent les

Gâchette, amorce la temporisation - Détecte lorsque la tension est inférieur à 1/3

Remise à zéro, interruption de la temporisation

Accès à la référence interne (2/3 de VCC)

Signale la fin de la temporisation lorsque la tension dépasse 2/3 de VCC

Borne servant à décharger le condensateur de temporisation

Tension d'alimentation, généralement entre 5 et 15V

Figure. A.1. Symbole schématique du 555

Le NE555 existe aussi en version double avec l'appellation NE556. La table suivante présenteles broches présentes sur la version

Annexe

escriptions

U1U1X1

,R2,R3,R4

C1,C2

C14C9

RV1LM016L

U4

en version double avec l'appellation NE556. La table suivante présenteles broches présentes sur la version simple dans un boitier DIP. Les autres boitiers utilisent les

Détecte lorsque la tension est inférieur à 1/3

tension dépasse 2/3 de VCC

Le NE555 existe aussi en version double avec l'appellation NE556. La table suivante présente

Figure. A.2. Fonctionnement du NE555 en astable, Monostable et BistableFonctionnement du NE555 en astable, Monostable et Bistable

Annexe

Fonctionnement du NE555 en astable, Monostable et Bistable

Annexe

II. Le régulateur LM7805

Annexe

Annexe

III. Afficheur LCD

Annexe

RésuméDans ce travail nous avons présenté une étude et réalisation d'un multimètre

numérique, capable de mesurer les capa (1nF jusqu’à10000uF) et la tension (0 mV jusqu’à

10V)Notre principe utilisé dans ce travaille par rapport le voltmètre est

Utilisation le deviseur de tension pour assuré la tension arrivante ne dépassé pas 5V, Apres

sa le PIC faire la conversion pour estimé la va leur de tension entré et affiche les résultats

dans l’afficheur LCD.

- le capacimètre estime les valeurs variables des capa avec une manière déférente plus

complique par rapport voltmètre, Lorsqu’on bronche le capa le mono stable NE555

Attaqué le PIC avec un signal carrée le microcontrôleur est estimé la durée de temp pour 1

période et faire les calcules nécessaires et l’affiche sur LCD.

La commande est basé sur le microcontrôleur PIC16F877, ce dernier, contrôle la

recevoir et l’envoie des données cette organisation des donnée grâce à le fichier .hex

implanté dans le microcontrôleur PIC16F877.

Mots clés : Capacimètre, Voltmètre, microcontrôleur, Monostable NE555, CAN,

LCD.

Résumé :

Le travail réalisé est qui consiste à concevoir un voltmètre/capacimètre à base de PIC16F877

est d’une importance pratique du point de vue utilisation pour la mesure de deux grandeurs

électriques importantes et qui sont la tension électrique en Volt et la capacité d’un

condensateur électrolytique ou à isolant en Farad.

L’appareil de mesure donne des bonnes précisions et résolutions sur les valeurs des mesures.

Il est doté d’un microcontrôleur de type PIC16F877 qui contrôle et coordonne les différentes

étapes des deux mesures, suivant un programmateur écrit en langage Micro C.

Dans ce type de réalisation on assure une diminution de l’encombrement des composants avec

moins d’erreur sur les grandeurs électriques mesurées.

Néanmoins, l’appareil peut être amélioré en augmentant les gammes de mesure sur la tension

électrique et la capacité du condensateur en apportant des changements ou dimensionnement

aux différents circuits externes au PIC et avec des améliorations qui peuvent être apportées au

programme conçu.

Absract

The work is of designing a voltmeter / capacitance-based PIC16F877 is of practical

importance of using perspective to measure two important electrical quantities and are the

electrical voltage in Volt and the capacitance of a capacitor electrolytic or insulation Farad.

The meter gives good explanations and resolutions on measures of values.

It has a PIC16F877 microcontroller type that controls and coordinates the various steps of the

two measures, according to a written language programmer Micro C.

In this type of implementation is ensured a reduction of clutter components with fewer errors

on the measured electrical quantities.

However, the device can be improved by increasing the measuring ranges of the voltage and

capacitance of the capacitor by making changes or to design various external circuits PIC and

improvements that can be made to the designed program.

Mots clés : Voltmètre, PIC16F877, Capacimètre, NE555, Lcd,

spécialité : informatique...

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