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  Faculté d’Electronique et d’Informatique  Domaine Sciences et Technologie Filière Génie Electrique MASTER I ÉLECTRONIQUE ET P HORONIQUE APPLIQUÉE Langage C adapté au µ contrôleur et DSP Thème MINI PROJET : L’USB  Présenté par :  EL-ROBRINI Touhami Hassan  BECHTELLA Oussama GHEZALI Islem  LESBAT Zakaria République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifiq ue  Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene

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Faculté d’Electronique et d’Informatique 

Domaine Sciences et TechnologieFilière Génie Electrique

MASTER I ÉLECTRONIQUE ET PHORONIQUE APPLIQUÉE

Langage C adapté au µ contrôleur et DSP

Thème

MINI PROJET :L’USB 

 Présenté par :

 EL-ROBRINI Touhami Hassan

 BECHTELLA Oussama

GHEZALI Islem

 LESBAT Zakaria

République Algérienne Démocratique et Populaire

Ministère de l’enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique 

Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene

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SOMMAIRE 

 L‘USB 

-Description du l’USB

-Les normes électriques de l'USB

-Les lignes de données d+ et d--Les connecteurs

-Utiliser des microcontrôleurs USB

 MONTAGE PROPOSE 

-Contrôle de microcontrôleur PIC18F4550 viaun port USB PIC à travers une interface java

-Description du pic 18f4550

-Brochage du microcontrôleur pic18f4550-Connexion pic USB

-Simulation et tests

-Fonctionnement

-Conclusion générale

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L'USB 

DESCRIPTION du l’USB :  

L’USB ou plus exactement le bus USB(Universel Serial Bus, en français: Bus sérieuniversel) est, basé sur une architecture de type série (exemple: RS-232)

Il supporte 3 vitesses de transmissions qui peuvent cohabiter.- Basse vitesse 1,5 Mb/s pour les appareils interactifs tels que clavier, souris, joystick,...- Pleine vitesse 12 Mb/s pour des appareils à gros débits tels que modem, téléphone, ...

- Haute vitesse 480 Mb/s pour des appareils multimédia à très gros débits tels quecaméscope

Les normes électriques de l'USB :  

L'USB utilise 4 conducteurs pour relier les périphériques : 2 servent à l'alimentationdes périphériques en 5 V (nommés Vbus et Gnd) et 2 pour la transmission des données(nommés D+ et D-), réalisé en paire torsadée afin de limiter les parasites sur la ligne.Les conducteurs sont identifiables par le code de couleur suivant :

 

Conducteur Couleur

VBus RougeGnd NoirD+ VertD- Blanc

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Les lignes de données D+ et D- : 

La transmission sur les lignes de données se fait en mode différentiel, par codage NRZIdont le principe est utiliser le changement d'état pour représenter les données le "1"

étant représenté par une absence de changement d'état et le "0" par un changementd'état.

Les connecteurs : 

La norme USB définie deux types de connecteur le Type A rectangulaire, et le Type Bcarré, le premier est utilisé en sortie des ports de l'ordinateur et des Hub et le Type Blui est utilisé en entrée des périphériques.

Les connecteurs normalisés Type A et Type B de l'USB 

-Utiliser des microcontrôleurs USB-

Pour rompre avec la communication série, il existe bien sur des microcontrôleurssupportant l'USB qui ne demandent pas plus de composants qu'un microcontrôleurstandard et dont les drivers développés par les fabricants sont parfois disponibles enémulation série. C'est donc une excellente base à toutes nouvelles applications avec desavantages économiques et fonctionnels indéniables mais qui demande une bonne maîtrisedu protocole USB ainsi que du microcontrôleur lui même dont l'implémentation USBn'apporte pas la simplicité.

Parmi ces microcontrôleurs, nous avons le PIC 18F4550

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MONTAGE PROPOSE :

Contrôle de microcontrôleur PIC18F4550 via un

port USB PIC à travers une interface JAVA

Description du Pic 18f4550 : 

Le18F4550est unmicrocontrôleur pourles applications plus exigeantesayantbeaucoup demémoireprogramme (16k) et RAM(2k) et une interface USBcomplète-v2.0(Low Speed(1,5Mb/ s) etFull Speed(12Mb / s)).

Vous pouvez exécuterl'horloge externeà48MHz, et si l'aide d'unehorlogeexterneinférieuredu PLLinterne seraexécutésuffisamment élevée pourquel'horlogeUSBfonctionne àla vitesse correcte.Donc, cemicrocontrôleurpeutfonctionner à48MHz! -Mais souvenez-vousde l'horlogeinterne estFosc/ 4de sorte queletaux deMIPS est12MIPSi.e. La fréquence de fonctionnementréel est12MHz. 

MICROCONTRÔLEURPIC18F4550 : 

CARACTÉRISTIQUES  PIC18F4450 Fréquence de fonctionnement   jusqu'à48MHz Mémoire de programme(en octets)  32.768 La RAM de données(octets)  2.048 Les donnéesEEPROM (octets)  256 Interruptions  20 Lignes E / S 35 

Timers 4 ModulesComparer /Capture /PWM(CCP)  1 ModulesComparer /Capture/PWMaméliorée(PECC) 

Canaux de communication série  MSSP,EUSART  canalUSB  1 Port Parallèle de transmission de données(PSP)  1 CanalConversion A /D10-bit  13 Canales comparateursanalogiques  2 Jeu d'instructions  75 (83 ext.) 

Encapsulé À 40 brochesPDIPQFN 40 brochesTQFP 40 pines 

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Brochage duMicrocontrôleur PIC18F4550 :  

Schéma de blocs : 

 

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Connexion PIC USB : 

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Simulation et tests

Dans cette partie nous présenterons le circuit électrique, le programme de contrôle dePIC ainsi que le logiciel d’interface pour PC.

Schéma électrique : 

Le schéma électrique détaillé est illustré par la figure suivante

Le cœur de ce système constitué par le PIC 18F4550 auquel est branché l’USB décrit

précédemment.

Programmation :

Nous avons développé la programmation de PIC 18F4550 en C et la compilation faitegrâce au logiciel MikroC.

Nous illustrons ceci par la photo ci-dessous :

 

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Programme du PIC 18F4550 : 

#include <18F4550.h>

#fusesHSPLL,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP,NODEBUG,USBDIV,PLL5,CPUDIV1,VREGEN

#use delay(clock=48000000)

#define USB_HID_DEVICE FALSE

#define USB_EP1_TX_ENABLE USB_ENABLE_BULK

#define USB_EP1_RX_ENABLE USB_ENABLE_BULK

#define USB_EP1_TX_SIZE 32#define USB_EP1_RX_SIZE 32

#include <pic18_usb.h>

#include "header.h"

#include <usb.c>

#define EnciendeOutput_High

#define ApagaOutput_Low

#define ConmutaOutput_Toggle

#define RecCommandrecbuf[0]

#define LedParamrecbuf[1]

#define COMMAND_FIRMWARE 99

#define COMMAND_LEDS 88

const int8 Lenbuf = 32;

char Version[] = "v.1.0";

int8recbuf[Lenbuf];

int8sndbuf[Lenbuf];

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void main(void) {

delay_ms(500);

usb_init();

usb_task();

usb_wait_for_enumeration();

enable_interrupts(global);

while (TRUE){

if(usb_enumerated()){

if (usb_kbhit(1)){

usb_get_packet(1, recbuf, Lenbuf);

if(RecCommand==COMMAND_FIRMWARE){

usb_put_packet(1,Version,5,USB_DTS_TOGGLE);

}

if(RecCommand==COMMAND_LEDS){output_b(LedParam);

}

}

}

}

}

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Fonctionnement :

Un contrôle simple a été adapté, il se fait à travers une interface graphique développéepar java.

L’illustration de cette interface est faite à la figure ci-dessous.

Pour assurer la liaison entre l’interface et la carte, le driver MCHPUSB doit être

installé.

Après avoir connecté la carte, cette dernière sera détectée automatiquement, une foisla carte branché la communication avec le PIC est établi, donc nous pouvons lacommander à partir de notre interface.

Dans notre interface nous trouvons 8 check box pour allumer les 8 LEDs et un boutonpour récupérer les données à partir du PIC,un bouton qui laisse les LEDs défiler d’une

façon aléatoire et deux Sliderl’un des deux permet d’allumer les LEDs d’une façon

croissante ou décroissante et l’autre contrôler la vitesse de défile.

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Conclusion Générale : 

A travers ce modeste travail nous avons pu approfondir nos connaissances dans ledomaine de l’électronique moderne dans les aspects pratiques. 

Egalement, nous familiariser avec des différents types de composants, prendreconnaissances de leurs caractéristiques, maitriser leurs fonctionnements et utilisationsdans des réalisations spécifiques.

La coexistence de la partie matérielle ou Hard avec le soft nous a permis de

mesurer l’apport des microcontrôleurs dans la conception de dispositifs électroniques etconduit à nous initier à la programmation en C.

Compliquée davantage par l’élaboration d’un programme entrant dans le cadre del’interfaçage sur le PC exploré par JAVA et le recours USB pour ce qui est de la liaisonPC-carte réalisée.