MODULE Microcontroleur MMOAMPA

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Quest-ce quun PIC

ROYAUME DU MAROC

Module n:7MICROCONTROLEUR

Secteur: GENIE ELECTRONIQUESpcialit:MMOAMPANiveau: T.S.Document ralis par:

Nom et prnomEFPDR

PANTAZICA LUCRETIACDC- ElectrotechniqueDRIF

Rvision linguistique

-

-

-

ValidationMICROCONTROLEUROBJECTIF OPRATIONNEL DE PREMIER NIVEAU

DE COMPORTEMENT

COMPORTEMENT ATTENDU

Pour dmontrer sa comptence le stagiaire doit

savoir programmer en langage C ou langage orient objet un microcontrleur selon les conditions, les critres et les prcisions qui suivent.CONDITIONS DVALUATION

Individuellement

A partir de directives et de logiciels

laide:

Dun micro-ordinateur

Du Kit de programmation microcontrleur

De la documentation des logiciels utiliss

Dun microcontrleur.

CRITRES GNRAUX DE PERFORMANCE

Utilisation scuritaire du poste de travail

Utilisation adquate des principales instructions ou algorithmes

Manipulation adquate des diffrents menus

Utilisation mthodique de la documentation

Choix appropri du type de microcontrleur

Programmation conforme un cahier des charges

Travail soign

( suivre)

OBJECTIF OPRATIONNEL DE PREMIER NIVEAU

DE COMPORTEMENT

PRCISIONS SUR LE

COMPORTEMENT ATTENDUA. Utiliser correctement un ordinateur et ses priphriques, et connaitre les principaux langages informatiques.

B. Raliser un diagnostique prcis sur un systme microprocesseur et microcontrleurs.

C.Programmer un microcontrleur.

D. Utiliser un logiciel de programmation pour les microcontrleurs

CRITRES PARTICULIERS

DE PERFORMANCE

- Prsentation optimale de la structure interne et externe dun ordinateur.- Description des langages informatiques.

- Utilisation correcte des priphriques et des interfaces dentres / sorties.

- Matrise la structure de base dun microprocesseur et dun microcontrleur.

- Prsentation optimale du rle de chaque bloc composant dun microprocesseur et dun microcontrleur.

- Utilisation adquate des instructions assembleur pour les microprocesseurs de la famille 8086 et pour les microcontrleurs 16F87X.

- Ralisation des petits programmes pour les microcontrleurs 16F87X.

-Utilisation correcte dun diteur de texte.

- Utilisation correcte des compilateurs.- Ralisation des simulateurs ou des simulations pour tester le programme sur lordinateur.

- Utilisation correcte de lassembleur en ligne.

- Manipulation adquate de fonctions externes.

- Utilisation correcte de lditeur de liens.

- Lcriture correcte dune fonction de la bibliothque.

Utilisation adquate du logiciel. Implantation dun algorigramme Identification des entres sorties du microcontrleur et des variables internes utiles

OBJECTIFS OPRATIONNELS DE SECOND NIVEAU

LE STAGIAIRE DOIT MATRISER LES SAVOIRS, SAVOIR FAIRE, SAVOIR PERCEVOIR OU SAVOIR TRE JUGS NECESSAIRES AUX APPRENTISSAGES DIRECTEMENT REQUIS POUR LATTEINTE DE LOBJECTIF DE PREMIER NIVEAU, TELS QUE:

Avant dapprendre utiliser correctement un ordinateur et ses priphriques, et connaitre les principaux langages informatiques (A):

1.Identifier la structure interne et externe dun ordinateur.

2.Connaitre les langages informatiques.

3. Identifier et utiliser les priphriques et les interfaces dentres / sorties.

Avant dapprendre raliser un diagnostique prcis sur un systme microprocesseur et microcontrleurs (B):

4. Maitriser la structure de base dun microprocesseur et dun microcontrleur. 5. Prsenter le rle de chaque bloc composant dun microprocesseur et dun microcontrleur.

6. Utiliser les instructions assembleur pour les microprocesseurs de la famille 8086 et pour les microcontrleurs 16F87X.

7. Raliser des petits exemples de programmes en C.

Avant dapprendre programmer des PIC (C) : 8. Savoir utiliser un diteur de texte, un assembleur, un compilateur et un simulateur.

9. Prsenter la composition dun programme en C intgr.

10. Utiliser les fonctions externes et les lditeur de liens.

11. crire une fonction de la bibliothque.

Avant de comprendre lutilisation du logiciel de programmation pour les microcontrleurs. (D):

12. Prsenter le logiciel de programmation.

13. Savoir raliser et Implanter un algorigramme. 14. Identifier les entres/sorties du microcontrleur et des variables internes utiles.

TABLE DES MATIRES

Chapitre 1. Lordinateur et son environnement .........8 1. Structure dun ordinateur ......8 2. Langages informatiques...15Chapitre 2. Microprocesseur....17A. Systme base du microprocesseur 6809.....19B. Exemple: microprocesseur 80286 ...27Chapitre 3. Microcontrleur....35 I. Considrations gnrales .........35 1. Architecture de microcontrleur35

2. Exemple: PIC 16F628..38II. Les microcontrleurs 16F87X ........421. Caractristiques des microcontrleurs 16F87X ....412. Organisation interne423. Description des diffrentes broches444. Brochage des microprocesseurs 16F87X ...465. Lunit centrale................50

6. Jeu dinstruction..557. Les modes dadressage56

8. Les portes dentres/sorties.589. Le convertisseur analogique numrique..66

10. Les timers..72

11. La liaison srie USART ou SCI78

12. Les interruptions85Chapitre 4. Programmation des PICs.891. Ecrire un programme PIC (16F87X)...892. Programmation en utilisant le logiciel EDITALGO....93ANNEXE 1 ...110ANNEXE 2....111ANNEXE 3....113Travaux Pratiques...114T.P. 1. ...115T.P.2. 116T.P.3. 117T.P.4. 119T.P.5. 122T.P.6. ....125Bibliographie..129Bibliographie 143

Chapitre 1 LORDINATEUR ET SON ENVIRONEMENT1. STRUCTURE DUN ORDINATEUREn 1935 1950 deux mathmaticiens ont jou un rle important dans l'invention de l'ordinateur. Il s'agit de l'anglais Alan TURING et de l'amricain John von NEUMANN. Ce dernier a donn son nom l'architecture des ordinateurs modernes. Elle fut dfinie dans un texte qu'il crivit en 1945.On insiste sur l'architecture de Von Neumann, par la suite, pour dcrire de faon simple le fonctionnement d'un ordinateur, d'un systme microprocesseur, ou d'un microcontrleur. Bien que cette architecture ne soit pas la seule mise en uvre de nos jours, elle permet d'avoir une vision simple des choses.Autre architecture : architecture de Harvard.

Structure d'un ordinateur.

Un ordinateur est donc constitu :

d' Une Unit Centrale (UC ou CPU en anglais) C'est l'unit centrale de traitement des informations. Son rle est d'aller chercher, automatiquement les instructions du programme en mmoire et de les excuter.

d' Une Mmoire Centrale, qui sert au stockage des donnes et des programmes.

de Priphriques : ou units d'Entres/Sorties qui servent communiquer avec l'extrieur (ex : clavier, cran, souris, ...).Le systme ainsi constitu doit respecter les 4 rgles suivantes :

1. Les instructions et les donnes sont dans une mmoire unique, banalise, accessible en lecture/criture.

2. Les contenus de la mmoire sont accessibles par leurs adresses.

3. La commande de l'ensemble, l'excution des oprations se fait de manire squentielle (sauf indication expresse). L'excution d'une opration doit tre termine avant le lancement de la suivante.

4. L'unit de traitement contient un jeu complet des oprations de l'algbre de Boole.

REMARQUES : L'Unit Centrale est le coeur du systme. C'est un systme lectronique, mais, seule, l'Unit Centrale ne peut rien faire, il faut lui donner un programme excuter. Il faut donc de la mmoire pour contenir le programme excuter et les donnes sur lesquelles on dsire travailler.L'ensemble Unit Centrale et Mmoire peut dj fonctionner, mais cela ne servirait rien : il faut que l'on puisse donner des ordres au programme et rcuprer des rsultats. Il faut que le systme communique avec l'extrieur, d'o la prsence indispensable des priphriques.A. Unit Centrale.Elle peut tre dcompose en 2 sous ensembles :

1. L'Unit de Contrle (ou unit de commande, ou automate) :Son rle est d'aller chercher une instruction en mmoire centrale, d'analyser cette instruction (dcodage de l'instruction ), d'excuter cette instruction, de localiser l'instruction suivante ( opration souvent implicite : adresse immdiatement suprieure celle de l'instruction en cours d'excution, sauf pour les instructions de branchement ). L'Unit de Contrle contient donc :

un dcodeur d'instruction.

un squenceur et des circuits de commandes.

2. Un ensemble de circuits lectroniques, commands par l'unit de contrle et permettant : d'changer des informations avec la mmoire centrale et avec le monde extrieur (avec les priphriques).

d'effectuer des oprations sur les donnes (Unit Arithmtique et logique : U.A.L. ou A.L.U. en anglais).

de mmoriser l'adresse de la prochaine instruction dans un registre particulier PC (Compteur de programme (Program Counter)).

de mmoriser le rsultat d'oprations dans des mmoires spciales : les Registres de travail.

EXEMPLE : L'unit centrale lit l'instruction LD A,100 en mmoire centrale.Elle dcode l'instruction : il faut charger le registre A avec la valeur contenue dans la case mmoire n 100. L'unit centrale lance l'excution : demande de lecture de la mmoire l'adresse 100. Elle rcupre la valeur lue et enfin range cette valeur dans A. Elle met jour le compteur de programme PC, et l'on continue : lecture de l'instruction suivante ...

Une horloge (un circuit oscillateur dlivrant des impulsions une certaine frquence) sera ncessaire pour excuter les oprations squentiellement. Plus la frquence sera grande, plus l'unit centrale travaillera vite