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Module : Architecture des Microcontrôleurs École Supérieure Privée d‘Ingénierie

Module : Architecture des Microcontrôleurs École Supérieure Privée d‘Ingénierie et de Technologie Session 2020/2021 Chapitre 1: Introduction aux microcontrôleurs Dimitre Kostadinov Présentation du module • Charge horaire: (2A): 42h • Déroulement : Cours, TPs Introduction aux microcontrôleurs 2 Dimitre Kostadinov École Supérieure Privée d‘Ingénierie et de Technologie L’embarqué à Esprit SLEAM: Systèmes Logiciels Embarqués Ambiants et Mobiles ❑ Diplôme National d’ingénieur en Informatique : Option embarqué ❑ Collaboration avec l’université de Nice , France 3 Dimitre Kostadinov 4 Dimitre Kostadinov Plan ■Introduction ■Qu’est ce qu’un système embarqué ■Architecture d’un microcontrôleur ■PIC16F84 Introduction aux microcontrôleurs 5 Dimitre Kostadinov Le système embarqué a envahi notre quotidien … Ce ne sont là que quelques exemples d'applications … Introduction aux microcontrôleurs Introduction Système embarqué 6 Dimitre Kostadinov Qu'est-ce qu'un système embarqué ? Introduction aux microcontrôleurs 7 Dimitre Kostadinov École Supérieure Privée d‘Ingénierie et de Technologie Electronique et informatique ? Un système embarqué est un système électronique et informatique. Un système embarqué est un dispositif matériel (hardware) comportant des partie logicielles (software). 8 Dimitre Kostadinov Un système embarqué ■est tout système électronique et informatique autonome ne possédant pas des entrées sorties standards (écran, souris, etc.) ■conçu pour résoudre un problème spécifique (une ou quelques tâches spécifiques) ■est un dispositif matériel comportant des parties logicielles, utilisé pour contrôler et agir sur son environnement. Introduction aux microcontrôleurs 9 Dimitre Kostadinov Qu'est-ce qu'un microcontrôleur ? Introduction aux microcontrôleurs 10 Dimitre Kostadinov Architecture d'un système informatique Introduction aux microcontrôleurs contrôleur ! 11 Dimitre Kostadinov Introduction aux microcontrôleurs 12 Définition d’un microcontrôleur Les microcontrôleurs ont pour rôle l’amélioration d’intégration et le cout des systèmes à base de processeur . Un microcontrôleur est un système embarqué autonome capable d’exécuter un programme contenu dans sa mémoire . Dimitre Kostadinov Définition d’un microcontrôleur ■ Un microcontrôleur est un circuit intégré qui contient un petit système informatique. => Mise en oeuvre matérielle (électronique) => Mise en oeuvre logicielle (informatique) Introduction aux microcontrôleurs ✔ des microprocesseurs qui interprètent les instructions et traitent les données d'un programme. ✔ des mémoires pour stocker les variables durant l’exécution du programme des périphériques (pour interagir avec le monde extérieur). ✔ Ces éléments sont reliés par des bus. 13 Dimitre Kostadinov Les microcontrôleurs : types • Le choix du microcontrôleur dépend de la complexité de l'application embarquée. • La différence réside dans: • Le nombre de bits du microprocesseur (8 bits => 64 bits) • La vitesse et puissance de calcul • La taille des mémoires (le nombre de lignes de codes varie de quelques lignes à des systèmes d’exploitation embarqués…) • Les périphériques d’entrées/sorties pouvant y être connectés • Autonomie (consommation d’énergie) • Temps de réaction (contraintes temps réel stricte: le manquement d’une échéance provoque une faute/temps réel souple: le manquement d’une échéance provoque une dégradation des performances ) • Réponses aux interruptions matérielles et logicielles • Connectivité (wifi, Ethernet, SPI, I2C…) • Le domaine d’application (environnement d’utilisation) • Le fabricant (Microship, Texas Instruments, Stmicroelectronis…) Introduction aux microcontrôleurs 14 Dimitre Kostadinov Types de microcontrôleur ■PIC: Peripheral Interface Controller Introduction aux microcontrôleurs 15 Dimitre Kostadinov Pourquoi un PIC 1. Les performances sont identiques voir supérieurs à ses concurrents. 2. Les prix sont les plus bas du marché. 3. Très utilisé donc très disponible. 4. Les outils de développement sont gratuits et téléchargeables sur le WEB. 5. Le jeu d'instruction réduit est souple, puissant et facile à maîtriser. 6. Les versions avec mémoire flash présentent une souplesse d'utilisation et des avantages pratiques indéniables . Introduction aux microcontrôleurs 16 Dimitre Kostadinov Microcontrôleur PIC Introduction aux microcontrôleurs PIC 16 F 84-10 Famille: 10,12,16,17 ou 18 Type de mémoire: • F: Flash • EEPROM ou EPROM Référence: 2 à 4 chiffres Fréquence Max Un PIC est identifié par un numéro de la forme suivante: 17 Dimitre Kostadinov Les familles des PICs ■La famille PIC dispose de 3 sous-familles: – Base-Line: Les instructions sont codées sur 12 bits – Mid-Range qui utilise des mots de 14 bits – High-End qui utilise des mots de 16 bits Introduction aux microcontrôleurs 18 Dimitre Kostadinov Microcontrôleur PIC16F84 Introduction aux microcontrôleurs ■PIC: Peripheral Interface Controller ■Architecture Harvard ■Caractérisé par: – Séparation des mémoires de programmes et de données (Architecture Havard) – Communication avec l’extérieur seulement avec des ports – Utilisation d’un jeu d’instructions réduit: RISC (Reduced Instruction set computer) 19 Dimitre Kostadinov Deux types d’architectures Harvard VS Von Neumann • John Von Neumann 1945 20 Introduction aux microcontrôleurs 20 Dimitre Kostadinov Le brochage du Pic16F84 • Broches 1,2,3,18,17 : périphériques E/S gérées par le port A • Broches 6,7,8,9,10,11,12,13 : périphériques E/S gérées par le port B • Broche 5: VSS : 0V • Broche 14: Vdd: 5V • Broche 4: Reset : un petit système permettant de réinitialiser le microcontrôleur sans avoir à couper l’alimentation. • Broche 15, 16 : Circuit d’horloge : permettant de fixer sa vitesse de fonctionnement : Alimentation du circuit Introduction aux microcontrôleurs 21 Dimitre Kostadinov Next… Installation des environnements de travail et premiers tests. Introduction aux microcontrôleurs 22 Dimitre Kostadinov École Supérieure Privée d‘Ingénierie et de Technologie Environnement du travail ❑ISIS Proteus 23 ❑MPLAB : langage assembleur ❑Micro C:langage C Dimitre Kostadinov 24 Dimitre Kostadinov Introduction aux microcontrôleurs 25 Montage ISIS 1 2 Code Assembleur 3 Test de fonctionnement uploads/s1/ cours-s1.pdf