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E l e c t r o n i q u e N u mé r i q u e Microcontrôleur 1 un système en logiqu

E l e c t r o n i q u e N u mé r i q u e Microcontrôleur 1 un système en logique programmable (système minimum) est par définition l’ensemble des circuits et de composants nécessaire pour la constitution d’un système programmable. Il doit obligatoirement comporter les trois éléments essentiels suivants : unité centrale : microprocesseur (8, 16,…). Mémoire : pour contenir les programme et les données. E/S : module nécessaire pour communiquer avec l’environnement extérieur au système. I n t r o d u c t i o n A r c h i t e c t u r e d ' u n mi c r o c o n t r ô l e u r 2 Ces trois éléments sont interconnectés via des bus : - bus d’adresse - bus de données - bus de contrôle Système minimum Composition et interconnexion 3 Remarque : ces trois éléments cités peuvent être sous forme de CI indépendants : µP, mémoire, E/S comme ils peuvent être intégrés dans un seul CI. → micro- contrôleur. 1- L’unité centrale : Traite des informations issues soit extérieurement ou provenances de la mémoire. Elle a pour tâche : - D’élaborer des commandes et ordres vers les autres parties du système (résultat d’un traitement) - Elle est capable d’exécuter une suite d’instructions → programme . → elle peut être réaliser par un microprocesseur (8,16, 32,..) standaed (fabriqué par des constructeurs connus : motorola, intel, …) 4 L’unité centrale d’un système programmable gère toutes (ou presque) les opérations élémentaires au sein de ce système. En effet, l’UC s’occupe des opérations de recherche, d’interprétation (décodage) et d’exécution des instructions qui compose un programme. En général, une UC : 1- accède à la mémoire pour extraire (recherche) le code (mot) de l’instruction. → a besoin de mécanisme d’adressage d’une mémoire (génération d’adresse). 2- exécute séquentiellement un certain nombre d’opérations élémentaires. → a besoin d’un séquenceur qui évolue aux rythme d’une horloge. 3- capable d’effectuer des opérations logiques, arithmétiques, contrôle de séquencement. → a besoin d’une unité arithmétique et logique (UAL). Finalement, une unité centrale peut regrouper les 3 éléments cités : 5 PROCESSEUR MEMOIRE UNITE DE COMMANDE UAL programme code données instruction donnée compteur ordinal registre instruction décodeur séquenceur 6  générateur d’adresses : peut être tout simplement un registre, compteur capable de générer des adresses successives : on parle de compteur ordinal ou compteur de programme (PC). Et peut être aussi plus complexe et permet une gestion complète des adresses : sauts conditionnels, inconditionnels, …  séquenceur : doit être capable de : reconnaître l’instruction à extraire de la mémoire prendre en compte des événements externes : interruption par exemple gérer des boucles et sauts de programmes (présence de pile).  UAL : Elle permet d’effectuer des opérations arithmétiques de bases (le plus souvent +, -, …). Dans certains cas, cette unité peut être plus complexes, càd réaliser des opération de calcul scientifique. 7 L e µ P c o n s t i t u e l ’ U . C . T ( u n i t é c e n t r a l e d e t r a i t e me n t ) d ’ u n s y s t è me i n f o r ma t i q u e . C ’ e s t l u i q u i e ff e c t u e l ’ e x é c u t i o n d e s d i ff é r e n t s i n s t r u c t i o n s q u i c o n s t i t u e u n p r o g r a mme , l e s c o d e s b i n a i r e s d e s i n s t r u c t i o n s s o n t s t o c k é s e n mé mo i r e . → l e s mo t s r é c u p é r é s s u r l e b u s d e d o n n é e s s o n t i n t e r p r é t é s c o mme : a - d o n n é e s n u mé r i q u e s b - c o d e d ’ i n s t r u c t i o n s . C à d s i g n a u x d e s e l é c t i o n d e l ’ o p é r a t i o n à e ff e c t u e r . L e s c o d e s e t l e s i n s t r u c t i o n s d é p e n d e n t d u µ P , e l l e s s o n t f o u r n i e s p a r l e c o n s t r u c t e u r . C o mp o s i t i o n d ’ u n e i n s t r u c t i o n : u n p r o g r a mme à e x é c u t e r p a r l e µ P e s t c o n s t i t u é d ’ u n e s u i t e d ’ i n s t r u c t i o n . U n e i n s t r u c t i o n e s t d i v i s é e e n d e u x c h a mp s : - c h a mp c o d e o p é r a t i o n - c h a mp o p é r a n d e 8 l e c h a mp c o d e o p é r a t i o n : c e c h a mp i n d i q u e l e t y p e d e l ’ o p é r a t i o n r é a l i s e r p a r l e µ P ( c a l c u l a r i t h mé t i q u e o u l o g i q u e , t r a n s f e r t r e g i s t r e - r e g i s t r e , e n t r é e s - s o r t i e s , …) . c e c h a m p e s t t o u j o u r s p r é s e n t d a n s u n e i n s t r u c t i o n . Le champ opérande : Ce champ indique à quelle donnée on va accéder, sa longueur est variable : 0, 1 ou 2 octets. Par conséquent, une instruction se présente sur 1, 2 ou 3 octets suivant la longueur de l’opérande. C o d e o p é r a t i o n o p é r a n d e 1 octet 0, 1 ou 2 octets instruction : 1,2 ou 3 octets 9 Composants d'un microprocesseur L'unité arithmétique et logique (UAL) C'est l'organe qui effectue les opérations : - arithmétiques : addition, soustraction, multiplication, ... - logiques : et, ou, non, décalage, rotation, .... Deux registres sont associés à l'UAL : l'accumulateur et le registre d'état. 1 0 L'accumulateur C'est une des deux entrées de l'UAL. Il est impliqué dans presque toutes les opérations réalisées par l'UAL. Certains constructeurs ont des microprocesseurs à deux accumulateurs (Motorola : 6809) Exemple : A étant l'accumulateur et B un registre, on peut avoir : A+B → A (ADD A,B : addition du contenu du registre A avec celui du registre B, le résultat étant mis dans A) Le registre d'état (Flags ) A chaque opération, le microprocesseur positionne un certain nombre de bascules d'état. Ces bascules sont appelées aussi indicateurs d'état ou drapeaux (status, flags). Par exemple, si une soustraction donne un résultat nul , l'indicateur de zéro ( Z ) sera mis à 1. Ces bascules sont regroupées dans le registre d'état 1 1 On peut citer comme indicateur : - retenue (carry : C) - signe (Sign : S) - débordement (overflow : O) - uploads/Management/ micro-control-eur.pdf