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LA TRANSMISSION DE DONNรES
Un protocole de transmission est utilisรฉ pour rรฉsoudre les problรจmes pouvant survenir lors de lโacheminement des donnรฉes entre DTE et DCE. Il a pour but dโassurer des รฉchanges corrects et pallier ร toutes les situations anormales de maniรจre ร rendre comprรฉhensible, au DCE, les commandes transmises par DTE, et inversement.
Le protocole de transmission
Afin que les รฉlรฉments communicants puissent se comprendre, il est nรฉcessaire d’รฉtablir un protocole de transmission. Ce protocole devra รชtre le mรชme pour les deux รฉlรฉments afin que la transmission fonctionne correctement. Deux types de protocole sont normalement disponibles : la transmission synchrone et la transmission asynchrone.
Dans le protocole synchrone, le bloc ou la trame de donnรฉes est transmis sous forme de sรฉrie de bits contigus sans dรฉlai entre les รฉlรฉments de 8 bits. Ce protocole impose donc un รฉchange synchronisรฉ ร un temps dโhorloge commun. Il ne peut pas nous convenir car ceci nous oblige ร munir notre S.I.M dโune horloge interne.
Le protocole asynchrone est utilisรฉ lorsque les donnรฉes sont gรฉnรฉrรฉes alรฉatoirement. Chaque caractรจre transmis est en capsulรฉ entre un bit de dรฉmarrage et un bit de stop. Ce type de transmission est plus adaptรฉ ร nos besoins car il suffit simplement dโexprimer nos donnรฉes dans un format comprรฉhensible par les deux systรจmes. Dans ce cas, la synchronisation se fait uniquement ร lโaide du bit dโen-tรชte et des bits dโarrรชt de polaritรฉs diffรฉrentes. La premiรจre transition de 1 ร 0 est donc utilisรฉe comme รฉtant le dรฉbut de chaque nouveau caractรจre.
Afin de permettre la synchronisation, dโautres paramรจtres sont รฉgalement prises en considรฉration :
๏ถ La vitesse de transmission, exprimรฉe en bauds (bits par seconde)
๏ถ Longueur des mots ou nombre de bits de donnรฉes
๏ถ Paritรฉ
๏ถ Terminator indique la fin de ligne
La communication est devenue cohรฉrente grรขces aux voies CTS/RTS.
Le mode de transmission
Les donnรฉes sont รฉmises dans lโun des formats suivants :
oยซ 8-e-2 ยป est interprรฉtรฉ comme 8 bits de donnรฉes, paritรฉ paire avec deux bits de stop, oยซ 7-n-1 ยป se rรฉfรจre ร 7 bits de donnรฉes, sans paritรฉ et un bit dโarrรชt.
Les bits de donnรฉes sont traduits sous forme de chaรฎne de caractรจres appelรฉe trame. Dans le premier format, lโรฉmetteur envoie 1 bit de dรฉmarrage, puis 8 bits de donnรฉes, suivies ou non de bit de paritรฉ et de un ou deux bits de stop.
Lโordre du bit transmis est dรฉcrit ci-dessous :
๏le bit de dรฉmarrage est transmis avec la valeur 0. En effet, lorsque rien ne circule sur la ligne, celle-ci est ร l’รฉtat haut. Pour indiquer qu’un mot va รชtre transmis, la ligne passe ร lโรฉtat bas avant de commencer le transfert.
๏les bits de donnรฉes sont รฉmis. Le bit le moins significatif (ou Least Significant Bit :LSB) est acheminรฉ en premier lieu.
๏le bit de paritรฉ suit le bit le plus significatif (Most Significant Bit :MSB).
Il dรฉtecte les erreurs รฉventuelles de transmission. Il existe quatre types de paritรฉ :
๏ง paire : si le nombre de bit 1 dans les trames de donnรฉes et le bit de paritรฉ est un nombre pair,
๏ง impaire : si le nombre de bit 1 dans les trames de donnรฉes et le bit de paritรฉ est un nombre impair,
๏ง marque :le bit de paritรฉ est fixรฉ ร 1,
๏ง espace : le bit de paritรฉ est fixรฉ ร 0.
Mais lโexistence du bit de paritรฉ nโest pas obligatoire.
๏enfin, les bits de stop signalent la fin de la transmission.
LโINTERFACE LOGICIELLE : MATLAB
MATLAB, dรฉrivรฉ du nom MATrix LABoratory, est systรจme interactif de programmation scientifique, dรฉveloppรฉ ร lโorigine pour le calcul matriciel et la visualisation graphique. Il permet dโaccรฉder aux pรฉriphรฉriques connectรฉs ร un ordinateur. Lโinterfaรงage sโรฉtablit ร lโaide dโun port sรฉrie. Cet objet assume les fonctions suivantes :
๏La configuration du port de communication,
๏Lโutilisation des broches de contrรดles,
๏Lโรฉcriture et la lecture des donnรฉes,
๏Lโenregistrement de lโinformation sur disque.
LA SESSION PORT SERIE
Ce paragraphe fournit les informations nรฉcessaires ร la comprรฉhension de lโinterfaรงage Port Sรฉrie du MATLAB. Les รฉtapes dโune session normale sont dรฉcrites ci-dessous :
๏Crรฉation dโun port sรฉrie : le port est crรฉรฉ ร lโaide de lโinstruction ยซ serial ยป. Nous pouvons configurer les propriรฉtรฉs pendant la crรฉation du port et y associer la vitesse de transfert et/ou le nombre de bits de donnรฉes.
๏Configuration des propriรฉtรฉs : les paramรจtres รฉtablissant le comportement de la liaison sรฉrie sont assignรฉs aux valeurs par dรฉfaut du PC. Nous pouvons les modifier ร tout moment ร lโaide de la fonction ยซ set ยป.
๏Connexion aux pรฉriphรฉriques : lโobjet port sรฉrie est connectรฉ au pรฉriphรฉrique ร lโaide de ยซ fopen ยป. Aprรจs la liaison, nous pouvons fixer les paramรจtres de configuration ou lire des donnรฉes.
Le port sรฉrie, une fois crรฉรฉ, existe dans lโespace de travail de MATLAB. Les propriรฉtรฉs suivantes sont automatiquement assignรฉs :
๏ le nom, descriptif du port sรฉrie,
๏ le plate-forme spรฉcifique du port sรฉrie (Ex : COM1),
๏ le type dโobjet.
Toutes les propriรฉtรฉs configurables ont une valeur par dรฉfaut, celle du PC. Si nous dรฉfinissons une propriรฉtรฉ invalide, lโinterface sรฉrie nโest pas crรฉรฉe. Pour illustrer cette configuration au moment de la crรฉation, nous รฉcrivons :
s = serial (โCOM1โ, โBaudRateโ,4800,โParityโ,โevenโ)
fopen (s)
Lorsque la liaison est รฉtablie, on peut รฉcrire ou lire des donnรฉes. Notons que le port sรฉrie et le pรฉriphรฉrique doivent disposer dโun mรชme protocole pour dialoguer. Les paramรจtres utilisรฉs doivent obligatoirement avoir les mรชmes valeurs de configuration :
๏ฎvitesses de transfert des bits,
๏ฎnombre de bits de donnรฉes,
๏ฎtype de paritรฉ
๏ฎnombre de bits dโarrรชt
๏ฎle caractรจre de fin de ligne.
LES BROCHES DE CONTRรLE
Il existe six broches de contrรดles attribuรฉes au port sรฉrie. Leur รฉtat activรฉ est donnรฉ par ยซ on ยป et lโรฉtat dรฉsactivรฉ par ยซ off ยป. Pour connaรฎtre lโรฉtat des broches ยซ DCD, CTS, DSR et RI ยป sous MATLAB, nous utilisons la fonction ยซ PinStatus ยป.
Voici un exemple permettant dโillustrer la fonction ยซ s.PinStatus ยป. Nous nโ utilisons que les broches TD et RD, qui sont court-circuitรฉs ร lโarriรจre de lโordinateur, en exรฉcutant la commande ยซ s.PinStatus ยป sous MATLAB, nous obtenons :
>>s.PinStatus ans =
CarrierDetect : โoffโ
ClearToSend : โoffโ
DataSetReady: โoffโ
RingIndicator : โoffโ
Lโรฉtat โoffโde ces broches (DCD, CTS, DSR, RI) est normal car ils ne sont pas connectรฉs.
Les fonctions ยซ RequestToSent ยป et ยซ DataTerminalReady ยป permettent de configurer ou connaรฎtre lโรฉtat des broches respectivement RTS et DTR.
Ces voies de contrรดles ont pour rรดle de signaler les รฉlรฉments pรฉriphรฉriques connectรฉs et de contrรดler les flux de donnรฉes. Nous donnons ร titre dโexemple ce dernier rรดle.
Le protocole de contrรดle de flux est une mรฉthode utilisรฉe pour communiquer entre DTE et DCE pour sโinformer des trames perdus. En MATLAB, il existe deux types de contrรดle de flux, celui du matรฉriel ou hardware et celui du logiciel ou software. Pour lโรฉtablir, il faut le configurer avec les paramรจtres du port sรฉrie de lโordinateur sinon le contrรดle nโexiste pas. Lโinstruction utilisรฉe pour cette configuration est flowcontrol. Pour illustrer, nous donnons ร titre dโexemple le paramรฉtrage du contrรดle de flux matรฉriel qui utilise les voies RTS et CTS du port : s.flowcontrol=โhardwareโ
LโECRITURE ET/OU LA LECTURE DE DONNEES
Trois questions sont ร รฉlucider pour les applications Port Sรฉrie au moment de lโรฉcriture ou de la lecture des donnรฉes :
๏ง lโaccรจs aux lignes de commande de MATLAB,
๏ง le transfert en binaire ou texte,
๏ง lโรฉcriture/lecture opรฉration complรจte.
Lโaccรจs aux lignes de commande est contrรดlรฉ aux opรฉrations dโรฉcriture/lecture suivant le protocole utilisรฉ : synchrone ou asynchrone. Une opรฉration synchrone bloque normalement lโaccรจs aux lignes de commande jusquโร la fin de lโopรฉration. Lโopรฉration asynchrone ne pourra pas bloquer cet accรจs. De plus nous pouvons utiliser dโautres commandes supplรฉmentaires pendant la rรฉalisation de lโopรฉration dโรฉcriture ou de lecture. Ceci justifie encore notre choix pour ce protocole.
Les opรฉrations dโรฉcriture/lecture sont caractรฉrisรฉes par les propriรฉtรฉs suivantes :
๏ le nombre dโoctets dans le tampon de sortie/entrรฉe,
๏ la taille du buffer en octet,
๏ le temps dโattente de lโรฉcriture/lecture,
๏ lโindication de lโรฉtat dโavancement dโune opรฉration,
๏ le nombre total de valeurs envoyรฉes ou reรงues.
Le tampon est la mรฉmoire allouรฉe par le PC ร un port sรฉrie pour sauvegarder les donnรฉes ร transfรฉrer. Lโรฉcriture des donnรฉes se fait par le biais de ยซ fprintf ยป ou ยซ fwrite ยป, la lecture est effectuรฉe par lโintermรฉdiaire de ยซ fscanf ยป ou ยซ fread ยป.
Si le port sรฉrie nโest plus utilisรฉ, on est dรฉconnectรฉ des pรฉriphรฉriques par ยซ fclose ยป. Le contenu du tampon est effacรฉ par ยซ delete ยป et celui de lโespace de travail par ยซ clear ยป.
LโENREGISTREMENT DE LโINFORMATION
Quand le port sรฉrie est connectรฉ aux pรฉriphรฉriques, nous pouvons enregistrer les informations suivantes sur le disque :
๏ฎles valeurs รฉcrites sur le pรฉriphรฉrique,
๏ฎles valeurs lues ร partir du pรฉriphรฉrique,
๏ฎle type des donnรฉes รฉcrites/lues sur le pรฉriphรฉrique.
Lโenregistrement de lโinformation sur le disque fournit une valeur permanente de la session port sรฉrie.
Nous enregistrons sur un fichier disque ร lโaide des instructions dโenregistrements suivantes :
RecordDetail : dรฉfinit lโรฉtat dโinformation enregistrรฉe sur le disque ;
RecordMode : specifie si les donnรฉes sont enregistrรฉes sur un ou plusieurs fichiers ;
RecordName : donne un nom au fichier de stockage ;
RecordStatus : indique si les donnรฉes sont sauvegardรฉes sur le disque.
Les donnรฉes reรงues peuvent รชtre aussi affectรฉes temporairement dans une variable avant de les stocker dans un fichier.
En effet, lโinterface sรฉrie et le logiciel Matlab permet dโรฉtablir la communication entre lโunitรฉ dโacquisition (S.I.M) et lโordinateur. Par consรฉquent, nous pouvons envoyer des commandes aux S.I.M et y rรฉcupรฉrer des donnรฉes ร partir de lโordinateur.
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Table des matiรจres
INTRODUCTION
CHAPITRE I : LA COMMUNICATION SERIE
I.1.LโINTERFACE MATERIELLE
I.1.1.Les signaux port sรฉrie
I.1.2.La transmission de donnรฉes
I.2.LโINTERFACE LOGICIELLE : MATLAB
I.2.1.La session port serie
I.2.2.Les broches de contrรดle
I.2.3.Lโecriture et/ou la lecture de donnees
I.2.4.Lโenregistrement de lโinformation
CHAPITRE II : LE LOGICIEL DโACQUISITION
II.1.LA CONCEPTION DU LOGICIEL
II.1.1.Lโinjection de courant
II.1.2.La mesure de la tension
II.1.3.Lโacheminement des informations
II.1.4.Les modes de calcul de rรฉsistivitรฉs
II.2.LA REALISATION DU LOGICIEL DโACQUISITION
CHAPITRE III : LA CALIBRATION DU RESISTIVIMETRE
III.1.LโETALONNAGE DU RESISTIVIMETRE
III.1.1.Les resistances etalons
III.1.2.Le rรฉsultat des mesures synthรฉtiques
III.2.LES MESURES DES RESISTIVITES
III.2.1.La presentation des sites
III.2.2.Les rรฉsultats des mesures sur terRain
CONCLUSION
REFERENCES
RESUME
ABSTRACT
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