Soutenance mémoire
Le platine autonome programmable fait partie de la domotique. Ce terme domotique est un néologisme, formé à partir du mot latin « domus » signifie domicile en français et suivi par un suffixe « -ique » qui englobe les termes « informatique – électrotechnique – électronique ». La domotique se définit comme étant l’ensemble des techniques évoluées qui nous permet d’automatiser, de maintenir, de programmer un tel équipement ou un appareil que nous avons disposé déjà qui lui est adapté.
La domotique s’applique, dans l’habitat, système d’alarme, gestion de l’éclairage et de l’ambiance, régulation du chauffage et de la climatisation, gestion des appareils électroménagers, automatisation de l’ouverture et de la fermeture des volets, technologies de télécommandes, mise à disposition de nouvelles technologies, sécurisation de la maison ainsi que production d’électricité à l’aide de ressources naturelles… Il encadre toutes les applications touchées spécialement de l’électricité, l’électronique et l’informatique.
GENERALITES SUR LES PIC
Présentation
Les microcontrôleurs PIC ou PICmicro forment une famille de microcontrôleurs de la société Microship. Ces microcontrôleurs sont dérivés du PIC1650 développé à l’origine par la division microélectronique de General Instruments. Le nom PIC n’est pas officiellement un acronyme, bien que la traduction en « Peripheral Interface Controller », soit généralement admise. Cependant, à l’époque du développement du PIC1650 par General Instruments, le PIC était un acronyme de « Programmable Intelligent Computer » ou « Programmable Integrated Circuit ». Un microcontrôleur est une unité de traitement de l’information de type microprocesseur à laquelle on a ajouté des périphériques internes permettant de réaliser des montages sans nécessiter l’ajout de composants annexes. Un microcontrôleur peut donc fonctionner de façon autonome après programmation.
Les caractéristiques principales d’un PIC sont :
• Séparation des mémoires de programme et de données (architecture Harvard) ; on obtient ainsi une meilleure bande passante et des instructions réduites ;
• Communication avec l’extérieur seulement par des ports c’est-à-dire il ne possède pas de bus d’adresses, de bus de données et de bus de contrôle comme la plupart des microprocesseurs ;
• Utilisation d’un jeu d’instructions réduit, d’où le nom de son architecture RISC (Reduces Instructions Set Construction). Les instructions sont ainsi codées sur un nombre réduit de bits, ce qui accélère l’exécution. En revanche, leur nombre limité oblige à se restreinte à des instructions basiques, contrairement aux systèmes d’architectures CISC (Complex Instructions Set Construction) qui proposent plus d’instructions donc codées sur plus de bits mais réalisant des traitements plus complexes.
La famille des PIC est subdivisée en trois grandes familles qui sont la famille « Base-Line », qui utilise des mots d’instructions de 12 bits ; la famille « Mid-Range,» qui utilise des mots de 14 bits et dont font partie le 16F84, et la famille « High-End», utilise les mots de 16 bits.
Un PIC est identifié par un numéro de la forme suivant : xx(L)XXyy –zz
• xx : Famille du composant (12, 14, 16, 17, 18)
• L : Tolérance plus importante de la plage de tension.
• XX : Type de mémoire de programme.
• C – EPROM ou EEPROM
• CR – PROM
• F – FLASH
• yy : Identification
• zz : Vitesse maximum du quartz.
Nous utiliserons un PIC 16F84 –10, soit :
o 16 : Mid-Line
o F : FLASH
o 84 : Type
o 10 : Quartz à 10MHz au maximum.
PIC 16F84
Le PIC 16F84 est un microprocesseur avec des fonctionnalités entrées/sorties qui permettent de réaliser des montages avec un minimum de composants externes et qui compte des dizaines de variantes différentes, certaines présentant des particularités passionnantes, convertisseur analogique numérique ou CAN 8, 10 ou 12 bits, communication série etc.… Il s’agit d’un microcontrôleur 8 bits à 18 pattes. Les principales caractéristiques de ce PIC sont données ci-dessous sachant qu’il peut contenir 35 instructions :
• Instructions codées sur 14 bits ;
• Données sur 8 bits ;
• Un cycle machine par instruction, sauf pour les sauts (2 cycles machines) ;
• Vitesse maximum 10 MHz soit une instruction en 400 ns (1 cycle machine = 4 cycles d’horloge) ;
• Quatre sources d’interruption ;
• 1000 cycles d’effacement et écriture pour la mémoire flash, 10.000.000 pour la mémoire de donnée EEPROM.
Organisation de la mémoire
Le PIC contient de la mémoire de programme et de la mémoire de données. La structure Harvard des PIC fournit un accès séparé à chacune. Ainsi, un accès aux deux est possible pendant le même cycle machine.
Mémoire de programme
C’est le mémoire de programme contient le programme à exécuter. Elle contient 1k mots de mémoire flash de 14 bits pour le PIC 16F84, même si le compteur de programme (PC) de 13 bits peut en adresser 8k. Il faut se méfier des adresses images L’adresse 0000h contient le vecteur du reset, l’adresse 0004h l’unique vecteur d’interruption du PIC. La pile contient 8 valeurs. Comme le compteur de programme, elle n’a pas d’adresse dans la plage de mémoire. Ce sont des zones réservées par le système.
Mémoire de données
Elle se décompose en deux parties de mémoire, mémoire RAM appelé GPR (General Purpose Register) et une mémoire de données EEPROM. La première contient les SFR (Special Function Registers) et la seconde contient des registres généraux, libres pour l’utilisateur.
Mémoire de données RAM
Ce mémoire RAM appelée GPR ou General Purpose Register possède d’une capacité de 68 octets d’adressées de 0Ch à 4Fh en hexadécimal et leur contenance est de 8 bits.
Mémoire de données EEPROM
Le PIC possède une zone EEPROM de 64 octets accessibles en lecture et en écriture par le programme. On peut y sauvegarder des valeurs, qui seront conservées même si l’alimentation est éteinte, et les récupérer lors de la mise sous tension. Leur accès est spécifique et requiert l’utilisation de registres dédiés. La lecture et l’écriture ne peuvent s’exécuter que selon des séquences particulières décrites au paragraphe de « l’accès à la mémoire EEPROM ». On sait qu’à la différence d’une mémoire PROM qui ne peut être programmée qu’une seule fois, une mémoire EEPROM peut être effacée et reprogrammée plusieurs fois (1000) et peut être lue à l’infini.
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I : TECHNIQUES DES COMPOSANTS ELECTRONIQUES UTILISES
1.1. Les diodes
1.1.1. Présentation
1.1.2. Principales caractéristiques d’une diode
1.1.2.1. La tension de seuil
1.1.2.2. La tension inverse
1.1.2.3. Le courant direct
1.2. Les diodes LED
1.2.1. Présentation
1.2.2. Signification de la polarité
1.2.3. Particularité de la diode LED
1.2.4. Forme physique
1.2.5. Taux d’éclairement
1.2.6. Caractéristiques principales
1.2.6.1. Consommation
1.2.6.2. Longueur d’onde
1.2.6.3. Chute de tension
1.2.7. les autres diodes LED
1.2.7.1. LED clignotante
1.2.7.2. LED multicolore
1.2.7.3. LED haute luminosité
1.2.7.4. Diodes émettrices infrarouge
1.2.7.5. Diodes émettrices ultraviolet
1.2.7.6. Diodes LASER
1.3. Les transistors
1.3.1. Transistor bipolaire
1.3.2. Utilisation du transistor bipolaire
1.4. Les régulateurs
1.5. Les relais
1.5.1. Relais électromécaniques
1.5.2. Les avantages du relais électromécanique
1.5.3. Inconvénients du relais électromécanique
1.5.4. Brochages de quelques relais électromécaniques
1.5.5. Les autres types de relais existants
1.5.5.1. Relais de puissance
1.5.5.2. Relais bistables
1.5.5.3. Relais HF
1.5.5.4. Relais statiques
1.5.6. Protection des contacts d’un relais électromécanique
1.6. Oscillateurs
1.6.1. Types d’oscillateurs
1.6.2. Oscillateur à résonateur céramique
1.6.3. Oscillateur à quartz
1.6.4. Oscillateur RC
1.6.5. Oscillateur externe
1.6.6. Oscillator Start-up Timer (OST)
CHAPITRE II: GENERALITES SUR LES PIC
2.1. Présentation
2.2. PIC 16F84
2.2.1. Brochage et fonction des pattes
2.2.2. Architecture générale
2.2.3. Organisation de la mémoire
2.2.3.1. Mémoire de programme
2.2.3.2. Mémoire de données
2.2.3.3. Registres spéciaux (SFR)
2.2.4. Jeu d’instructions
2.2.4.1. Instructions orientées octets
2.2.4.2. Instructions orientées bits
2.2.4.3. Instructions littérales et de contrôle
2.2.4.4. Notion de pipeline
2.2.5. Modes d’adressages
2.2.5.1. Adressage immédiat
2.2.5.2. Adressage direct
2.2.5.3. Adressage indirect
2.2.6. Ports d’entrée/Sorties
2.2.6.1. Port A
2.2.6.2. Port B
2.2.7. Registre TMRO
2.2.8. Choix de l’horloge
2.2.9. Pré-diviseur
2.2.10. Accès à la mémoire EEPROM
2.2.10.1. Registres utilisés
2.2.10.2. Lecture
2.2.10.3. Ecriture
2.2.11. Interruption
2.2.11.1. Mécanisme
2.2.11.2. Les différentes sources d’interruption
CHAPITRE III: REALISATION DE LA PLATINE AUTONOME PROGRAMMABLE
3.1. Présentation
3.2. Schéma de principe
3.3. Principe de fonctionnement
3.4. Préparation
3.4.1. Notion sur l’assembleur
3.4.2. Présentation du logiciel MPLAB
3.4.2.1. Ouverture d’un projet
3.4.2.2. Ecriture d’un programme source
3.4.2.3. Création du programme objet
3.4.3. Programmateur du PIC
3.4.4. Programme source de la platine autonome
3.5. Réalisation électronique
3.6. Nomenclature et leur désignation
3.7. Option de montage
3.7.1. Mode minuterie
3.7.2. Mode retardateur
3.7.3. Mode télérupteur
3.7.4. Mode cadenceur
3.8. Mise en service
CONCLUSION
