Gestion Salle d'Attente

REPUBLIQUE DU CAMEROUN REPUBLIC OF CAMEROON Paix – Travail – Patrie Peace-Work-Fatherland UNIVERSITE DE DOUALA UNIVERSITY OF DOUALA

INSTITUT UNIVERSITAIREDE TECHNOLOGIE

THE UNIVERSITY INSTITUE OF TECHNOLOGY

BP: 8689 Douala – Tel: 3407485 – Fax: 3402482 – URL: www.iut.u-douala-cm

DEPARTEMENT GENIE INDUSTRIEL ET MAINTENANCE

Niveau : GIM2_ FI2

EC : BET

Rédigé par : NGONO ETEME PATRICE M.

ENSEIGNANT

M. Timothée KOMBE

Gestion d’une salle d’attente équipée d’un distributeur de tickets

Année académique 2011-2012

http://www.iut.u-douala-cm/

Commande de la gestion de service dans une salle d’attente équipé d’un distributeur de ticket.

Il s’agit de concevoir et réaliser un système électronique (à base d’un microcontrôleur) qui permet la gestion de service dans une salle d’attente équipée d’un distributeur automatique de tickets.

La salle dispose de trois guichets de service. Chaque guichet dispose d’un bouton d’appel de client, un autre bouton de fermeture de guichet et un afficheur situé au-dessus du guichet.

Si l’administrateur de guichet appuie sur le bouton d’appel de client, le numéro demandé s’affiche sur l’afficheur de guichet et sur un autre afficheur au milieu de la salle d’attente.

Si l’administrateur de guichet appuie sur le bouton de fermeture, le symbole de fermeture (X) s’affiche sur l’afficheur de guichet.

Le système électronique réalisé doit contrôler l’état des boutons disponibles dans chaque guichet pour incrémenter le numéro d’appel de clients et permet de donner en fin de journée le nombre de client traités par chaque guichet.

NB : Si le numéro appelé dure plus que 2 minutes, on suppose que le client a été traité.

Rédigé par : NGONO ETEME PATRICE M. Page 1

En dépit de notre vie moderne, le secteur prestation de service demeure sous développé dût

au problème de manque d’organisation qu’il vit jusqu'à nos jours ; la difficulté de s’adapter et

d’enlever la différence entre les citoyens.

Les citoyens sont une source de critique, ils apportent des remarques et des d’interrogations

surtout tant qu’ils sont insatisfaits des services qui leurs sont rendus.

C’est ainsi qu’afin de mieux satisfaire leur clientèle, les responsables des services cherchent à

minimiser ou éviter au maximum les problèmes qui peuvent survenir lors de leur prestation de

service. Ils rejoindront à cet effet le domaine électrique qui a vue des progrès technologiques

très important pour trouver une solution électrique afin d’organisé les services.

L’étude de notre projet présente l’un des moyens d’organisation des services : il consiste à

réaliser un système de gestion des services dans une salle d’attente équipé d’un distributeur de

tickets à base de microcontrôleur.


Etude théorique


I. Partie

Généralités sur le projet

I. Présentation du projet

Notre projet est un système de commande de la gestion d’une salle attente équipé d’un distributeur de tickets.


Il s’agit de réaliser un prototype de ce système à base d’un microcontrôleur et qui dispose de trois guichets chacun équipé de deux boutons poussoirs : un pour incrémenter le numéro de ticket et un autre pour la fermeture.Un tableau d’affichage au centre de la salle indique le numéro de ticket et le guichet qui lui correspond.

La figure qui suit présente le schéma synoptique du projet :

Schéma synoptique :


Carte

D’affichage

GUICHET N°1 GUICHET N°3

GUICHET N°2

Communication entre

CM et PC

Figure1 : structure du projet

Le microcontrôleur

i. Introduction :


Mini carte à base du PIC 16F628A

Carte mère à base du PIC 16F877



HPSix boutons poussoirs

Les microcontrôleurs sont aujourd'hui implantés dans la plupart des applications grand public ou professionnelles, il en existe plusieurs familles.

La société Américaine Micro chip Technologie a mis au point dans les années 90 un microcontrôleur CMOS : le PIC (Peripheral Interface Controller). Ce composant encore très utilisé à l’heure actuelle, est un compromis entre simplicité d'emploi, rapidité et prix de revient.

Les PIC existent dans plusieurs versions:

Les UVPROM les EEPROM et flash EPROM qui sont effaçables électriquement et qui sont effaçable par une source de rayonnements ultraviolets.

ii. Définition d’un PIC :

Figure2 : différents types de pics

Un PIC est un microcontrôleur, c’est à dire 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 externes.

La dénomination PIC est sous copyright de Micro chip, donc les autres fabricants ont été dans l’impossibilité d’utiliser ce terme pour leurs propres microcontrôleurs.

Les Pics sont des composants dits RISC (Reduce Instructions Construction Set), ou encore composant à jeu d’instructions réduit. Ceci car plus on réduit le nombre d’instructions, plus facile et plus rapide en est le décodage, et plus vite le composant fonctionne.

On trouve sur le marché 2 familles opposées, les RISC et les CISC (Complex Instructions Construction Set). Chez les CISC, on diminue la vitesse de traitement, mais les instructions sont plus complexes, plus puissantes, et donc plus nombreuses. Il s’agit donc d’un choix stratégique.

Tous les Pics Mid-Range ont un jeu de 35 instructions, stockent chaque instruction dans un seul mot de programme, et exécutent chaque instruction (sauf les sauts) en 1 cycle. On atteint donc des très grandes vitesses, et les instructions sont de plus très rapidement assimilées. L’exécution en un seul cycle est typique des composants RISC.


http://fr.wikipedia.org/wiki/Image:4pics.jpg

L’horloge fournie au PIC est pré divisée par 4 au niveau de celle-ci. C’est cette base de temps qui donne le temps d’un cycle.

Si on utilise par exemple un quartz de 4MHz, on obtient donc 1000000 de cycles/seconde, or, comme le PIC exécute pratiquement 1 instruction par cycle, hormis les sauts, cela vous donnez une puissance de l’ordre de 1MIPS (1 Million d’Instructions Par Seconde).

iii. Identification d’un pic :

Pour identifier un pic, nous utiliserons simplement son numéro. Les deux premiers chiffres indiquent sa catégorie, 16 indique un pic Mid-range, vient ensuite une seule lettre :

L : indique que le pic peut fonctionner avec une plage de tension beaucoup plus tolérante.

C : indique que la mémoire de programme est de type EEPROM ou plus rarement EPROM.

CR : indique que la mémoire de type RAM.F : indique une mémoire de type FLASH.

Puis vous verrez les derniers chiffres identifiants plus précisément le pic.

Enfin, deux chiffres XX sont écrits sur le boitier indiquant la fréquence d’horloge maximale

que le PIC peut recevoir ; par exemple 04 pour 4MHz.

Par exemple PIC 16F877 –20, soit :

- 16 : Mid-Range

- F : FLASH

- 877 : Type de circuit

- 20 : Quartz à 20MHz au maximum

iv. Les avantages du microcontrôleur :

L’utilisation des microcontrôleurs pour les circuits programmables a plusieurs points forts :

Tout d’abord, un microcontrôleur intégré dans un seul et même boitier ce qui, avant nécessitait une dizaine d’élément séparés. Il résulte donc une diminution évidente de l’encombrement de matériel et de circuit imprimé

Cette intégration a aussi comme conséquence immédiate de simplifier le tracé du circuit imprimé puisqu’il n’est plus nécessaire de véhiculer des bus d’adresses et de données d’un composant à un autre.

L’augmentation de la fiabilité du système puisque, le nombre des composants diminuant, le nombre des connexions composants /supports ou composants/circuits imprimer diminue.


Le microcontrôleur contribue à réduire les coûts à plusieurs niveaux :

Les OTPROM programmable une seule fois.

Moins cher que l’autre composant qu’il remplace.

Diminue les couts de mains d’œuvre.

La réalisation de l’application non réalisable avec d’autres composants.

v. Architecture d’un pic :

Le schéma ci-dessous présente les principaux blocs fonctionnels présents à l’intérieur d’un pic ainsi qu’une courte description. Pour un schéma plus précis, se référer à la figure 4 :

Figure3 : Architecture interne du PIC

vi. Description des blocs :

Mémoire flash : c’est une mémoire réinscriptible qui conserve ses données lorsque le PIC n’est pas alimenté. Elle est utilisée pour stocker le programme. A chaque ligne du programme est attribuée une adresse qui permettra à l’unité de calcul de se repérer.


Mémoire

Flash

Mémoire RAM

Registre temporaire

Ports

E / SUnité de calcul

Autres modules

(Timers, convertisseurs…. )

Mémoire RAM : c’est une mémoire volatile (qui s’efface quand le PIC n’est plus alimenter). Les variables utilisées sont stockées à cet endroit.

Unité de calcul : c’est le cœur du microcontrôleur. Ici se déroulent toutes les opérations à une vitesse définie par la fréquence d’horloge (fréquence d’oscillation divisée par quatre).

Registre temporaire : c’est ici qu’est stockée la valeur nécessaire par une opération de l’unité de calcul.

Ports E / S (entrée/sortie) : ce sont les unités qui font le lien entre ce qui se passe à l’intérieur du PIC et l’extérieur.

Module annexes : toutes les fonctions annexes (timers, comparateurs, convertisseurs analogiques/numériques….)

vii. Organisation d’un PIC :

Les Pics, au même titre que les microprocesseurs, sont composés essentiellement de registre ayant chacun une fonction bien définit. Les Pics possèdent également des périphériques intégrés, tel qu’une mémoire EEPROM, un timer, des ports d’entrées/sorties ou bien encore un convertisseur analogique/numérique.

Selon le type de PIC utilisé on retrouvera en interne ; un certain nombre de registres et périphériques possédant des caractéristiques différentes.

La mémoire RAM : Sauvegarder temporairement des donnes.

La mémoire programme : Contient le code binaire correspondant aux instructions

que doit exécuter le microcontrôleur. La capacité de cette mémoire est variable selon

le PIC.

La mémoire EEPROM : La mémoire EEPROM (Electrical Erasable Programmable

Read Only Memory) est constituée de 64 octets qu’on peut lire et écrire depuis le

programme. Ces octets sont conservés après une coupure du courant et sont très utile

pour conserver des paramètres semi permanents. Leur utilisation implique une

procédure spéciale que nous verrons par la suite

Le timer : C’est un registre interne du microcontrôleur, celui-ci s’incrémente au grés

d’une horloge. Ce registre peut servir par exemple à la réalisation des temporisations,

ou bien encore faire de comptage. Le PIC16f877 possède 3 TIMERS.


Le convertisseur analogique numérique: Le convertisseur analogique numérique

est à approximations successives et il possède une résolution de 10bits.

Registre compteur de programme : Ce registre pointe l'instruction que doit exécuter

le microcontrôleur PIC.

Le PC permet au programme de se déplacer lors d'un saut à un sous-programme.

A la mise sous tension le PC se charge à l'adresse 0 pour pointer la 1ère instruction.

Registre d’état : Le registre d'état est composé de 8 bits qui informent sur le résultat de la dernière instruction ou opération demandée.

Exemple : le bit C indique une retenue pour la dernière opération arithmétique

Le registre d'état permettra de réaliser des tests pour des branchements conditionnels

Les ports d’entrées/sorties : Les ports d’entrées/sorties permettent au microcontrôleur de pouvoir dialoguer avec l’extérieur. Souvent une broche peut avoir plusieurs fonctions.

Le registre pointeur de pile : Le pointeur de pile est utilisé lors d'un saut à un sous-programme.

Il mémorise l'adresse courante du compteur de programme (PC) avant le saut au sous-programme.

Dès que le sous-programme est effectué une instruction permet de recharger le PC avec l'adresse sauvegardée.

U.A.L : Elle effectue toutes les actions internes de calcul et d'opérations logiques et arithmétiques.


Le microcontrôleur pic 16F877

a. Définition :

Le 16F877 fait partie de la sous-famille des 16F87x. Cette branche fait partie intégrante de la grande famille des PIC Mid-Range.

PIC FLASH RAM EEPROM I/O A/D PORT Parallèle

PORT Série

16F877 8K 368 256 33 8 PSP USART/MSSP

Tableau1 : Caractéristique du PIC16F877

Tous les Pics de la famille 16F87X sont identiques. Les différences fondamentales entre les PIC sont :

Les quantités de mémoires disponibles. Le nombre d’entrées/sorties. Le nombre de convertisseurs de type ‘‘analogique/digital’’ Le nombre et le type des ports intégrés.

b. Brochage :

Le 16F877 utilise les boîtiers 40 broches car c’est un composants qui dispose d’un port parallèle.

Figure4 : brochage de PIC16F877


Le PIC 16f877 dispose 33 lignes d’entrées/sorties configurables soit en entrées soit en sorties. Ces lignes issues de cinq ports d’entrées/sorties. Tous les ports d’entrées/sorties (Input/ Output) sont bidirectionnels.

c. Identification des ports :

Port A : 6 bits analogique et numériques (RA0 Jusqu'à RA5) Port B : 8 bits numériques (RB0 jusqu'à RB7) Port C : 8 bits numériques (RC0 jusqu'à RC7) Port D : 8 bits numériques (RD0 jusqu'à RD7) Port E : 3 bits analogiques et numériques (contrôle de porte //)(RE0 jusqu'à RE2)

d. Architecture interne du pic 16f877 :

Figure 5 : Architecture interne du Pic 16F877


L’architecture interne du Pic 16F877 est composée de :

L’unité centrale (UAL). Le bus de donnée 8 bits. La mémoire programme flash. Le mémoire vive RAM (Random access memory) Une EEPROM de remise à zéro du noyau. VCC et GND, broche d’alimentation du microcontrôleur. CLIKIN ET CLOUT, pour la partie de l’oscillation.

e. Choix du PIC 16FX :

Le choix d’un microcontrôleur est important car c’est de lui que dépendent en grande partie les performances, la taille, la facilité d’utilisation est le prix du montage. Le PIC 16F877, possède le plus de ports, ce qui augmente d’autant les nombres d’entrées/sorties disponibles. Il dispose de 33 lignes d’entrées/sorties réparties en cinq ports (un port A de 6 bits, un port B de 8 bits, un port C de 8 bits, un port D de 8 bits, un port E de trois bits)

Ce pic de trente-cinq (35) instructions de base et de quatre sources d’interruptions :

Interruption externe commune avec la broche RB0. Interruption due au TIMER. Interruption sur changement d’état des broches de port RB0 à RB7. Interruption de fin d’écriture en EEPROM.

f. Particularités électriques :

Les pins d’alimentation sont placés de part et d’autre en position centrale du PIC. La connexion de MCLR à +5V, ces pins est utilisés pour effectuer un RESET du composant en cas de connexion à la masse.

Ce Pic contient aussi : un quartz qui peut être remplacé par un simple résonateur ou par un simple réseau RC. Les condensateurs de découpage, du fait de la fréquence plus importante du quartz utilisé, sont de valeur environ 15pf.

La tolérance sur ces composants permet d’utiliser d’autres valeurs


Afficheur 7segments :

i. Présentation :

Figure 6 : Afficheur 7segment Figure 7 : Afficheur 7segment

anode commun cathode commun

ii. Différent type des afficheurs 7segment :

Il y a deux types des afficheurs :

Afficheur 7 segments à anode commune : toutes les anode sont reliées et connectées au potentiel haut. La commande de segment se fait par sa cathode mise au potentiel bas.

Afficheurs 7 segments à cathode commune : toutes les cathodes reliées et connectées au potentiel bas. La commande du segment se fait par son anode mise au potentiel haut.

NB : On a utilisé dans notre projet des afficheurs à anode commun et on va l’étudier par la

suite.


4597621

3

iii. Présentation des afficheurs 7 segments à anode commune :

Figure : Schéma interne d’un afficheur à anode commun

iv. Caractéristique de l’afficheur 7segment :

Point décimaux à droite et à gauche.

Forte intensité lumineuse.

Face avant gris, segment rouge.

v. Spécification techniques :

Dimensions (mm) : L27, 7X120.

Hauteur : 8 ,4mm sans les broches.

Pas entre les 2 rangées : 2, 54 mm

Couleur : rouge haut rendement.

Température d’utilisation : -40°C à +85°C.


ANODE COMMUNa

B

CE

F

D

G

vi. Connexion de l’afficheur avec un PIC :

Figure 9 : Connexion entre pic et un afficheur 7 segments par résistance

Figure 10 : Connexion entre pic et un afficheur 7 segments par la bascule D.


RA7/OSC1/CLKIN16

RB0/INT6

RB1/RX/DT7

RB2/TX/CK8

RB3/CCP19

RB410

RB511

RB6/T1OSO/T1CKI12

RB7/T1OSI13

RA0/AN017

RA1/AN118

RA2/AN2/VREF1

RA3/AN3/CMP12

RA4/T0CKI/CMP23

RA6/OSC2/CLKOUT15

RA5/MCLR4

U2

PIC16F628A

R0

270RR1

270RR2

270RR3

270RR4

270RR5

270RR6

270R

4597621

3

UNITEunitè

RA7/OSC1/CLKIN16

RB0/INT6

RB1/RX/DT7

RB2/TX/CK8

RB3/CCP19

RB410

RB511

RB6/T1OSO/T1CKI12

RB7/T1OSI13

RA0/AN017

RA1/AN118

RA2/AN2/VREF1

RA3/AN3/CMP12

RA4/T0CKI/CMP23

RA6/OSC2/CLKOUT15

RA5/MCLR4

U1

PIC16F628A

D03

D14

D27

D38

D413

D514

D617

D718

CLK11

MR1

Q02

Q15

Q26

Q39

Q412

Q515

Q616

Q719

U3

74273

76421

109

8

AF27SEG-COM-AN-BLUE

II. Partie

Etude de la première solution


1. Introduction

Notre système se comporte comme suit :

Il est constitué principalement du PIC 16F877 que nous avons déjà étudié précédemment, et d’un circuit intégré ; le 74273 qui est prédéfini par la suite dans le schéma synoptique suivant.

2. Schéma synoptique :

Figure 11 : Structure de la carte de la premiére étude


2 CI 74273 GUICHET I

2 CI 74273

2 CI 74273

GUICHET II

GUICHET III

PIC

16F877

3. Schémas électrique :

Figure12 : Schémas électrique de la carte de la premiére étude


RA0/AN02

RA1/AN13

RA2/AN2/VREF-4

RA4/T0CKI6

RA5/AN4/SS7

RE0/AN5/RD8

RE1/AN6/WR9

RE2/AN7/CS10

OSC1/CLKIN13

OSC2/CLKOUT14

RC1/T1OSI/CCP216

RC2/CCP117

RC3/SCK/SCL18

RD0/PSP019

RD1/PSP120

RB7/PGD40

RB6/PGC39

RB538

RB437

RB3/PGM36

RB235

RB134

RB0/INT33

RD7/PSP730

RD6/PSP629

RD5/PSP528

RD4/PSP427

RD3/PSP322

RD2/PSP221

RC7/RX/DT26

RC6/TX/CK25

RC5/SDO24

RC4/SDI/SDA23

RA3/AN3/VREF+5

RC0/T1OSO/T1CKI15

MCLR/Vpp/THV1

U2

PIC16F877

X1CRYSTAL

C1

10p

C2

10p

GN

D

R1

4k7

VCC

D03

D14

D27

D38

D413

D514

D617

D718

CLK11

MR1

Q02

Q15

Q26

Q39

Q412

Q515

Q616

Q719

U1

74273

D03

D14

D27

D38

D413

D514

D617

D718

CLK11

MR1

Q02

Q15

Q26

Q39

Q412

Q515

Q616

Q719

U3

74273

D03

D14

D27

D38

D413

D514

D617

D718

CLK11

MR1

Q02

Q15

Q26

Q39

Q412

Q515

Q616

Q719

U4

74273

D03

D14

D27

D38

D413

D514

D617

D718

CLK11

MR1

Q02

Q15

Q26

Q39

Q412

Q515

Q616

Q719

U6

74273

G10

G11

G20

G21

G30

G31

VCC

R2

4k7R3

4k7

R4

4k7

R5

4k7

R6

4k7

R7

4k7

GN

D

D03

D14

D27

D38

D413

D514

D617

D718

CLK11

MR1

Q02

Q15

Q26

Q39

Q412

Q515

Q616

Q719

U5

74273

D03

D14

D27

D38

D413

D514

D617

D718

CLK11

MR1

Q02

Q15

Q26

Q39

Q412

Q515

Q616

Q719

U7

74273

VCC

Guichet n°3

Guichet n°2

Guichet n°1

VCC

VCC

VCC

4. Le circuit intégré 74273 :

a. Définition

C’est un circuit sur huit bits de type D, ce qui signifie que, si l’entrée de l’horloge (CLK) reçoit un front montant, les sorties suivent les entrées D. Sinon, les sorties sont verrouillées et reflètent les niveaux logiques présents sur les entrées D avant la transition. Le circuit intégré se présente sous la forme d’un boitier rectangulaire de 20 broches :

Figure 13 : Brochage du cicuit 74273


D03

D14

D27

D38

D413

D514

D617

D718

CLK11

MR1

Q02

Q15

Q26

Q39

Q412

Q515

Q616

Q719

U2

74273

b. Identification des broches :

N° de broche Signal Niveau

1 MR Niveau bas

2 Q0 Sortie Logique positif

3 D0 Entré Logique positif







10 NC Non connecté

11 CLK Front montant









20 NC Non connecté

Tableau 2 : Identification des boches du circuit 74273

c. Conclusion :


Théoriquement la carte est fonctionnelle, mais du côté pratique il y a quelques problèmes à résoudre, tel que les plus de 10 fils conducteurs qui relient chaque guichet à la carte d’une distance plus ou moins longue, ce qui cause de l’encombrement des fils d’une part et d’autre part le côté esthétique du montage. On doit donc chercher une solution pour résoudre ces deux problèmes.Afin de trouver une solution nous devons effectuer une deuxième étude que nous verrons dans la partie suivante.


III. Partie

Etude de la deuxième solution:

utilisation du bus I2C

1. Introduction


Dans cette étude, on va résoudre le problème d’encombrement des fils en utilisant le bus I2C (INTERGRATED CIRCUIT). Nous étudierons par la suite les différentes caractéristiques du bus I2C, son principe de fonctionnement et son protocole (tel que la condition de départ, la condition d’arrêt et la transmission des données).Le schéma synoptique suivant présente cette deuxième solution

2. Schémas synoptique

Figure 14 : Structure du carte de deusiéme étude

3. Le bus I2C

Présentation

a. Historique

Le bus I2C (Inter Integrated Circuit) a été développé au début des années 80 parPhilips semi-conducteurs pour permettre de relier facilement à un microprocesseur les différents circuits d’un téléviseur moderne.

Figure 15 : le bus I2C

b. Caractéristiques


BUS I2C

GuichetsPIC

16F877

Le bus I2C permet de faire communiquer entre eux des composants électroniques très divers grâce à seulement trois fils : Un signal de donnée (SDA), un signal d'horloge (SCL), et un signal de référence électrique (Masse).

Ceci permet de réaliser des équipements ayants des fonctionnalités très puissantes (En apportant toute la puissance des systèmes microprogrammes) et conservant un circuit imprimé très simple, par rapport à un schéma classique (8bits de données, 16 bits d'adresse + les bits de contrôle).

Les données sont transmises en série à 100kbits/s en mode standard et jusqu'à 400kbits/s en mode rapide. Ce qui ouvre la porte de cette technologie à toutes les applications où la vitesse n'est pas primordiale.

De nombreux fabricants ayant adopté le système, la variété des circuits disponibles disposant d'un port I2C est énorme : ports d'E/S bidirectionnels, convertisseurs A/N et N/A, mémoires (RAM, EPROM, EEPROM, etc.….), circuits Audio (Egaliseur, Contrôle de volume, ...) et autre drivers (LED, LCD, ...)

Le nombre de composants qu'il est ainsi possible de relier est essentiellement limité par la charge capacitive des lignes SDA et SCL : 400 pf.

Principe

Afin d'éviter les conflits électriques les Entrées/Sorties des SDA et SCL sont de type"Collecteur Ouvert" comme le démontre le schéma de principe qui suit.

R1 R2

E.SDA E.SCL

L.SDA L.SCL

VCC VCC

GND GND

Figure 16 : Structure d'E/S d'un module I2C.4. D'autres bus tri filaires :


C Bus de Phillips est l'ancêtre du bus I2C. SPI de Motorola. µWIRE de National Semi-conducteur.

Plusieurs circuits pouvant être branché en même temps sur le même bus, il a été nécessaire d'instaurer un protocole entre eux, afin d'éviter les problèmes dus à une prise de parole simultanée de différents modules. C'est le protocole I2C.

Le protocole I2C :

Le protocole I2C définit la succession des états logiques possibles sur SDA et SCL, et la façon dont doivent réagir les circuits en cas de conflits.

i. La prise de control du bus :

Pour prendre le contrôle du bus, il faut que celui-ci soit au repos (SDA et SCL à '1'). Pour transmettre des données sur le bus, il faut donc surveiller deux conditions particulières :

- La condition de départ. (SDA passe à ‘0’ alors que SCL reste à ‘1’) - La condition d'arrêt. (SDA passe à '1' alors que SCL reste à ‘1’)

Lorsqu'un circuit, après avoir vérifié que le bus est libre, prend le contrôle de celui-ci, il en devient le maître. C'est lui qui génère le signal d'horloge.

Départ Arrêt

Figure 17 : Exemple de condition de départ et d'arrêt

ii. La transmission d'un octet :

Après avoir imposé la condition de départ, le maître applique sur SDA le bit de poids fort D7. Il valide ensuite la donnée en appliquant pendant un instant un niveau '1' sur la ligne SCL.


Lorsque SCL revient à '0', il recommence l'opération jusqu'à ce que l'octet complet soit transmis. Il envoie alors un bit ACK à '1' tout en scrutant l'état réel de SDA. L'esclave doit alors imposer un niveau '0' pour signaler au maître que la transmission s'est effectuée correctement. Les sorties de chacun étant à collecteurs ouverts, le maître voie le '0' et peut alors passer à la suite.

Exemple de transmission réussie.

Dans cet exemple : SCL : Horloge imposée par le maître. SDAM : Niveaux de SDA imposés par le maître. SDAE : Niveaux de SDA imposés par l'esclave. SDAR : Niveaux de SDA réels résultants.

iii. La transmission d'une adresse :

Le nombre de composants qu'il est possible de connecter sur un bus I2C étant largement supérieur à deux, il est nécessaire de définir pour chacun une adresse unique. L'adresse d'un circuit, codée sur sept bits, est définie d'une part par son type et d'autre part par l'état appliqué à un certain nombre de ses broches. Cette adresse est transmise sous la forme d'un octet au format particulier.

Exemple d'octet d'adresse.

On remarque ici que les bits D7 à D1 représentent les adresses A6 à A0, et que le bit D0 est remplacé par le bit de R/W qui permet au maître de signaler s'il veut lire ou écrire une donnée. Le bit d'acquittement ACK fonctionne comme pour une donnée, ceci permet au maître de vérifier si l'esclave est disponible.

Dans cette étude, nous avons résolu le problème d’encombrement des fils avec succès, mais malheureusement cette idée n’est efficace qui si le câblage entre les afficheurs est fait à une distance courte. Puisque la longueur du bus I2C est limitée entre 1 mètre et 1 ,2 mètre. Cependant, les avantages de notre projet sont très limités et il n’est pas réalisable dans toutes les conditions, alors on va chercher à trouver une solution finale.


IV. Partie

Etude de la troisième

solution

1. Introduction :


Rappelons que nous avons déjà étudié deux aspect de notre projet mais comme nous y avons

rencontré des problèmes qui sont :

- l’encombrement des fils de la carte entre le microcontrôleur PIC16F877 et le Latch

74273 dans la première étude.

- Malgré qu’on ait réussi d’évité le premier problème en utilisant le bus I2C, mais cette

résultat n’est pas été efficace vue que la longueur de ce dernier est très limité.

Alors, On a réussi à trouver une troisième solution qui tient compte des compétences

désirées.

Cependant, on a divisé le travail sur trois parties :

Dans la première partie

La réalisation de 3 mini cartes qui correspondent chacune à un guichet à base de

PIC16F628A.

Dans la deuxième partie :

On a réalisé une carte milieu à base de microcontrôleur PIC16F628A qui indique au client

son numéro de ticket et le numéro du guichet.

Dans la troisième partie :

On a réalisé une carte mère qui gère les 3 mini cartes et la carte d’affichage. Elle est à base

de PIC16877 entourée des composants suivants :

PCF8385.

EEPROM 24C32.

MAX 232.

ISD 1020A.

2. Schémas synoptique de mini carte


Liaison

soft_uart

Figure 18 : Structure de la mini carte

Principe de Fonctionnement :

L’afficheur d’unité est relié au port B (RB0 → RB6), et l’afficheur de dizaine relié au port A

(RA0 → RA6). Une information sur le port A, 7 donne l’ordre au pic 16F628A d’afficher le

symbole de fermeture (FE) et une autre sur le port B, 7donne l’ordre au pic 16F628A

d’afficher le numéro du client appelé.


PIC 16F628A

Afficheur

DIZAINE

Afficheur

UNITE

RESISTANCES

RA0….RA6RESISTANCE

S

RB0….RB6

RB7+RA7

3. Schéma synoptique de carte milieu :

Figure 19 : Structure de la carte milieu

Principe de fonctionnement


Afficheur du numéro de ticket du client

Afficheur de numéro du

guichet

CI

74273

CI

74273

PIC

16F628A

CI

74273

La carte fonctionne par information de pic 16F877 implanté dans la carte mère liée à la carte

par la liaison soft_uart, la description de fonctionnement est comme suit :

Chaque impulsion sur un des boutons d’appel du client, le pic envoie une information

d’afficher le numéro du ticket appeler ainsi que le numéro de guichet qui va s’en occuper.

Schémas synoptique de carte mère

Figure 20 : Structure de la carte mère

Principe de Fonctionnement


PIC 16F877

ISD 1020A

PCF

8583

EEPROM

24C32

Les cartes

La carte mère est à base de pic 16F877 qui fonctionne comme suit :

Six boutons reliés au microcontrôleur ; chaque paire de boutons correspond à une carte noté

comme suite :

Ci : bouton de comptage (d’incrémentation) de guichet N°i.

Fi : bouton de fermeture du guichet N°i.

L’appui sur le bouton Ci donne l’ordre de faire fonctionner :

mini carte du guichet N°i.

la carte milieu.

circuit intégré ISD.

Si la durée entre l’impulsion sur le même bouton Ci est supérieure à 2 minutes, alors le pic

donne l’ordre d’incrémenter et d’enregistrer le nombre de client gi traité par le guichet N°i.

Les différents composants de base

5.1. Le pic 16F628A :

5.1.1. Définition :

Le microcontrôleur PIC 16F628A est un des modèles (le plus courant et un des plus petits) de la famille des circuits microcontrôleurs de Micro chip. Présenté en boîtier DIL (Dual In Line) 18 broches, il possède de nombreuses et performantes caractéristiques.

5.1.2. Caractéristiques principaux :

une programmation facile en langage Basic ou en assembleur

son faible coût,

la possibilité d'être programmé instantanément

un oscillateur interne de 4MHz ou externe. Pour un besoin de précision ou de fréquence différente de 4MHz et jusque maximum 20MHz, il faut ajouter un quartz ou un circuit RC

16 lignes d'Entrées / Sorties 8 lignes sur le porta (avec possibilité sur 4 entrées de convertir sa valeur

analogique en un mot numérique)


8 lignes sur le portb

architecture RISC (Redue Instructions Set Computer : jeu d’instructions réduit qui convient à de petits programmes)

une mémoire programme contenant 2048 instructions (codées sur 14 bits)

une mémoire RAM de données de 224 octets

une mémoire EEPROM de 128 octets

des temporisateurs et un chien de garde

une interface de transmission série

5.1.3. Boitier du pic 16f62x :

Figure 21 : brochage de PIC16F628A

5.1.3.1. Identification des broches :

On remarquera que toutes les broches du circuit (sauf Vss, Vdd et RB5) ont plusieurs fonctions. Le choix de la fonction utilisée se fait par programmation.


VDD et VSS représentent respectivement l'alimentation 5V et 0V du circuit.

Les deux broches OSC1 et OSC2 servent à recevoir si besoin le quartz destiné à l'oscillateur.

MCLR (Master Clear) active à 0 correspond à l'entrée d’Initialisation (Reset) du circuit.

RB0 à RB7 représentent les 8 lignes du port B et RA0 à RA7 les 8 lignes du port A, pouvant toutes être définies par programmation en entrées ou en sorties.

5.2. Le bus série RS232

5.2.1. Introduction :

A l’heure actuelle, un système informatique a besoin de communiquer. En ce que concerne, nous allons intéresser à l’un des moyens de communication entre l’ordinateur le microcontrôleur 16F877. Nous avons choisi l’interface série asynchrone car elle assez simple à réaliser. De plus, elle est disponible sur la plupart des ordinateurs et notamment sur tout les PC.

5.2.2. Qu’est-ce que la liaison RS-232 ?

La liaison RS-232 est issue de la norme du même nom qui permet l'envoi de données via une chaîne de niveaux logiques envoyés en série (d'où le nom du port du PC). Elle permet de faire dialoguer deux systèmes (et seulement deux) entre eux. Les données sont envoyées par trames de 5, 6, 7 ou 8 bits soit autant de niveaux logiques. Par la suite nous travaillerons exclusivement avec une liaison sur 8 bits qui est la plus couramment utilisée.

Cette liaison est de type asynchrone c'est à dire qu'elle n'envoie pas de signal d'horloge pour synchroniser les deux intervenants de la liaison, il est donc nécessaire que ces derniers soient configurés de la même manière (vitesse de transmission, nombre de bits par trame etc.). La vitesse de transmission s'exprime en bauds (bit/s = bits par seconde) les valeurs les plus courantes sont 2400, 4800 et 9600 bauds.

5.2.3. Comment ça fonctionne ?

5.2.3.1. La transmission :

Les niveaux logiques ont une grande marge d'erreur ce qui permet à la liaison RS-232 de n'être que peu sensible aux perturbations et donc de pouvoir être mise en place sur de longues distances. En effet le niveau logique "zéro" est représenté par une tension comprise entre +3 et +15V et le niveau logique "un" est représenté par une tension comprise entre -3 et -15V.


Au repos, lorsqu'aucun caractère n'est transmis, la ligne de transmission est au niveau logique 1. Lorsque l'un des systèmes veut commencer à communiquer, il prévient le système à l'autre bout de la liaison par une mise de la ligne au niveau 0, c'est le bit de Start. Viennent ensuite les bits de données au nombre de 8, ils sont soit au niveau 1 soit au niveau 0 en fonction des données, le bit de poids faible est envoyé en premier et on termine par le bit de poids fort. Un dernier bit peut être ajouté, il s'agit du bit de parité qui ne joue pas du tout le même rôle.

On distingue la parité paire et la parité impaire : en effet en parité pair le bit de parité est mis au niveau 1 ou 0 de telle manière que le nombre de bits à 1 soit toujours pair, s'il y a trois bits au niveau 1 dans les bits de données le bit de parité est mis à un pour permettre qu'au final il y ait un nombre pair de bit à 1; et réciproquement pour la parité impaire

Ainsi le système qui reçoit les données peut vérifier s'il y a eu une erreur de transmission due à des interférences en comparant le nombre de bits à 1 et le bit de parité, s'il y a erreur alors le receveur peut demander à l'émetteur de renvoyer les données. Remarque : Si deux erreurs se produisent le receveur ne pourra pas les détecter puisque alors le nombre de bits au niveau 1 est en accord avec le bit de parité et si trois erreurs se produisent le receveur n'en verra qu'une etc. Enfin après ce bit de parité viennent un ou deux bits de Stop qui signalent au receveur que la trame est terminée.

Figure 22 : Exemple de trame avec un bit de parité et un bit de Stop.

5.2.4. Prises DB9 :

Le protocole de communication série de la carte nécessite 5 fils pour véhiculer les données d’où l’utilité d’un connecteur 9 broche.


Figure 23 : Connecteur db9

5.2.4.1. Identification des broches :

Tableau 3 : Identification des broches du DB9

broche (3) : TX : Transmission des données : Cette ligne est une sortie. Les données de l’ordinateur vers le correspondant sont véhiculées par son intermédiaire.

broche (4) : DTR : Port série prêt : Cette ligne est une sortie active haute. Elle permet à l’ordinateur de signaler au correspondant que le port a été libéré et que qu’il peut être utilisé s’il le souhaite.

broche (5) : GND : Masse : C’est la masse.

broche (7) : RTS : Demande d’émettre : Cette ligne est une sortie active haute. Elle permet au correspondant de signaler qu’une donnée est prête.

broche (8) : CTS : Prêt à recevoir : Cette ligne est une entrée active haute. Elle permet à l’ordinateur de savoir qu’un correspondant est prêt à recevoir des données.


Broche DB9 Nom de contact DB 93 TX

4 DTR5 CND7 RTS8 CTS

Figure 24 : brochage entre PC et autre système

5.2.5. Utilité de la liaison RS232 :

La norme RS-232 travaille avec des tensions de +3 à +15V et de -3 et -15V (En général, on trouve des tensions de +12 et -12V). Et si on veut créer un circuit électronique capable de communiquer en utilisant cette norme, il va falloir utiliser un microcontrôleur supportant les communications série.

Or, ce genre de microcontrôleur ne supporte pas de tension supérieure a +5V.Et là : on a un problème : car si on branche directement le microcontrôleur sur une prise série d'un ordinateur d'une part, le microcontrôleur n'est pas capable d'envoyer des signaux en -5V; et d'autre part, si le PC essaie d'envoyer un signal au microcontrôleur, celui-ci risque de ne pas apprécier du tout la tension délivrée par le port série du PC, et nous claquer entre les mains.

Il existe un petit circuit intégré pas cher, que l'on trouve partout, qui permet de faire l'adaptation entre les signaux RS-232 et les signaux TTL du microcontrôleur. Ce circuit, c'est le MAX232 (oui : je pense qu'ils n'ont pas choisi le nom par hasard).

5.2.6. Les paramètres de la liaison RS232C sont ici :

9600 bauds par seconde (vitesse de transmission)8 bits de données

pas de bit de parité1 bit d'arrêt (Stop) pas de contrôle de fluxAu repos : Le niveau logique est 1.Le début de la transmission est marqué par un bit Start au niveau 0, suivi des 8 bits de données (bit de poids faible en premier).La fin de la transmission est marquée par un bit Stop (niveau 1).

NOTE :


Notez que les niveaux logiques de la liaison RS232C ne sont pas compatibles avec la logique TTL.

Le rôle d'un circuit intégré de type MAX232 est de faire l'interface :

Niveau 0 RS232C (# + 10 V) -> niveau 0 TTL (# 0 V) Niveau 1 RS232C (# - 10 V) -> niveau 1 TTL (# 5 V)

5.3. Le Circuit intégré MAX232 :


Le MAX232 est circuit intégré créé par le constructeur MAXIM. Il se présente sous la forme d’un boîtier DIL 16 (2* 8 broches) et s’alimente sous 5V.

Le MAX232 sert d’interface entre une liaison série TTL dont les niveaux sont 0 et 5V et une liaison RS232 qui a pour niveaux –12V et +12V.

5.3.2. Structure interne et externe d’un MAX232 :

Figure 25 : brochage du MAX 232 Figure 26 : structure interne

du MAX 232

5.3.3. Utilité du MAX 232 :

Le MAX232 est donc un petit circuit intégré qui, couplé à cinq condensateurs, permet de faire

l'adaptation entre les signaux TTL d'un microcontrôleur et les signaux RS-232 de votre

ordinateur. Il nous suffit donc de câbler ce composant avec ses condensateurs de 4,7µF.


Il ne vous reste ensuite qu'à faire transiter vos signaux de communication par ce circuit, et c'est gagné. Les signaux venant du microcontrôleur sont mis à la patte 10 du MAX, et ressortent au format RS-232 à la patte 7 ; les signaux RS-232 venant du PC, quant à eux, sont mis à la patte 8 du MAX232, et ressortent au format TTL (signaux microcontrôleur) à la patte 9 de ce dernier. Comme le montre bien le schéma ci-dessous, il est possible de convertir deux autres signaux grâce aux pattes 11 et 14 pour la conversion en RS-232, et aux pattes 13 et 12 pour le sens inverse.

5.3.3.1. Branchement :

Figure 27 : branchement du MAX 232

5.4. EEPROM 24C32

Les EEPROM (Electrically Erasable Read Only Memory) sont aussi des PROM effaçables, mais contrairement aux EPROM, celles-ci peuvent être effacées par un simple courant électrique, c'est-à-dire qu'elles peuvent être effacées même lorsqu'elles sont en position dans l'ordinateur.


Il existe une variante de ces mémoires appelée mémoires flash (également ROM Flash ou

Flash EPROM). Contrairement aux EEPROM classiques, utilisant 2 à 3 transistors par bit à mémoriser, la Flash EPROM utilise un seul transistor. D'autre part l'EEPROM peut-être écrite et lue mot par mot, alors que la Flash ne peut être effacée que par pages (la taille des pages étant en constante diminution).

Enfin la densité de la mémoire Flash est plus importante, ce qui permet la réalisation de puces contenant plusieurs centaines de Mégaoctets. Des EEPROM sont ainsi préférentiellement utilisées pour la mémorisation de données de configuration et la mémoire Flash pour du code programmable (programmes informatiques).

On qualifie de flashage l'action consistant à reprogrammer une EEPROM.

5.5. Le PCF 8583


Le PCF8583 est un circuit horloge / calendrier ou compteur organisée comme une mémoire RAM I2C de 256 octets. Seules les 15 premier octets sont utilisés par l'horloge, le reste de la mémoire est disponible comme zone de stockage mémoire.

L'accès aux données du circuit se fait comme pour une mémoire I2C.Pour mettre à jour l'horloge, il suffit d'écrire les bonnes valeurs aux 8 premières adresses de cette mémoire.

A la mise sous tension, il suffit d'écrire les octets correspondant à la date ainsi qu'une valeur 00h ou 04h dans l'octet de statu (adr. 00h) pour que l'horloge fonctionne.

Une broche A0 permet de gérer jusqu'à 2 circuits identiques sur le bus I2C. La broche INT permet de gérer les alarmes programmées.

5.5.1. Caractéristique électrique :

Faible consommation de courant.

garantie de la fonction d’horloge et de rétention de mémoire sous 1v (2µA) ce qui

permet de secourir facilement par une batterie.

Le bloc diagramme de notre circuit nous aide à mieux comprendre les choses :


http://fr.wikipedia.org/wiki/I2C

Figure 28 : architecture interne du PCF 8583

5.5.2. Brochage du circuit PCF8583

Figure 29: Brochage du PCF8583

5.6. ISD 1020A


Avant d’entrer dans le vif fonctionnement générale on doit avoir une idée sur le circuit ISD qui sont des synthétiseurs analogique ; sont de véritables merveilles ; entouré des quelques composants ; ils sont capable d’enregistrer de 12 à90 secondes ; suivant le type et de le restituer par haut-parleur autant de fois que l’on voudr


http://vesta.homelinux.net/mediawiki/index.php/Image:Pcf8583.jpg

5.6.2. Généralité :

Ces circuits intégrés qu’on veut l’utilisé dans notre projet font partie d’une famille comporte en réalité 4 variantes:

Figure 30 : exemple des boitiers de circuit ISD

ISD 1012A d’une capacité d’enregistrement de 12s. ISD 1016A d’une capacité d’enregistrement de 16s. ISD 1020A d’une capacité d’enregistrement de 20s.

Le brochage de ces derniers circuits est identique. ISD 1090A d’une d’enregistrement de 90s.

Note : Le brochage de ce dernier circuit est légèrement différent. Le circuit comporte:

Une technique de mémorisation analogique. Un circuit de pré amplification pour le microphone. Un contrôle automatique du gain. Des filtres dérivés. Un amplificateur de sortie.

L’ISD est une mémoire EEPROM et qui est une EEPROM à effacement électronique alors que ce dernier s’efface par un rayonnement ultra-violet. Il en résulte une liberté totale d’utilisation n’est pas besoin de disposer d’une alimentation de sauvegarde, le constructeur garantit 10000 cycle d’enregistrement de même un enregistrement donné peut être conservé pondant au moins dix ans. L’alimentation se réalise à partir d’une source continue 5v.

5.6.3. Brochage :


Figure 31 : brochage de l’ISD

Le circuit intégré se présente sous la forme d’un boitier rectangulaire de 28broches (de

rangées de 14)

Pour les circuits ISD10XX les broches 7 et 8 sont non connectées les 9 et 10 sont

respectivement A6 et A7 entré adresses.

Fonctionnement :

La capacité de la mémoire est de 128K octets ;ce qui équivaut largement à 1 Mbit en

mémorisation digitale.

5.6.4. Structure interne :

Figure 32 : architecture interne de l’ISD

5.6.5. Identification des broches :


Pour comprendre le fonctionnement de ce circuit intégré ; nous examinons le rôle de chaque broche.

17MIC, entré micro :Un microphone du type ELECTRET est à coupler sur cette entrée par l’intermédiaire d’une capacité de liaison.

18, MIC-REF, référence micro :Cette entrée, reliée au « moins » du micro par l’intermédiaire d’une capacité qui va réduit le bruit lors de l’enregistrement. Si on ne désire pas utiliser cette entrée ; on peut le laisser « en l’aire ».

21, ANA OUT, sortie analogique :Il s’agit de la sortie d’amplification du micro. Le gain de cette dernier est en fonction du niveau de potentiel sur AGC (control automatique de gain) ; il peut atteindre un maximum de 24 dB pour faible signale d’entré.

20, ANA IN, entré analogique :Cette entrée est reliée à la sortie ANA OUT par l’intermédiaire d’une capacité sa valeur combiné avec les 2,7 KΩ d’impédance de cette entrée, a une incidence sur la bande passante.Dans le cas d’une utilisation avec d’autres circuits ISD ; elle peut être reliée à la sortie ANA OUT du circuit placé en amont.

19, AGC, contrôle automatique du gain :Le rôle de cette entré est d’ajuster le réglage dynamique du gain de pré amplification du signale ressue du micro.Grace à cette disposition, la plage des signaux d’entrées peut être très étendue.

Une résistance externe montée en parallèle avec une capacité détermine la plage d’attaque du contrôle automatique du gain.Un niveau d’AGC de 1,5V et moins, l’amplification est maximale, c’est-à-dire 24dB. À partir de 1,8V, le coefficient d’amplification diminue.

14 ET 15, SP+ ET SP-, sotie de haut parleur :Ces sorties sont prévue pour attaquer directement un HP d’impédance 16Ω.des polarités symétrique améliorent sensiblement la puissance sonore délivrée par le HP.De plus, cette disposition rend inutile l’utilisation du traditionnel conducteur de couplage.

24, PD, commande veille :


En reliant cette entrée à un état haut (en cas de non enregistrement et de non écoute), la consommation du circuit intégré est réduite au minimum : quelques microampères c’est une position de veille.Lorsque la sortie EOM indique une fin de message (passage à l’état bas) ; l’entré PD doit passer par un état haut d’initialisation par une remise à zéro de l’adressage.

23 CE, commande action :Cette entrée doit être soumise à état bas pour écouter aussi bien que pour enregistrer. Les entrées-adresses A0 à A7 et l’entrée P/R s »enclenchent effectivement sur front descendant présenté sur l’entrée CE.Si on soumet cette entrée à un état haut ; l’adressage du circuit ISD est neutraliser et l’entrée des auxiliaires (aux-in) est directement reliée à l’amplificateur de sortie.

27 P/R, écoute/enregistrement :Rappelons que la commande correspondant a cette entrée se verrouille au moment ou il se produit un front descendant sur l’entré CE.A l’état haut : c’est l’écoute.A l’état bas : c’est l’enregistrement.Pendant l’enregistrement, les circuits d’écoute et l’amplificateur de sortie sont neutralisés. Lors de l’écoute ce sont les circuits d’enregistrement qui se trouve neutralisés.

Dans cette situation, il est cependant nécessaire d’initialiser l’adressage en vue du démarrage. Il en est dalleur de même en ce qui concerne

L’enregistrement. Le circuit intégré enregistre jusqu’au bout de l’adressage, sauf si l’on soumet auparavant l’entré CE à un état haut.

1-2-3-4-5-6-9-10 ,entré d’adressage A0 Aa7 :Nous ne développerons pas ici toutes les possibilités offertes par l’adressage. Dans le cas générale, lorsque toutes les entrée à un A0 et A7 sont reliée état bas, ce qui correspond à l’utilisation la plus courante des circuits ISD, on dispose (pour l’ISD1020) de 200 segments élémentaires d’une durée de 0,1 seconde chacun, qui sont placés bout à bout.La lecture des descriptifs plus détaillés et disponibles auprès de fournisseurs permet de é en évidence toute une gamme de possibilité gestion par microprocesseurs, enregistrement et écoute partielles ; répétition, écoute sélective, montage en cascade avec d’autre ISD ….

26, CLK, test :


Cette sortie uniquement utilisé par les testes .par exemple on peut y relever la base de temps interne qui est de 1024 KHz pour l’ISD 1020.

25, EOM : fin de message :Cette sortie indique la fin du déroulement de message par un passage à l’état bas, aussi bien en écoute qu’en enregistrement. Elle peut être utilisée pour piloter un circuit de gestion ou encore pour démarrer un autre ISD monté en cascade.

11, AUX-IN, entrée auxiliaire :Cette entrée est activée si CE=1 et en fin de message (EOM=0). Elle peut servira à un montage en cascade.

16 et 28, Vcca et Vcco : 5V :Dans le cas générale, ces entrés d’alimentation sont relié entre elles à un même potentiel positif de 5V. Il est cependant possible de séparer le « plus digitale » du « plus analogique » par des alimentations spécifiques, pour résoudre certain problèmes liés au bruit.

6. Calcul des composants :

Supposons une tension d’alimentation de 05 volts. On sait que pour qu’une diode LED

s’éclaire normalement, elle doit être traversée par un courant de 20 mA sous une tension de

1,5 volt ;

La tension au borne de R doit être de :

5V – 1,5V = 3,5V

Selon la loi d’ohm, R = U / I

R = 3,5V / 0,02A = 175ohms

On doit donc placer une résistance de 270 ohms en série avec la diode LED pour que celle-ci puisse fonctionner correctement sous une tension d’alimentation de 5 volts. Un autre paramètre auquel il faut tenir compte est la puissance que l’on doit utiliser pour la résistance.

P = U * I5V * 0,02A = 0,24 W

On devra donc utilisé une résistance capable de dissiper 1 /4 W de puissance et de valeur 270 ohms


7. Conclusion

On peut conclure donc que la troisième solution est plus réalisable que les deux autre qu’on a déjà étudié dans les deux chapitres précédant, tel qu’il résoudre les problèmes de ces derniers et donne à la réalisation pratique plus de tolérance, par la suite on va réalisé l’étude pratique du cette troisième solution.


Etude

pratique


CHAPITRE 5 :

Réalisation du

troisième essai


1. Introduction :

Après avoir étudier théoriquement la troisième solution dans le précédent chapitre, on va passer à l’étude pratique de se dernier, ou on va présenter en premier lieu le schéma électrique puis le typon, enfin l’implantation des composants de chaque carte.A propos pour la réalisation pratique des cartes on a utilise des logiciels différents de CAO électronique (Conception Assisté par Ordinateur) qui sont :

PROTEUS 7.2 PROFFESSIONEL de la société LABCENTER ELECTRONIQUE. LE COMPILATEUR MICRO_PASCAL

Note :Les deux logiciels sont exploites pour la saisie des différents schémas et leurs routages.


2. Réalisation de mini carte

2.1. Schéma électrique

Figure 33 : Montage du mini carte

1.1. Routage du mini carte


RA7/OSC1/CLKIN16

RB0/INT6

RB1/RX/DT7

RB2/TX/CK8

RB3/CCP19

RB410

RB511

RB6/T1OSO/T1CKI12

RB7/T1OSI13

RA0/AN017

RA1/AN118

RA2/AN2/VREF1

RA3/AN3/CMP12

RA4/T0CKI/CMP23

RA6/OSC2/CLKOUT15

RA5/MCLR4

U2

PIC16F628A

R0

270RR1

270RR2

270RR3

270RR4

270RR5

270RR6

270R

R7270R

R8270R

R9270R

R10270R

R12270R

R13270R

R11270R

GND

VCC

4597621

3

UNITEunitè

4597621

3

DISENEdiséne

CR R141K

R151K

VCC

Figure 34 : typon de mini carte

1.3. Implantation des composants :


Figure 36 : implantation des composants

3. Réalisation de la carte de milieu


3.1. Schéma électrique :

Figure36 : schémas électrique des carte milieu

3.2. Routage de la carte milieu :

FACE CUIVRE


RA7/OSC1/CLKIN16

RB0/INT6

RB1/RX/DT7

RB2/TX/CK8

RB3/CCP19

RB410

RB511

RB6/T1OSO/T1CKI12

RB7/T1OSI13

RA0/AN017

RA1/AN118

RA2/AN2/VREF1

RA3/AN3/CMP12

RA4/T0CKI/CMP23

RA6/OSC2/CLKOUT15

RA5/MCLR4

U1

PIC16F628A

D03

D14

D27

D38

D413

D514

D617

D718

CLK11

MR1

Q02

Q15

Q26

Q39

Q412

Q515

Q616

Q719

U2

74273

D03

D14

D27

D38

D413

D514

D617

D718

CLK11

MR1

Q02

Q15

Q26

Q39

Q412

Q515

Q616

Q719

U3

74273

D03

D14

D27

D38

D413

D514

D617

D718

CLK11

MR1

Q02

Q15

Q26

Q39

Q412

Q515

Q616

Q719

U4

74273

76421

109

8

AF17SEG-COM-AN-BLUE

76421

109

8

AF27SEG-COM-AN-BLUE

76421

109

8

AF37SEG-COM-AN-BLUE

1234

J1CONN-SIL4

Figure 37 : typon face cuivre

FACE COMPOSANT :


Figure 38 : Typon face composants




4. Réalisation de la carte mère :


4.1. Schéma électrique :

Figure 40 : schémas électrique du carte mère

4.2. Routage de la carte mère :


RA0/AN02

RA1/AN13

RA2/AN2/VREF-4

RA4/T0CKI6

RA5/AN4/SS7

RE0/AN5/RD8

RE1/AN6/WR9

RE2/AN7/CS10

OSC1/CLKIN13

OSC2/CLKOUT14

RC1/T1OSI/CCP2 16

RC2/CCP1 17

RC3/SCK/SCL 18

RD0/PSP0 19

RD1/PSP1 20

RB7/PGD40

RB6/PGC 39RB5 38RB4 37

RB3/PGM 36RB2 35RB1 34

RB0/INT 33

RD7/PSP7 30RD6/PSP6 29RD5/PSP5

28RD4/PSP4 27RD3/PSP3 22RD2/PSP2 21

RC7/RX/DT 26RC6/TX/CK

25RC5/SDO 24

RC4/SDI/SDA 23

RA3/AN3/VREF+5

RC0/T1OSO/T1CKI 15

MCLR/Vpp/THV1

U1

PIC16F877

1234

B1

CONN-H4

1234

B2

CONN-H4

1234

B3

CONN-H4

1234

G1

CONN-H4

1234

G2

CONN-H4

1234

G3

CONN-H4

X1CRYSTAL

C1

15p

C2

15p

R1

4k7

SCL6

SDA5

A03

INT7

OSCI 1

OSCO 2

U3

PCF8583VDD=V

X2CRYSTAL

A01

A12

A23

A34

A45

A56

A69

A710

PD24

P/R27

XCLK26

CE23

EOM25

VCCD 28VCCA 16

VSSD 12VSSA 13

SP+ 14SP- 15

AUX IN 11ANA IN 20

ANA OUT 21

MIC REF 18MIC 17

AGC 19

U5

ISD1020AP

R2470K C6

4u7

C7

100nR3

5K1

C822u

C9100n

C10100n

LS1

SPEAKER

GND

GN

D

S1

S1S2S3S4S5

S2S3S4S5S6S7S8

S6S7S8

S9S10S11

S9

S10

S11

R4

4k7R5

4k7R6

4k7

V

D1

1N4148

D21N4148

C11100n

12

B4

3V

162738495

J1

DB9HF

T1IN11

R1OUT12

T2IN10

R2OUT9

T1OUT 14

R1IN 13

T2OUT 7

R2IN8

C2+

4

C2-

5

C1+

1

C1-

3

VS+ 2

VS- 6

U2

MAX232VCC=VDD

C3

47u

C4

47u

C5

47u

C12

47u

VDD

TXRX

TXRX

SCK 6SDA 5WP 7

A01A12A23

U4

24C32A

SDASCL

VDD

SDASCL

SDASCL

SD

A

SC

L

R710k

R810k

R910k

1

2

B5

BORNIER2

FACE cuivre

Figure 41 : typon face composants

FACE composant


Figure 42 : typon face composant




4. PROGRAMATION DES PIC

4.1. Le micro pascal :


4.1.1. Introduction :

Le « Micro pascal » est un compilateur pour PIC Conçu par la société « Microelektronika », le compilateur PASCAL nouvelle génération "Micro pascal" pour microcontrôleurs PIC bénéficie d'une prise en main très intuitive et d'une ergonomie sans faille.

4.1.2. Les procédures de base dans le micro pascal :

Quelques exemples des procédures de base dans le micro pascale :

Delay-cyc (100) ; faire un délai de repos de 100 cycle ; Dec A ; décrémentation a de 1 ; Inc. a ; incrémentation a de 1 ; Test bit (Port ,2) ; retourner à 1si RA2 est 1, et à 0 si RA2 est 0 ; Clear Bit (port ,5) : clear port c bit 5 ; If (condition) then ……..else : si ……alors….sinon ; While…do ; tant que …faire ; Repeat…..until: répéter…. (Condition de la fin de répétition).

4.1.3. Création d’un projet sur Micro pascal :

4.1.3.1. Première étape :

Cliquer sur l’icône « nouveau projet » ou sélectionner le menu « Project a new Project »

Figure 44: Ouvrir un nouveau projet

4.1.3.2. Deuxième étape :

Le Micro pascal organise des applications en projets, se composant d'un fichier projet simple (extension .PPA) et un ou plusieurs (.ppas) fichiers source. Vous pouvez compiler des fichiers source seulement s'ils font partie d'un projet.


Le fichier projet diffuse les informations suivantes :

nom de projet et description facultative ; dispositif de cible ; drapeaux de dispositif (mot de config) ; horloge de dispositif ; liste de fichiers source de projet avec des chemins.

La création d’un nouveau projet est simple .Remplissez la boite de dialogue (figure 2) avec des valeurs désirées (Project Name and description, location, devise, clock, config Word).

Après la configuration de votre projet cliquer sur OK.

Figure 45 : fenêtre de nouveau projet

4.1.3.3. Troisième étape :

Lors de la fermeture de la fenêtre précédente on peut écrire notre programme sur l’éditeur de code comme suit :


Figure 46 : Saisie du programme dans l’éditeur du code

4.1.3.4. Quatrième étape : compilation

Après l’exécution du programme on clique sur le menu « Project build »

Figure 47 : Compilation du programme

La barre de progrès vous informera au sujet du statut de compilation. S'il y a des erreurs, on vous l’annoncera dans la fenêtre d’erreur Si aucune erreur n'est produite, La fenêtre des erreurs nous informe.

4.2. L’IC-PROG


IC-POROG est un programme qui nous permet de transfert un fichier compile ver un PIC ou une mémoire.C’est le logiciel qu’avec on va s’aider dans la programmation du PIC 16F877.


4.2.2 Utilisation :

Après le lancement de notre logiciel la première étape à faire est de choisirez le PIC q’on va programmer 16f877

Figure 48 : lancement de logiciel

- La deuxième étape et de choisir le type de notre programmateur dans notre cas on va choisir le JDM qui sera branché sur le COM1 de notre PC

- La troisième étape consiste à ouvrir notre fichier (.HEX) et ceci en cliquant sur le menu file, puis ouvrir notre fichier (.HEX) avec la commande (open file).

- Enfin et après avoir vérifié la connexion de notre PIC on faire envoyer le programme vers notre PIC avec la clique sur l’icône « Program All ».

5. Conclusion


Nous venons à présenter dans ce chapitre la réalisation pratique de troisième solution pour

finir avec la programmation des PIC à fin d’avoirs un bon fonctionnement qui facilite par

suite l’utilisation de se dernier et voila nous avons un prototype de système de commande de

gestion d’une salle d’attente équipé d’un distributeur de ticket.


CHAPITRE IV :

WINDEV(10)

1. Introduction :

Comme notre système électronique qu’on a réalisé doit contrôler l’état des boutons disponibles dans chaque guichet pour incrémenter le numéro d’appel de clients et permet de donner en fin de journée le nombre de client traités par chaque guichet. (Si le numéro appelé dure plus que 2 minutes, on suppose que le client à été traité). Alors on a créé un programme qui grâce à lui on peut afficher le rendement de chaque guichet suivant des courbes et des graphes.


2. Présentation du windev :

WinDev est un AGL (Atelier de Génie Logiciel). Il vous permet de développer des applications dans tous les domaines : Gestion - Industrie - Médical - Multimédia - Internet - Accès distant …

WinDev est un outil de développement complet qui intègre tous les outils nécessaires au cycle de réalisation d’une application.

Contrairement à d’autres langages de développement traditionnels, il n’est pas nécessaire de chercher et de rajouter des modules pour pouvoir concevoir, tester et installer une application.

Le L5G (Langage de 5ème Génération) de WinDev, le W-Langage, est très simple et très puissant, selon PCSOFT une semaine suffit pour maîtriser toute sa puissance ! Comme il est en français, le W-Langage (disponible également en anglais) vous fera gagner du temps.

3. Création du projet sur windev :

Lancer WinDev 12 en double cliquant sur son icône

La fenêtre d'accueil apparaît :

Figure 49 : ouvrir un pojet

Cliquez sur Créer un projet. La fenêtre Assistant vous indique qu’elle va vous aider en fonction de vos choix. Cliquez sur Suivant. Cette fenêtre va vous permettre de saisir le nom de ce nouveau projet et le lieu de stockage physique des éléments constitutifs.


Figure 50 : nom du projet

Cliquez sur Suivant :

Figure 51 : type de projet

Créez un Type de projet Exécutable puis Suivant. Vous aurez le choix de travailler seul sur le projet ou avec un groupe cliquer sur Suivant. Prenez le Thème de Gabarit par défaut ou choisissez en un autre. Cliquez sur Suivant.

Windev vous propose l'option d'internationalisation de vos applications :


Figure 52 : choix de langue d’exécution

Puis choisissez une analyse existante ou créer une mais vous pouvez aussi créer des applications qui ne comportent pas de données donc d'analyses.

Voilà! Vous avez créé votre premier projet avec Windev, c'est simple


Nous de présenter dans ce rapport un système de commande de la gestion d’une salle d’attente équipé d’un distributeur de ticket à base de micro contrôleur PIC 16F877

L’élaboration de ce travail dans le cadre du projet du fin d’étude, nous a permis d’approfondir nos connaissances théoriques en électronique, d’acquérir une bonne expérience au niveau de la réalisation pratique et au niveau de la recherche et de documentation

Lors de cette manipulation, on a essayé à proposer un programme qui peut être bien utilisé dans des différents cas.

Finalement, nous estimons que ce projet réalise un besoin au laboratoire de Génie Electrique et sert par la suite pour développer des applications autour du PIC16F877.


[1] : www.microchip.com[2] : http.//stielect.ac-aix-marseille.fr[3] : http://clubelek.insa-lyon.fr/joomla/fr/Base_de_connaissances/electronique/initiation_au_micro-controleur.php[4] : http://perso.wanadoo.fr/pat.deaubonne/DOWNLOAD/Cours bigOnOff[5] : http://www.planete.net/~surbanov/i2c/intro.html[6] : http://abcelectronique.com


http://www.planete.net/~surbanov/i2c/intro.html

http://perso.wanadoo.fr/pat.deaubonne/DOWNLOAD/Cours

http://clubelek.insa-lyon.fr/joomla/fr/

http://www.microchip.com/

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