Les Microcontroleurs Pic

rt. Ce document pourra éventuellement servir de support à l'élaboration de cours ou travaux pratiques destinés aux élèves ingénieurs de l'ENSERB ou d’étudiant de l’IUT.

Abstract

This placement report composes a set of theorical and practical information which allow to discover and use Microchip’s PIC microcontrollers. First, we’ll see specifical characteristic of PIC microcontrollers and then we’ll seen the systems necessary to develop them, like programmers and programming softwares. We’ll finish by the study and the realization of an application using ADPCM algorithm. All these information will be detailled and commented by diagramms, pictures and nag screens. Technical documents and softwares, used during this placement, will be availables on a CDROM joined to this report. This book will possibly be the base of lessons or practical works intented to ENSERB engineers or IUT students.

Mots clés

Microcontrôleurs PIC – Programmateur de PIC – Assembleur – Compilateur C Compression – Décompression – Codage de voix – ADPCM

-4-

Sommaire

Remerciements ........................................................................................................................ 3 Résumé...................................................................................................................................... 4 Abstract ..................................................................................................................................... 4 Mots clés ................................................................................................................................... 4 Sommaire .................................................................................................................................. 5 I – Présentation de l’ENSERB................................................................................................. 7 II – Les microcontrôleurs PIC................................................................................................. 8 II.1 – Principe de l'architecture des microcontrôleurs............................................................ 8 II.2 – Architecture Harvard...................................................................................................... 9 II.3 – Les cycles machine....................................................................................................... 9 II.4 – Circuit RISC................................................................................................................. 10 II.5 – Organisation mémoire................................................................................................. 13 II.5.1 – Organisation de la mémoire de programmes ...................................................... 13 II.5.2 – Organisation de la mémoire de données ............................................................. 14 II.6 – Circuits périphériques.................................................................................................. 14 II.7 – Schéma bloc d’un microcontrôleur PIC ...................................................................... 15 II.8 – Les familles PIC........................................................................................................... 16 III- Système de développement pour microcontrôleurs PIC............................................. 17 III.1 – Base d’un système de développement...................................................................... 17 III.1.1 – Côté logiciel.......................................................................................................... 17 III.1.2 – Côté matériel........................................................................................................ 17 III.2 – MPLAB de Microchip.................................................................................................. 18 IV – Etude et réalisation d'un programmateur pour PIC 16F84........................................ 22 IV.1 – Etude et réalisation du programmateur PARPIC ...................................................... 22 IV.1.1 – Etude du programmateur PARPIC de David Tait ............................................... 22 IV.1.2 – Réalisation du programmateur PARPIC ............................................................. 25 IV.1.3 – Fonctionnement du programmateur PARPIC ..................................................... 27 IV.2 – Etude et réalisation du programmateur QUICK AND DIRTY.................................... 31 IV.2.1 – Etude du programmateur QUICK AND DIRTY de David Tait ............................ 31 IV.2.2 – Réalisation du programmateur QUICK AND DIRTY.......................................... 32 IV.2.3 – Fonctionnement du programmateur QUICK AND DIRTY .................................. 33 IV.3 – Etude et réalisation du programmateur PICPROG 2000.......................................... 35 IV.3.1 – Etude du programmateur PICPROG 2000 de Jacques Weiss .......................... 35 IV.3.2 – Réalisation du programmateur PICPROG 2000................................................. 36 IV.3.3 – Fonctionnement du programmateur PICPROG 2000 ........................................ 37

-5-

V – Application : codage de voix ADPCM .......................................................................... 39 V.1 – Origine de cette application ........................................................................................ 39 V.2 – Cahier des charges..................................................................................................... 39 V.3 – Etude théorique de l’application.................................................................................. 39 V.4 – Etude matérielle .......................................................................................................... 41 V.4.1 – Etude du préamplificateur .................................................................................... 42 V.4.2 – Etude du filtre passe bas d’entrée ....................................................................... 43 V.4.3 – Etude du Convertisseur Analogique Numérique (CAN) ...................................... 44 V.4.4 – Etude du compteur d’adresses ............................................................................ 45 V.4.5 – Etude du module PWM........................................................................................ 46 V.4.6 – Etude de l’amplificateur audio .............................................................................. 49 V.4.7 – Etude de l'alimentation......................................................................................... 50 V.4.8 – Schéma électrique complet du circuit.................................................................. 51 V.5 – Réalisation du circuit................................................................................................... 52 V.6 – Le codage ADPCM..................................................................................................... 54 V.5.1 – Quel algorithme utiliser ?...................................................................................... 54 V.5.2 – Compression / Décompression............................................................................ 54 V.5.3 – Au niveau informatique......................................................................................... 55 V.7 – Etude logicielle ............................................................................................................ 56 V.7.1 – Choix du langage de programmation................................................................... 56 V.7.2 – Choix du compilateur C....................................................................................... 56 V.7.3 – Fonctionnement du compilateur HI-TECH C Compiler ....................................... 57 V.8 – Développement du programme du circuit ADPCM.................................................... 61 Conclusion.............................................................................................................................. 63 Bibliographie .......................................................................................................................... 64 Annexes .................................................................................................................................. 65

-6-

I – Présentation de l’ENSERB

Née en 1920 au sein de la Faculté des Sciences de Bordeaux, l'ENSERB est l'une des plus anciennes Ecoles d'Ingénieurs dans le domaine de l'électronique. Elle est habilitée à délivrer le titre d’ingénieur diplômé en 1934 et prend le statut d’Ecole Nationale Supérieure d’Ingénieurs en 1975. En 1982, elle est habilitée à délivrer le diplôme d'ingénieur par la voie de la formation continue. Une seconde filière d'ingénieurs dans le domaine de l'informatique est ouverte en 1986. Actuellement, l’ENSERB possède deux filières de formation : • La filière Electronique avec les options Automatique - Robotique, Traitement du Signal, Informatique Industrielle, Micro-électronique et Télécommunications. • La filière Informatique avec les options Génie Logiciel, Calcul Parallèle et Distribué, Réseaux et Systèmes Répartis, Technologies de l’Image et de la Communication.