Les microcontrôleurs, démarrage rapide

Maîtriser les microcontrôleurs exige une bonne connaissance de l’électronique analogique et numérique, l’architecture des calculateurs et la programmation. Néanmoins, nous tenterons de mettre à profit les langages de programmations de haut niveau pour faire abstraction des complexités matériels et permette  à qui le veut de pouvoir découvrir ce monde fascinant.

1. Qu’est que ce qu’un microcontrôleur?

Un microcontrôleur est un circuit électronique qui contient essentiellement un microprocesseur,

• Un microprocesseur qui va exécuter les instructions de la mémoire programme.
• une mémoire principale qui va contenir temporairement les données utiles au processeur.
• une mémoire de programme qui va contenir les instructions que va exécuter le processeur.
•  des entrée-sorties qui servent d’interface avec l’extérieurs. On s’intéressera particulièrement à ces composants.

Selon les constructeurs et les variantes on a une certaine quantité de mémoire principale qui limite la quantité de donnée pouvant être traitée, une quantité de mémoire programme qui limite la longueur maximale du programme, un certain nombre de périphérique d’entrée sortie qui peuvent être:

• des convertisseurs analogiques-numériques (CAN) (donnent un nombre binaire à partir d'une tension électrique),
• des convertisseurs numériques-analogiques (CNA) (effectuent l'opération inverse),
• des générateurs de signaux à modulation de largeur d'impulsion (MLI, ou en anglais, PWM pour Pulse Width Modulation),
• des timers/compteurs (compteurs d'impulsions d'horloge interne ou d'événements externes),
• des chiens de garde (watchdog),
• des comparateurs (comparent deux tensions électriques),
• des contrôleurs de bus de communication (UART, I²C, SSP, CAN, FlexRay, USB, Ethernet, etc.).

2. Que peut-on faire avec  un microcontrôleur ?

Le microcontrôleur sert a fabriquer un petit ordinateur qui va traiter des problèmes selon le programme qu’on y mettra.
Des exemples pratiques de projet sont :

• Des feux tricolores
• une montre / un réveille / un chronomètre
• contrôle d’Access par mot de passe
• station météo
• multimètre

Les applications font légion. Les microcontrôleurs vous accompagneront aussi loin que votre imagination et vos connaissances vous mènerons.
Que faut faut-il pour se lancer ?

• un projet : une idée claire de ce qu’on veut réaliser
• La fiche technique du microcontrôleur : le document technique qui donne les détails sur les caractéristiques et le fonctionnement du microcontrôleur. il est disponible sur le site du constructeur.
• Un environnement logiciel de programmation : il existe des IDE qui permettent d’écrire le programme, de compiler (traduire le code C  en code binaire compréhensible par microprocesseur)  et même de simuler  l’application.
• Un programmateur : interface physique entre l’ordinateur et le montage final qui sert à charger le programme compile dans la carte finale.
• Le montage électronique : montage contenant le microcontrôleur et tout ce qu’il fait pour votre projet.

Il existe actuellement des kits regroupant les deux dernières fonctions.

exemple de microcontroleurs

nous nous intéresserons dans un premier temps a deux familles qui se distinguent sur le marcher, relativement bon prix et facile a utiliser. la première est la famille des PIC du constructeur Microchip et la deuxième famille sont les AVR du constructeur ARMEL.

3. Comment programmer

Les instructions des processeurs sont en binaire. Chaque instruction a un code et des paramètres qui est spécifique a chaque processeur.
On a eu après l’idée de crée le langage assembleur qui utilise du texte, facilitant le travail des programmeurs qui n’ont plus à retenir des suites de 0 et 1.
Actuellement, il est possible d’utiliser des langues plus avancer tels que le langage C. Nous utiliserons ce langage par ce qu’il simplifie considérablement la programmation et l’accélère et il permet d’être indépendant du processeur. C’est-à-dire qu'on pourrait écrire un programme pour une PIC et porter ce même programme sur un AVR.
Nous utiliserons alors les instruction standard du C (if, while ...) pour programmer, et d'autres fonction spécifiques du compilateur.

4. exemple

(coming soon ...)