TP 5 Microcontrôleur Manipulation des Leds, des Boutons poussoirs et des Afficheurs 7 segments

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1 TP 5 Microcontrôleur Manipulation des Leds, des Boutons poussoirs et des Afficheurs 7 segments TAYARI LASSAAD MAITRE TECHNOLOGUE ISET GABES lassaad.tayari@isetn.rnu.tn site web : LE31 Année 2014/2015 TP2 Microcontrôleurs Page 1

2 Objectifs Manipuler les Leds et les boutons poussoirs et les 4 afficheurs 7 segments de la platine EasyPic7. I. Manipulation des Leds et les boutons poussoirs Le schéma des fonctions attachées aux Ports du µc est rappelé ci-dessous : Etant donné que vous allez vous servir des leds (broches en sortie) et des boutons poussoirs (broches en entrée), vous devrez configurer correctement les registres de direction TRISx, le switch SW3 (fonction Leds), le cavalier J17 (fonction boutons poussoirs) et le switch pull-down (fonction boutons poussoirs). Attention, en raison du câblage, il n est pas possible d utiliser en même temps les Leds et les boutons poussoirs sur un même port. 1. Exercice1:Clignotement alternatif des leds du port C et utilisation d'une temporisation L objectif est ici d allumer tour à tour la moitié des leds du port B selon le principe suivant : 1. Configurer le switch SW3 pour autoriser l utilisation des Leds du PortC 2. Créer sous MikroC un nouveau projet LedPortC (répertoire TP2/Exercice1). 3. L horloge système sera de 32 MHz (utilisation de la PLL) 4. Ecrire le programme (projet Exercice1 sous /TP2/Exercice1) permettant de basculer automatiquement les leds du portc. Pour cela, vous fixerez le port C en sortie (TRISC = 0x00) et initialiserez le registre LATC à la valeur 0xAA. Par inversion des bits de ce registre dans une boucle «do-while», vous basculer l état des leds (LATC = ~LATC). Utilisez une temporisation de 1000 ms. 5. Compilez et charger le code.hex dans le µc. 6. Vérifier le bon fonctionnement de votre code. En cas de problème, passer en mode debug. 7. Avant de passer à l exercice suivant, faites vérifier la bonne marche de votre programme avec le simulateur ISIS8. 2. Exercice 2 :Clignotement alternatif des leds du port C et utilisation du bouton poussoir RB0. RB0. Après avoir éteint votre platine, mettre le cavalier J17 sur la position Vcc et le switch du port B en pull-down. TP3 Microcontrôleurs Page 2/8

3 1. Selon vous, si on appuie sur le bouton poussoir RB0, que devient le niveau logique sur la broche RB0 du µc? Le basculement devra avoir lieu sur le front descendant de l impulsion. Pour cela, vous utiliserez la fonction Button de la librairie mikroe (pour voir la liste des bibliothèques : View > Librairy Manager). Cette fonction reçoit en entrée l adresse du port (&PORTB ici), la broche du port (0 ici), une durée en ms (évite les rebonds, 1 ms ici), le niveau actif (haut 1 ou bas 0) et renvoie une valeur (0 ou 255) selon l'état actif du bouton. Button(&PORTB, 0, 1, 1) : niveau actif haut sur la broche RB0 Button(&PORTB, 0, 1, 0) : niveau actif bas sur la broche RB0 On parle ici de niveau et non de front. Pour détecter un front, il vous faudra utiliser une variable de test (drapeau) qui sera mise à 1 lors de l'appui sur le bouton puis à 0 lorsqu'il sera relâché. 2. Démarrer un projet Exercice2 sous /TP2/Exercice2 3. Dans le code C, configurer le PORTC en sortie, initialiser le registre LATC à la valeur 0xAA et configurer la broche RB0 en entrée (TRISB0_bit = 1;) 4. Dans une boucle «do-while», tester la valeur renvoyée par la fonction button (cf. procédure) 5. Compiler, programmer la puce et tester le fonctionnement de votre programme Procédure : Configuration des registres Mettre drapeau à 0 Faire si Bouton à l'état haut, drapeau = 1 si drapeau == 1 et Bouton à l'état bas, inverser PORTC et drapeau = 0; Tant que (1) TP3 Microcontrôleurs Page 3/8

4 II. Manipulation les 4 afficheurs 7 segments de la platine EasyPic7 1. Les afficheurs 7 segments de la carte Easypic7 Dans un premier temps, vous mettrez en œuvre un seul afficheur afin de maitriser uniquement la gestion des segments et l'utilisation d'un fichier de définition (.h1). Ensuite, vous devrez multiplexer deux afficheurs. Un afficheur est constitué de 7 segments identifiés par les lettres de A à G et du point décimal DP. Chaque segment est rattaché à l'une des broches du µc. Pour les activer, vous écrirez dans le registre LATx correspondant au port x, une valeur hexadécimale (mais on pourrait également donner une valeur binaire ou octale) à l'instar de ce que vous aviez fait avec les LEDs au TP précédent. En vous aidant du schéma de l'afficheur, complétez le tableau suivant : Affichage bit7 DP bit6 G bit5 F bit4 E bit3 D bit2 C bit1 B bit0 A Hexa x3F Ce tableau représente une opération de masquage qui sera mise en œuvre dans un fichier de définition (.h). Autrement dit, chaque symbole (0, 1, 2 etc.) est remplacé par un mot binaire. Par exemple, le symbole 8 ( b ) est remplacé par le mot binaire b. Mais on pourrait s y prendre autrement et utiliser un tableau de 10 cases pour mémoriser les valeurs hexadécimales. Vous pouvez facilement contrôler les valeurs hexadécimales obtenues grâce à l un des utilitaires de mikroc. Pour l afficher : Tools > Seven Segment Editor. TP3 Microcontrôleurs Page 4/8

5 Le schéma des connections des afficheurs est rappelé ci-dessous : Questions : 1. Quel port permet de sélectionner l'afficheur actif? 2. Quelles valeurs faut-il envoyer pour sélectionner : a. l'afficheur DIS0?... b. L'afficheur DIS1?... c. L'afficheur DIS2?... d. L'afficheur DIS3? Quel port permet d'afficher les segments? 4. Est-il possible d'activer 2 segments en même temps? 5. Est-il possible d'afficher 2 symboles en même temps? 6. Quelle est l'utilité du multiplexage? TP3 Microcontrôleurs Page 5/8

6 2. Exercice 1 : Gestion de l'afficheur DIS0 seul Votre projet sera ici constitué de 2 fichiers, un fichier principal (.c) et un fichier de définition opérant le masquage (.h). Afin que le compilateur puisse lier le fichier.h au fichier.c, la directive #include sera utilisée. 1. Grâce au tableau que vous avez rempli en page 4, compléter le fichier suivant (fonction mask): // Fichier Display_utils.h unsigned short mask(unsigned short num) { switch (num) { case 0 : return 0x3F; case 1 : return...; case 2 : return... ; case 3 : return... ; case 4 : return... ; case 5 : return... ; case 6 : return... ; case 7 : return... ; case 8 : return... ; case 9 : return... ; Remarques : -Utilisation du format unsigned short, sur 8 bits (de 0 à 255), ce qui est largement suffisant ici -il est également possible de n'indiquer que le prototype de la fonction dans le fichier.h (càd. seulement la ligne " unsigned short mask(unsigned short num); ") et de coder la fonction dans un autre fichier.c. 2. Remplacer les lettres x et y par les bons ports dans fichier principal suivant : // Fichier principal (DIS0.c) #include "Display_utils.h" void main () { unsigned short i; RCON. IPEN = 0; // Disable priority levels on interrupts INTCON.GIE = 0; // Disable all interrupts TRISx = 0; // Configure Portx as output LATx = 0; // Turn off all 7seg displays TRISy = 0; // Configure Porty as output LATy = 0; // Clear port y while (1) { for (i = 0; i <= 9u; i++) { LATx = 0; // Turn off all 7seg displays LATy = mask(i); // bring appropriate value to PORTy LATx = 1; // turn on appropriate 7seg. display Delay_ms (1000); TP3 Microcontrôleurs Page 6/8

7 Remarque : dans la boucle for, la lettre u accolée au chiffre 9 signifie unsigned Avant d aller plus loin, analyser le code. Selon vous, que va faire l afficheur DIS0? 3. Configurer le switch SW4 pour permettre l'activation de l'afficheur DIS0 (SW4.1 on). 4. Créer un nouveau projet (TP3/DIS0), fréquence 32 MHz 5. Dans le Project > Edit Project, ne pas oublier d activer la PLL (8 4 = 32 MHz) 6. Recopier le contenu du fichier DIS0.c et enregistrer 7. Ouvrir une page blanche : File > New > New Unit 8. Recopiez le contenu du fichier Display_utils.h 9. Sauvegarder ce fichier : File > Save As. Sélectionner le type Header File (*.h) 10. Allumer la platine EasyPic7 11. Compiler et programmer (built+program) le µc 12. Vérifier le bon fonctionnement de votre code Modifier le programme afin d utiliser l afficheur DIS1, puis DIS2 et finalement DIS3. 3. Exercice 2 : Gestion de 2 afficheurs - Multiplexage Vous allez maintenant mettre en œuvre 2 afficheurs (DIS0 et DIS1) afin d afficher une valeur qui s incrémentera de 00 à 99. Etant donné qu il n est pas possible de valider simultanément plusieurs afficheurs (en raison du câblage de la carte EasyPic7), il vous faudra basculer de l un à l autre (multiplexage). Si le multiplexage fonctionne bien, le basculement ne doit pas être visible. Dans cet exercice, il sera indispensable de basculer entre les 2 afficheurs en passant par l algorithme suivant : Faire plusieurs fois ( boucle for : for (j = 1; j <= 50; j++) { activer DIS0 afficher le chiffre de poids faible tempo (10 ms par exemple) activer DIS1 afficher le chiffre de poids fort tempo (10 ms par exemple) 1. Autoriser l utilisation des afficheurs DIS0 et DIS1 (switch SW4.1 et.2 on) 2. Créer un répertoire TP3/DISO1/ 3. Coller le fichier Display_utils.h dans ce répertoire 4. Créer un nouveau projet (TP3/DIS01), fréquence 32 MHz 5. Dans la seconde fenêtre du New Project Wizard, ajouter le fichier Display_utils.h 6. Ne pas oublier dans Project > Edit Project de valider la PLL 7. En s appuyant sur l algorithme donné, écrire et tester un programme qui affiche un compteur de 00 à 99 sur les deux afficheurs. Vous utiliserez les opérateurs / (division) et % (modulo reste de la division) : a. Pour extraire le chiffre des dizaines d un nombre «number» : digit = (number / 10u) % 10u. b. Pour extraire le chiffre des unités : digit = number % 10u; 8. Modifier la valeur des temporisations (100 ms) 9. Que constatez-vous? Donnez une explication. 10. Même si la valeur de la temporisation est faible (10 ms ou moins), cette manière de programmer est-elle viable? BON COURAGE TP3 Microcontrôleurs Page 7/8

8 ANNEXE S // // Fichier Display_utils.h (a compléter) // unsigned short mask(unsigned short num) { switch (num) { case 0 : return 0x3F; case 1 : return 0x..; case 2 : return 0x..; case 3 : return 0x..; case 4 : return 0x..; case 5 : return 0x..; case 6 : return 0x..; case 7 : return 0x..; case 8 : return 0x..; case 9 : return 0x..; unsigned short maskdp(unsigned short num) { switch (num) { case 0 : return 0xBF; case 1 : return 0x..; case 2 : return 0x..; case 3 : return 0x..; case 4 : return 0x..; case 5 : return 0x..; case 6 : return 0x..; case 7 : return 0x..; case 8 : return 0x..; case 9 : return 0x..; TP3 Microcontrôleurs Page 8/8