Technologies du Génie Électrique PLAN DE COURS. Enseignement régulier. Diplôme d Études Collégiales. Technologie de systèmes ordinés (243.

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1 Technologies du Génie Électrique PLAN DE COURS Enseignement régulier Diplôme d Études Collégiales Technologie de systèmes ordinés (243.A0) Cours MA Microcontrôleurs et interfaces Session : Hiver 2013 Pondération : (90 heures) Préalable relatif : Diagnostic numérique ( MA) Corequis : Prototypage II ( MA) Professeur : Claude Barbaud Département des technologies du génie électrique Bureau : D3736A Téléphone: , poste 4569 Courriel : cbarbaud@cmaisonneuve.qc.ca

2 TABLE DES MATIÈRES 1 Présentation du cours Compétences à développer dans ce cours Contenu et déroulement du cours Activités d enseignement et d apprentissage Théorie Explication de la matière Application des connaissances dans des travaux personnels Pratique Laboratoire Projet Évaluation sommative Théorie Pratique Modalités d application des politiques institutionnelles et règles départementales particulières Médiagraphie Notes de cours Manuels de référence Frais Disponibilité

3 1 PRÉSENTATION DU COURS Le cours Microcontrôleurs et interfaces présente des notions de conception et de programmation adaptées aux microcontrôleurs. Différents types d interfaces communes dans les systèmes électroniques (conversion analogique/numérique, interfaces parallèle et série) sont également utilisés dans ce cours. Aux termes de ce cours, vous serez capable d installer, d intégrer, de programmer et de diagnostiquer des problèmes dans des circuits comportant un microcontrôleur et des interfaces. 2 COMPÉTENCES À DÉVELOPPER DANS CE COURS Il y a quatre compétences qui seront partiellement développées dans ce cours. 1) Diagnostiquer un problème lié à un circuit à base de microprocesseur Prendre connaissance des spécifications, installer un microprocesseur, effectuer des tests afin de déterminer la ou les causes du problème puis rédiger un rapport. 2) Effectuer l intégration et l installation de composants d un système ordiné Prendre connaissance des spécifications, analyser le système projeté, planifier les travaux d intégration et d installation, monter le système, procéder à l intégration de la partie logicielle, tester le système et apporter les correctifs nécessaires, documenter le système. 3) Programmer des systèmes ordinés Prendre connaissance des spécifications, établir les algorithmes, personnaliser l environnement, procéder au codage, effectuer la compilation, effectuer des tests, optimiser le code et documenter le programme 4) Modifier la programmation de systèmes ordinés Prendre connaissance des spécifications, analyser les programmes, planifier le travail, apporter les modifications, effectuer les tests, rédiger un rapport d analyse. 3

4 3 CONTENU ET DÉROULEMENT DU COURS Semaine Contenu 1 Bilan des connaissances, révision 2 Interfaces parallèles 3 Affichage des données 4 Clavier 5 Compteur et horloges 6 Interruptions 7 Évaluation 8 Conversions numérique à analogique et analogique à numérique (DAC et ADC) 9 Modulation en largeur d impulsion (PWM) 10 Interfaces I2C 11 Interfaces SPI 12 Mémoires (interne et externe) 13 Technologie et architecture des microcontrôleurs 14 Techniques d optimisation 15 Synthèse 16 Évaluation À la septième semaine de cours, l étudiant aura cumulé au moins 20% de sa note finale. 4 ACTIVITÉS D ENSEIGNEMENT ET D APPRENTISSAGE 4.1 Théorie Explication de la matière exposés devant le groupe; réponse aux questions; discussions Application des connaissances dans des travaux personnels 4.2 Pratique Laboratoire Le laboratoire vous permettra de mettre en pratique les notions apprises durant la partie théorique en plus de vous familiariser avec les différents outils et logiciels. Il est présenté sous la forme d un énoncé qui vous explique les étapes pour certaines parties et les objectifs à atteindre. La rédaction d un rapport complète le laboratoire Projet Le projet vous permet de mettre en pratique les notions apprises durant la partie théorique et d exprimer votre créativité dans la planification et dans la réalisation de celui-ci. Le projet est présenté sous la forme d un devis détaillé auquel vous devrez vous conformer. 4

5 5 ÉVALUATION SOMMATIVE Toutes les évaluations sommatives sont individuelles. Tout plagiat, tentative de plagiat ou collaboration à un plagiat entraîne la note «0». Une récidive entraîne la note «0» pour l ensemble du cours. La présence aux examens est obligatoire. Seul un événement majeur et documenté pourra justifier une reprise. 5.1 Théorie L évaluation théorique est individuelle La partie théorique sera évaluée au moyen de trois examens. Les examens présenteront un ensemble d évaluations de : la compréhension des principes. la planification de montages. l écriture de programmes ou de parties de programmes. Le premier examen portera sur les matières théorique et pratique étudiées durant les semaines 1 à 6 de la session. Il aura lieu pendant la semaine 7 et durera 2 périodes. Le deuxième examen portera sur les matières théorique et pratique étudiées durant les semaines 7 à 13 de la session. Il aura lieu pendant la semaine 14 et durera 2 périodes. Le troisième examen portera sur les matières théorique et pratique étudiées pendant toute la session. Il aura lieu pendant la semaine 14 et durera 2 périodes. 5.2 Pratique L évaluation des laboratoires peut est faite en équipe, d un maximum de deux personnes. Les points suivants seront évalués lors des laboratoires : La préparation; Le fonctionnement; Le rapport. La participation individuelle aux travaux de l équipe Préparation des laboratoires Consulter les ouvrages de référence Effectuer les calculs préliminaires Prévoir les circuits et les programmes Préparer les tableaux de mesures Fonctionnement du laboratoire Évidemment! Rapport de laboratoire Le rapport de laboratoire doit comprendre : Une introduction (but du laboratoire); 5

6 Les résultats de fonctionnement (tableau, graphique, etc.); Une discussion sur les résultats et les problèmes rencontrés au laboratoire; Les réponses aux questions ; Une conclusion. Le rapport doit être remis au plus tard la semaine suivante, sinon il est refusé Participation individuelle Cette partie est évaluée par l observation : de la qualité de la participation de la répartition des tâches 5.3 Évaluation du projet L'évaluation du projet tiendra compte des points suivants : Respect de l'échéancier; Fonctionnement de l'appareil; Qualité de la réalisation; Rédaction du rapport. L échéancier de travail, les exigences précises et les critères d évaluation du projet se trouvent sur le site web du cours (voir la médiagraphie) 5.4 Pondération des évaluations Examen no 1 (semaine 7) 16 % Examen no 2 (semaine 14) 16,5 % Examen no 3 (semaine 16) 17,5 % Projet 15 % Laboratoires 17,5 % Examen de laboratoire 17,5 % Total 100 % 6 MODALITÉS D APPLICATION DES POLITIQUES INSTITUTIONNELLES ET RÈGLES DÉPARTEMENTALES PARTICULIÈRES Le Collège considère la présence des étudiants en classe comme un des facteurs importants favorisant la réussite scolaire, mais il estime qu elle ne constitue pas, en soi, un objet d évaluation sommative. En conséquence, aucun point n est accordé ou retranché uniquement pour la présence ou l absence des étudiants en classe. Le retard ou l absence à l évaluation finale entraîne automatiquement la note 0 pour cette évaluation. Advenant une absence prolongée et motivée, une entente entre le professeur et l étudiant pourra modifier les pénalités de retard. Les absences sont valables si les raisons alléguées sont jugées graves ou exceptionnelles. Dans une perspective de respect de l intégrité intellectuelle, la fraude et le plagiat sont sanctionnés. Il y a fraude chaque fois qu un étudiant fausse ou tente de fausser le résultat d une évaluation; il y a plagiat chaque fois qu un étudiant s approprie, en tout ou en partie, un document papier, audiovisuel ou électronique qu il n a pas produit. La fraude entraîne la note zéro pour l évaluation sommative. Le plagiat ainsi que la participation ou la collaboration au plagiat peuvent également entraîner jusqu à la note zéro. 6

7 L étudiant recevra ses résultats par Omnivox dans un délai de deux semaines après la remise du travail au professeur. Il n y aura pas de reprise de travaux ni de reprise de l examen final. La Politique relative à l'emploi et à la qualité de la langue française du Collège comprend des dispositions dont la mise en application est précisée par la règle qui suit: dans toutes les évaluations de travaux écrits hors classe, il y a pénalisation pour les fautes de français, et ce, jusqu'à un maximum de 10 %. De plus, pour les évaluations écrites en classe, il peut y avoir pénalisation, jusqu'à un maximum de 10 %. Le professeur peut de plus exiger qu'une copie surchargée de fautes soit refaite avant qu'il ne l'évalue; dans ce cas, la pénalité de 10 % est automatiquement imposée. L'étudiant doit avoir reçu avant la mi-session (24 avril) des résultats correspondant à au moins 20 % de la note finale. L utilisation du téléphone cellulaire et du lecteur mp3 durant le cours est proscrit. Que ce soit pour téléphoner, vérifier ses appels ou vérifier sa messagerie texte, aucune raison ne sera acceptée pour justifier son utilisation. Ces appareils doivent être rangés; ils ne doivent pas être installés sur la table de travail. 7 MÉDIAGRAPHIE 7.1 Notes de cours Les notes de cours vous seront fournies via le site web du cours Manuels de référence BALCH, Mark, A Comprehensive Guide to Digital Electronics and Computer System Architecture, 2003, 460 p., ISBN / CCS, C Compiler reference manual, Custom computer services Inc, 2001, DI JASIO, Lucio, Programming 16-Bit PIC Microcontrollers in C Learning to Fly the PIC 24, Newnes, Elsevier, 2007, 400 p., ISBN10 : FLOYD, Thomas L. Systèmes numériques, 9ème édition, Les Éditions Reynald Goulet Inc, 2006, 871 p. ISBN IOVINE, John, PIC Robotics: A Beginner's Guide to Robotics Projects Using the PIC Micro, McGraw- Hill, 2004, 274p., ISBN / IOVINE, John, PIC Microcontroller Project Book, McGraw-Hill, 2004, 292 p., ISBN: / JAIN, R.P., Modern Digital Electronics, 2006, Mc-Graw-Hill, 636 p., ISBN / KLEITZ, William, Digital Electronics: A practical approach, 8th edition, 2008, 944 p., Prentice-Hall, ISBN-10: ; ISBN-13:

8 MAYEUX, Pascal, Apprendre la programmation des PIC par l'expérimentation et la simulation, Editions techniques et scientifiques françaises (ETSF), 2005, 368 p, ISBN10 : MICROCHIP, PIC16F87X Data sheet, Microchip technology Inc, Chandler, AZ, 2001, PARET, Dominique, Le bus I2C Principes et mise en œuvre, Dunod, Paris, 1999, 368 p., ISBN : PEATMAN, John B., Design with PIC Microcontrollers, Québec, Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ, 1998, 271 p. ISBN PREDKO, Mike Programming and Customizing PIC Micro Microcontrollers, McGraw Hill, p. ISBN / TAVERNIER, Christian Programmation en C des PIC, Dunod l'usine nouvelle, Paris, 2005, 216 p., ISBN10 : FRAIS Les étudiants doivent se procurer un programmeur de PIC : Pickit 2 (45$) ou Pickit 3 (55$) ou ICD 3 (220$) Le matériel requis pour le laboratoire et le projet sera disponible au magasin du département. 9 DISPONIBILITÉ Je serai disponible plusieurs heures par semaine à mon bureau. Ces heures de disponibilité seront affichées sur la porte du bureau. 8