Microcontrôleurs : principes et aspects temps réel

1 - Microprocesseurs et microcontrôleurs

• 1.1 - Système informatique minimal
  Figure 1 - Architecture d’un système informatique minimal Figure 2 - Architecture von Neumann (mémoire banalisée) Figure 3 - Architecture d’un processeur élémentaire 16/32 bits
• 1.2 - Exécution de programme
  Figure 4 - Programme BruitHP Figure 5 - Représentation en mémoire de l’instruction MOVE.B #HPOFF,D0 Figure 6 - Cycles d’accès à la mémoire et à l’espace d’entrée-sortie, en zone programme et en zone de données Figure 7 - Recherche du code de la première instruction Figure 8 - Recherche de la valeur immédiate Figure 9 - Cycle d’écriture lors de l’exécution de l’instruction MOVE.B D0,HP Figure 10 - Succession des cycles d’accès mémoire et entrées sorties lors de l’exécution du programme BruitHP Tableau 1
• 1.3 - Catégories d’instructions
  Figure 11 - Exemple de programme avec débranchement conditionnel Figure 12 - Instructions de transfert Figure 13 - Exemples d’instructions d’addition, de soustraction et d’incrémentation Figure 14 - Exemples d’instructions logiques Figure 15 - Instructions de décalage Figure 16 - Exemples d’exécution d’instructions de décalage Figure 17 - Programme qui engendre une sirène sur un haut-parleur Tableau 2 Tableau 3 Tableau 4
• 1.4 - Le concept de pile
  Figure 18 - Sauvegarde de 4 octets sur la pile Figure 19 - Récupération du contenu d’un registre précédemment sauvé sur la pile
• 1.5 - Adressage d’opérandes
  Figure 20 - Exécution de l’instruction MOVE.W D1,(A0) Figure 21 - Cycle de lecture pour exécution de l’instruction MOVE.B AdrVariable,D1
• 1.6 - Exemple de microcontrôleur : le 68331
  Figure 22 - Schéma bloc avec les principaux signaux du microcontrôleur 68331 Figure 23 - Interface entre microcontrôleur 68331, mémoire morte et mémoire vive

2 - Entrées-sorties

• 2.1 - Signaux d’interface du processeur 68000
• 2.2 - Décodage d’un espace d’entrée-sortie
  Figure 26 - Porte « et logique » pour engendrer le signal de sélection de l’espace d’entrée-sortie
• 2.3 - Décodage d’une position
  Figure 27 - Sélection d’un registre de sortie Figure 28 - Diagramme des temps d’un cycle d’écriture sur un registre d’entrée-sortie Figure 29 - Sélection d’une position périphérique à l’aide d’une porte NAND Figure 30 - Décodeur pour sélection de positions en écriture et en lecture Figure 31 - Schéma bloc de deux registres en écriture et passeurs en lecture Figure 32 - Port d’entrée-sortie programmable typique, intégré au sein d’un microcontrôleur Tableau 5 Tableau 6
• 2.4 - Ports d’entrée-sortie sur microcontrôleurs
• 2.5 - Synthèse de signaux de sélection sur microcontrôleurs
  Figure 33 - Schéma bloc partiel de l’interface de synthèse de signaux de sélection du microcontrôleur 68331

3 - Interruptions

• 3.1 - Principes
  Figure 34 - Système d’interruption Figure 35 - Transmission d’un vecteur d’interruption pendant le cycle d’acquittement d’interruption Figure 36 - Registres internes pour le contrôle des interruptions Figure 37 - Registres du CPU32 à initialiser pour les interruptions
• 3.2 - Mécanismes d’interruption
• 3.3 - Interruptions sur microcontrôleur 68331
  Figure 38 - Registres de configuration du module GPT Figure 39 - Registres pour capture d’événements susceptibles d’engendrer une interruption Figure 40 - Microcontrôleur avec interrupteur sur entrée GPT Figure 41 - Programme InterruptionBoutonPressoir.c Figure 42 - Unité de comparaison capable d’engendrer une interruption

4 - Gestion du temps et des événements

• 4.1 - Principes
  Figure 43 - Compteur libre, diviseur de fréquence et fanion de dépassement de capacité Figure 44 - Programme comptlib.c Figure 45 - Programme didactique captev.c
• 4.2 - Lecture du compteur libre
• 4.3 - Capture d’événements en entrée
  Figure 46 - Synthèse de signaux de sortie de durée programmable
• 4.4 - Synthèse de signaux de sortie
  Figure 47 - Programme didactique syntsig.c
• 4.5 - Décompte d’événements extérieurs
• 4.6 - Synthèse de signaux à largeur d’impulsion variable (pulse width modulation)

5 - Conclusions