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Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-1 CONTENU DU COURS.

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1 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-1 CONTENU DU COURS

2 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-2 Partie C Concepts matériels C.1 Configurations matérielles du 68HC12: architecture du système, mémoire, et ports de/s C.2 Gestion dexceptions: réponses aux remises-à-zéro et aux interruptions avec le 68HC12 vecteur et priorité dexceptions, et routines de service dinterruption C.3 Module de temporisation: module de temporisation standard du 68HC12 saisie des entrées et comparaison de sorties C.4 Convertisseurs analogique-numérique: processus de conversion système de conversion du 68HC12 C.5 Interfaces de communications sérielles : communications sérielles avec un microcontrôleur interfaces sérielles multiples du 68HC12: SCI et SPI

3 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-3 Sommaire de la section C.4 C.4 Convertisseur analogique-numérique: 1)Concepts fondamentaux: a)interface du transducteur b)processus de conversion N-A et A-N c)techniques standard de conversion 2)Module ATD du 68HC12: a)description dopération du système b)registres et configurations c)programmation du ATD

4 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-4 C.4(1) Concepts fondamentaux Rôle du convertisseur: traduire un signal analogique en un {codes binaires}, avec: 1.léchantillonnage: le signal analogique est échantillonné à intervalle périodique ou apériodique. 2.lencodage: un code binaire, signé ou non, est attribué à chacune des valeurs échantillonnées Exemple: signal analogique provenant dun senseur IR

5 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-5 C.4(1) Concepts fondamentaux a. Interfaces de transducteurs Processus de conversion de variables physiques (e.g., lumière, température, vitesse, etc.) en représentation numérique valeur physique voltage analogique valeur numérisée (binaire) conversion A: effectuée par un transducteur (e.g., senseur) conversion B: effectuée par un convertisseur A-N, mais une autre interface de transducteur au microcontrôleur est souvent nécessaire A B

6 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-6 C.4(1) Concepts fondamentaux a. Interfaces de transducteurs Avant une conversion A-N, la sortie dun transducteur doit être conditionnée telle que: la plage total de conversion du convertisseur A-N, FS = V RL V RH, soit remplie pour que la résolution de représentation soit maximisée. Implique deux opérations analogiques: décalage (bias): permet dajuster V RL (voltage de référence bas) remise à léchelle: permet dajuster V RH (voltage de référence haut)

7 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-7 C.4(1) Concepts fondamentaux a. Interfaces de transducteurs

8 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-8 C.4(1) Concepts fondamentaux a.Interfaces de transducteurs Conditionnement: V sortie = V entrée · K + B avec les bornes: V 2max(out) = V 2max(in) · K + B (1) V 1min(out) = V 1min(in) · K + B(2)

9 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-9 C.4(1) Concepts fondamentaux b. Processus de conversion A-N conversion traduire un signal analogique en un {codes binaires}, par un processus en 2 phases: 1.léchantillonnage: un voltage dans la plage de conversion du convertisseur A-N est mesuré à certaines intervalles 2.lencodage: un code binaire est attribué à chaque voltage échantillonné Caractéristiques distinctifs de convertisseurs A-N: nombre de bits aux codes binaires: généralement 8-24 bits précision: lerreur absolue du processus de conversion taux de traitement de données: le nombre déchantillons par seconde

10 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-10 C.4(1) Concepts fondamentaux b. Processus de conversion A-N 1.Échantillonnage: mesurer un voltage à un intervalle régulier ou non T s afin de représenter le signal analogique

11 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-11 C.4(1) Concepts fondamentaux b. Processus de conversion A-N Taux déchantillonnage minimum: critère de Nyquist: on doit échantillonner un signal analogique avec une fréquence f s qui est au moins 2 fois le contenu fréquentielle maximum f max du signal: f s ˃ 2 f max donne le temps minimum entre 2 échantillons: T s = 1/f s problème dalias: si f s 2 f max la translation de composantes indésirables de hautes fréquences en basses fréquences

12 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-12 C.4(1) Concepts fondamentaux b. Processus de conversion A-N 2.Encodage: attribué un code binaire non signé à chaque voltage analogique échantillonné

13 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-13 C.4(1) Concepts fondamentaux b. Processus de conversion A-N b: nombre de bits utilisés par le convertisseur A-N pour encoder les échantillons Quantification (n): nombre de niveaux discrets, entre V RH et V RL, sur lequel le signal analogique est divisé n = (2 b niveaux – 1) Résolution (ΔV): la plage de voltage par niveau discret ΔV = (V RH – V RL )/n = (V RH – V RL )/ (2 b – 1) volts/niveau

14 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-14 C.4(1) Concepts fondamentaux b. Processus de conversion A-N Taux de traitement moyen de données (d): le nombre total de bits générés par seconde d = f s b bps (bits/sec)

15 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-15 C.4(1) Concepts fondamentaux b. Processus de conversion A-N le processus de conversion consiste à: 1.échantillonner le signal analogique périodiquement ou non 2.encoder chaque échantillon en code binaire

16 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-16 C.4(1) Concepts fondamentaux c. Techniques de conversion Circuit sample-and-hold: échantillonnage fonction: prendre un échantillon stable du signal analogique s(t) et le retenir pour conversion mise en oeuvre: sample: commutateur fermé – charge le condensateur selon s(t) hold: commutateur ouvert – déconnecter le condensateur de lentrée pour conserver un échantillon V IN sur le noeud interne

17 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-17 C.4(1) Concepts fondamentaux c. Techniques de conversion N-A Méthodes standards de conversion N-A 1.méthode par PWM 2.méthode basée sur un sommateur 3.méthode sérielle (SPI) basée sur un sommateur 4.méthode basée sur léchelon (R-2R)

18 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-18 C.4(1) Concepts fondamentaux c. Techniques de conversion N-A méthode par PWM

19 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-19 C.4(1) Concepts fondamentaux c. Techniques de conversion N-A méthode basée sur le sommateur

20 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-20 C.4(1) Concepts fondamentaux Sortie A Sortie B c. Techniques de conversion N-A méthode sérielle avec sommateur

21 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-21 C.4(1) Concepts fondamentaux

22 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-22 C.4(1) Concepts fondamentaux c. Techniques de conversion N-A méthode basée sur léchelon R-2R

23 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-23 C.4(1) Concepts fondamentaux c. Techniques de conversion A-N Méthodes standards de conversion A-N 1.méthode basée sur lintégration 2.méthode de type compteur (rampe) 3.méthode par approximation successive 4.méthode parallèle

24 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-24 C.4(1) Concepts fondamentaux c. Techniques de conversion A-N Méthode par intégration: Vin

25 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-25 C.4(1) Concepts fondamentaux c. Techniques de conversion A-N méthode de type compteur (rampe)

26 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-26 C.4(1) Concepts fondamentaux c. Techniques de conversion Méthode par approximation successive: 1.Initialiser la plage des voltages FS(b) = V RH – V RL 2.Pour i = bit b bit 1 du SAR: a)approximer le voltage V appr (i) = FS(i) / 2, au mi-point dans la plage des voltages FS(i) si V IN V appr (i) FS(i-1) = moitié inférieure de FS(i) si V IN > V appr (i) FS(i-1) = moitié supérieure de FS(i) b)comparer V IN et V appr (i) pour assigner un bit au SAR si V IN V appr (i) SAR(i-1) = 0 si V IN > V appr (i) SAR(i-1) = 1

27 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-27 C.4(1) Concepts fondamentaux c. Techniques de conversion Méthode par approximation successive: (suite)

28 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-28 C.4(1) Concepts fondamentaux c. Techniques de conversion Méthode par approximation successive: (suite)

29 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-29 C.4(1) Concepts fondamentaux c. Techniques de conversion Exemple: choisir un voltage entre 0V et 4V, puis représenter avec un code binaire à 4 bits

30 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-30 C.4(1) Concepts fondamentaux c. Techniques de conversion Exemple: choisir un voltage entre 0V et 5V, puis représenter avec un code binaire à 4 bits

31 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-31 C.4(1) Concepts fondamentaux Méthode parallèle (3 bits): compare simultanément V IN à plusieurs voltages de référence un convertisseur à b bits utilise 2 b – 1 comparateurs donne une conversion très rapide, mais coûteuse c. Techniques de conversion

32 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-32 Sommaire de la section C.4 C.4 Convertisseur analogique-numérique: 1)Concepts fondamentaux: a)interface du transducteur b)processus de conversion A-N c)techniques standard de conversion 2)Module ATD du 68HCS12: a)description dopération du système b)registres et configurations c)programmation du ATD

33 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-33 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 Rôle des types de sous-systèmes dans le 68HC12: a)CPU12: unité de traitement central gestion dexceptions : interrompre lexécution normal dun programme b)Bus: le module LIM combine DATA, ADDR et CTRL c)Mémoire: stocker des configurations (bloc), des variables (RAM), des programmes (ROM) et des vecteurs d)Périphériques dentrée/sortie: ports dentrée/sortie: échanger des données avec le monde externe temporisation: capter des entrées, générer des sorties, accumuler des impulsions, PWM conversion de données: convertir un signal analogique en codes binaires non-signés communication sérielle: échanger de données par communications asynchrones (SCI) et synchrones (SPI)

34 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-34 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 MC9S12C32

35 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-35 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 A/N

36 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-36 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 Sous-système de conversion A-N du 68HC12:

37 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-37 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 Fonctionnement du module ATD: dessert 8 canaux dentrée/sortie individuels: vue interne: PORTAD (adresse $008F) est associé aux 8 canaux vue externe: broches PAD[7:0] sont associées aux 8 canaux les échantillons de signaux analogiques aux 8 canaux sont transmis à travers dun MUX 8:1 on peut effectuer n conversions successives dun seul canal, ou bien une conversion sur m canaux en succession. permet léchantillonnage de 10 bits en 7 µsec si le ATD clk = 2MHz.

38 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-38 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 Fonctionnement du sous-système: (suite) le convertisseur A-N par approximations successives traite un échantillon à la fois départ: une séquence de n conversions est initiée en écrivant au registre de contrôle fin: les drapeaux appropriés sont fixés au registre détat et les résultats sont disponibles dans un registre des résultats

39 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-39 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 Conversion par approximation successive: chaque échantillon du signal analogique code binaire signé/non-signée justifié à gauche ou non et pondéré, avec 8 ou 10 bits de résolution précision de ± 1 du LSb V RH V RL $00 $FF 1/2FS 1/4FS 1/8FS

40 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-40 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 Registres pertinents: [$ $0085] ATDCTL2-5 : registres de contrôle configurent la séquence de conversion pour des opérations spécifiques [$0086 / $008B] ATDSTAT0/ATDSTAT1 : registres détats deux registres de 8 bits qui contiennent les drapeaux du convertisseur [$008F] PORTAD : registre de port ATD un port associé aux entrées ATD [$ $009F] ATDDR0H-ATDDR7H : 8 registres de résultats de16 bits contiennent les résultats binaires après la conversion

41 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-41 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 [$0082] ATDCTL2 - registre de contrôle 2: pour lactivation et la configuration de base ADPU (ATD Power Up): activation du convertisseur 1 = activer le ATD – suite à lactivation, on doit attendre une période dinitialisation dau moins 100µsec avant dutiliser le convertisseur A-N 0 = désactiver (toutes conversions sont abandonnées)

42 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-42 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 [$0082] ATDCTL2 - registre de contrôle 2: AFFC (ATD Fast Flag Clear All): RAZ rapide des drapeaux SCF et CCFn dans le registre ATDSTAT0 et ATDSTAT1 0: normale – processus en 2 étapes (spécialisé pour le mode polling) 1: rapide – se fait automatiquement lorsquon lit un résultat des registres ATDDRn (spécialisé pour le mode INT)

43 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-43 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 [$0082] ATDCTL2 - registre de contrôle 2: AWAI (ATD Stop in Wait Mode): opération séteint si le 68HCS12 est en mode wait 0: ATD continue dopérer si en mode wait 1: ATD cesse dopérer pour consommer moins de puissance ASCIE (ATD Sequence Complete Interrupt Enable): 0: masquer linterruption du convertisseur 1: permet linterruption (quand une séquence de conversion est complétée, c.-à-d., quand ASCIF = 1) ASCIF (ATD Sequence Complete Interrupt Flag): un drapeau qui sactive quand une séquence de conversion est complétée (il y a aussi une INT si ASCIE = 1)

44 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-44 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 [$0083] ATDCTL3 - registre de contrôle 3: permet de contrôler le nombre de conversions par séquence

45 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-45 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 [$0084] ATDCTL4 - registre de contrôle 4: permet de contrôler léchantillonnage, la résolution et le temps du S/H pour une séquence de conversion

46 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-46 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 [$0084] ATDCTL4 - registre de contrôle 4: PRS[4:0] (Select ATD Clock Prescaler): indique le facteur déchelle pour division de PCLK f ATD = f BCLK / { 2 · ( PRS [4:0]+1) 10 } facteur déchelle PRS[4:0] valeur du diviseurfréquence dhorloge ATD, f ATD MHz MHz MHz kHz 00101(par défaut)12667 kHz kHz

47 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-47 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 [$0084] ATDCTL4 - registre de contrôle 4: SMP[1:0] (Select Sample Time): indique le nombre de périodes de lhorloge ATD pour effectuer un échantillonnage dans le calcul de la fréquence déchantillonnage f ech

48 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-48 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 [$0084] ATDCTL4 - registre de contrôle 4: SRES8 (A/D Resolution Select): 0 10-bits résolution 1 8-bits résolution

49 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-49 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 [$0085] ATDCTL5 - registre de contrôle 5: pour configurer le mode de conversion utilisé (gâchette) DJM : Result Register Data JustificationJustification à droite ou à gauche 0: Justification à gauche 1: Justification à droite DSGN : Result Register Data Signed or Unsigned 0: Non signé 1: Signé

50 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-50 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 [$0085] ATDCTL5 - registre de contrôle 5: SCAN : activer la conversion par balayage continu 0: effectue une séquence de conversion 1: effectue continuellement des séquences MULT : active le mode de conversion pour de multiples canaux 0: échantillonnage dun canal individuel 1: échantillonnage de canaux multiples CC,CB,CA : sélection du canal de départ

51 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-51 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 [$0086] ATDSTAT0 – 1 ier registre détat: CC0-CC2 (Conversion Counter): indique dans quel registre de résultat la conversion en cours sera stockée. SCF (Sequence Complete Flag): drapeau qui indique la fin dune séquence de conversion. Le drapeau est RAZ si: on écrit 1 à SCF écrit au ATDCTL5 (RAZ normal) on lit un des registres ATDDRn (RAZ rapide)

52 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-52 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 [$008B] ATDSTAT1 – 2 ième registre détat: série de drapeaux pour indiquer létat du convertisseur CCF0-CCF7 (Conversion Complete Flag): indique les canaux de la séquence qui sont complétés. (Pointe les registres de résultats)

53 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-53 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 [$0090-9F] ATDDR0H-7H – registres de résultat: stocke les résultats des conversions justifiées à gauche

54 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-54 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 [$0090-9F] ATDDR0H-7H – registres de résultat: stocke les résultats des conversions justifiées à droite

55 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-55 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 Procédure générale pour exploiter le convertisseur A-N: 1.effectuer les connexions physiques: a)voltages de référence aux broches externes V RH et V RL b)signaux analogiques aux broches dentrée du convertisseur PAD0 – PAD7 2.fixer ADPU = 1 au registre ATDCTL2 pour activer le système 3.attendre 100+ µsec avant dutiliser le système de conversion 4.initialiser le fonctionnement du système selon lapplication avec les registres ATDCTL2-4 5.entamer et configurer un processus de conversion en écrivant au registre ATDCTL5 6.surveiller la fin du processus avec drapeaux du registre ATDSTAT0 7.accéder les résultats de conversion aux registres ATDDRnH 8.désactiver ( ADPU = 0) pour réduire la consommation de puissance

56 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-56 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 Diagramme de flots de données:

57 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée Éric Granger C.4-57 C.4(2) Convertisseur du 68HC12 Structure typique de programme:

58 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-58 C.4(3) Programmation du convertisseur Exemple1: Mesurer un signal analogique inconnu connecté à la broche PAD6 du 68HCS12, 4 fois 1.utilise V RL = 0V et V RH = 5V, et connecter le signal au PAD6 2.écrire ADPU = 1 pour activer 3.générer un délai de 100 µsec en logiciel 4.initialiser le système: pas dinterruptions, RAZ normal des drapeaux, 4 conversions/séquence, 2 ATDclk/échant., réduction déchelle = 4 (conversions à 2 MHz), 8 bit non signés justifiés à droite. 5.entamer et configurer: mode déchantillonnage à canal simple, mode non continu, une séquence de 4 conversions, signal sur PAD6, etc. 6.surveillance: balayage pour vérifier le bit SCF du registre ATDSTAT0 7.résultats de conversion: écrits aux registres ATDDR0H-3H 8.on laisse le système activé

59 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-59 C.4(3) Programmation du convertisseur ;******************** ; Programme principal ATDCTL2-5EQU$ ; déclaration des adresses déjà fait dans ATDSTATEQU$0086; le fichier dinclusion mc9s12c32.inc ATDDR0H-3HEQU$ ORG $0800 ECHAN DS.B $4 ORG $4000 LDS #$1000 ; initialise la pile BSR INIT ; sr dinitialisation BSR CONVERT ; sr processus de conversion Fin:BRAFin

60 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-60 C.4(3) Programmation du convertisseur ;************************************************ ; INIT: sous-routine pour initialiser le convertisseur A-N INITLDAA #$80 ; activer, RAZ drapeau normal, pas dinterrupt. STAAATDCTL2 BSRDELAY ; brancher vers la sous-routine DELAY LDAA #$20 ; 4 conversions STAAATDCTL3 LDAA #$81 ; 2 ATDclk/échan., réduction déchelle = 4 STAAATDCTL4 RTS

61 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-61 C.4(3) Programmation du convertisseur ;*********************************************** ; DELAY: sous-routine pour délai de 100 µsec DELAY LDAA #$C8 ; charger A avec un délai de 100 µsec LOOP DECA BNELOOP ; branchement si A nest pas 0 RTS génération dun délai logiciel: $C8 = 200 passes dans la boucle de délai 4 cycles dhorloge / boucle (DECA + BNE), alors 800 cycles total si la fréquence dhorloge du CPU est 8 MHz, délai de 100 µsec

62 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-62 C.4(3) Programmation du convertisseur ;*********************************************************** ; CONVERT: un processus de conversion et stock le résultat CONVERTLDAA #$86 ; SCAN=0, MULT=0, PAD 6,... STAA ATDCTL5; gâchette WTCNVBRCLR ATDSTAT0, $80, WTCNV ; attendre SCF = 1 MOVB ATDDR0L, ECHAN ; sauvegarder MOVB ATDDR1L, ECHAN+1 ; les échantillons MOVB ATDDR2L, ECHAN+2 MOVB ATDDR3L, ECHAN+3 RTS END

63 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-63 C.4(3) Programmation du convertisseur Exemple 2: Mesurer un signal analogique inconnue connecté à la broche PAD2 du 68HC12, une fois et stocker à ladresse $ utilise V RH = 5V et V RL = 0V, et connecter le signal au PAD2 2.écrire ADPU = 1 pour activer 3.générer un délai de 100 µsec en logiciel 4.initialiser le système: pas dinterruptions, RAZ rapide des drapeaux, 2 ATDclk/echan., réduction déchelle = 4 (conversions à 2 MHz), 8 bit non signés justifiés à droite. 5.entamer et configurer: mode déchantillonnage à canal simple, mode non continue, signal sur PAD2, etc. 6.surveillance: balayage pour vérifier le bit CCF0 de ATDSTAT1 7.résultat de conversion: est écrit au registre ATDDR0H 8.on désactive le système en mode WAIT pour conserver de la puissance

64 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-64 C.4(3) Programmation du convertisseur ;******************** ; Programme principal ATDCTL2-5EQU$ ; déclaration des adresses déjà fait dans ATDSTATEQU$0086; le fichier dinclusion mc9s12c32.inc ATDDR0H-3HEQU$ ORG $4000 LDX #$0800 ; adresse des résultats LDS#$1000 JSR INIT ; sr initialisation JSR CONVERT ; sr séquence de conversion Fin:BRAFin

65 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-65 C.4(3) Programmation du convertisseur ;* INIT: sous-routine pour initialiser le convertisseur A-N INITMOVB#$C0, ATDCTL2 ;activer, RAZ rapide drapeaux, pas dinterr. LDAA #200 ;créer un délai de 100 µsec LOOPDECA BNELOOP MOVB #$08, ATDCTL3 ; un canal par scan MOVB #$81, ATDCTL4 ;2 ATDclk/echan., réduction déchelle=4 RTS ;* CONVERT: conversion dune séquence et stock le résultat CONVERTMOVB #$82, ATDCTL5 ; SCAN=0, MULT=0, PAD2 WTCNVBRCLR ATDSTAT1, $01, WTCNV ; attendre que CCF0 = 1 celui ; qui va recevoir le résultat ; non pas CCF2 MOVB ATDDR0L,0,X ; stoker le résultat RTS

66 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-66 C.4(3) Programmation du convertisseur Exemple 3: Mesurer 8 signaux analogiques inconnus connectés aux broches PAD0-7 du 68HC12 une fois et les stocker à partir de ladresse $ utilise V RH = 5V et V RL = 0V, et connecter les signaux aux PAD0-7 2.écrire ADPU = 1 pour activer 3.générer un délais de 100 µsec en logiciel 4.initialiser le système: pas dinterruptions, RAZ rapide des drapeaux, 8 conversions/séquence, 2 ATDclk/echan., réduction déchelle = 4 (conversions à 2 MHz), etc. 5.entamer et configurer: mode déchantillonnage multi-canal, mode continu, une séquence de 8 conversions, signaux sur PAD0-7, 8 bit non signés justifiés à droite. 6.surveillance: balayage pour vérifier le bit SCF de ATDSTAT0 7.les résultats de conversion: registres ATDDR0H-7H 8.on désactive le système en mode WAIT pour conserver de la puissance

67 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-67 C.4(3) Programmation du convertisseur ;******************** ; Programme principal ATDCTL2-5EQU$ ; déclaration des adresses déjà fait dans ATDSTATEQU$0086; le fichier dinclusion mc9s12c32.inc ATDDR0H-3HEQU$ ORG $4000 LDX #$0800 ; adresse des résultats LDS#$1000 JSR INIT ; sr initialisation JSR CONVERT ; sr séquence de conversion Fin:BRAFin

68 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-68 C.4(3) Programmation du convertisseur ;************************************************ ;* INIT: sous-routine pour initialiser le convertisseur A-N INITMOVB#$C0, ATDCTL2 ;activer, RAZ rapide drapeaux, pas dinterr. LDAA #200 ;créer un délai de 100 µsec LOOPDECA BNELOOP MOVB #$00, ATDCTL3 ; 8 canaux ($40 est aussi bon) MOVB #$81, ATDCTL4 ;2 ATDclk/échan., réduction déchelle=4 RTS

69 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-69 C.4(3) Programmation du convertisseur ;*************************************************************** ; CONVERT: conversion dune séquence et stock le résultat CONVERTMOVB #$90, ATDCTL5 ;DJM=1, DSGN=0,SCAN=0 ;MULT=1, CC:CA=000 WTCNVBRCLR ATDSTAT0, $80, WTCNV ; attendre que SCF = 1 MOVB ATDDR0L,1,X+ ; collecter et stoker les MOVB ATDDR1L,1,X+ ; résultats, et ensuite MOVB ATDDR2L,1,X+ ; post-incr. X MOVB ATDDR3L,1,X+ MOVB ATDDR4L,1,X+ MOVB ATDDR5L,1,X+ MOVB ATDDR6L,1,X+ MOVB ATDDR7L,1,X+ RTS

70 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-70 C.4(3) Programmation du convertisseur Exemple 4: Mesurer un signal analogique inconnu connecté à la broche PAD7 du 68HC12, 20 fois collecter 20 résultats de conversion et les stocker aux adresses mémoire qui commencent à $0800 utiliser la même configuration quà lexemple 1, sauf quil faut effectuer: 4 conversions par séquence, et 5 séquences en stockant les résultats progressivement

71 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-71 C.4(3) Programmation du convertisseur ;******************** ; Programme principal ATDCTL2-5EQU$ ; déclaration des adresses déjà fait dans ATDSTATEQU$0086; le fichier dinclusion mc9s12c32.inc ATDDR0H-3HEQU$ ORG $4000 LDX #$0800 ; pointe vers ladresse désirée LDS#$1000 JSR INIT ; sr initialisation du convertisseur LDY#5 ; compteur de séquences DONE JSR CONVERT ; sr séquence de conversion DBNE Y, DONE ; décrémenter et tester FINBRA FIN

72 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-72 C.4(3) Programmation du convertisseur ;************************************************ ;* INIT: sous-routine pour initialiser le convertisseur A-N INITMOVB#$C0, ATDCTL2 ;activer, RAZ rapide drapeaux, pas dinterr. LDAA #200 ;créer un délai de 100 µsec LOOPDECA BNELOOP MOVB #$20, ATDCTL3 ; nb de conversions = 4 MOVB #$81, ATDCTL4 ;2 ATDclk/echan., réduction déchelle = 4 RTS

73 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-73 C.4(3) Programmation du convertisseur ;*************************************************************** ; CONVERT: 5 séquence de 4 conversion et stock les résultats CONVERTMOVB #$87, ATDCTL5 ; DJM=1, DSGN=0, ; SCAN=0, ; MULT=0, CC-CA=111 WTCNVBRCLR ATDSTAT0, $80, WTCNV ; attendre que SCF=1 MOVB ATDDR0L,1,X+ ; collecter et stoker les MOVB ATDDR1L,1,X+ ; résultats, et ensuite MOVB ATDDR2L,1,X+ ; post-incr. X MOVB ATDDR3L,1,X+ RTS END

74 Université du Québec École de technologie supérieure GPA770: Microélectronique appliquée C.4-74 C.4(3) Programmation du convertisseur Laboratoire 2d: Détection de voltage des capteurs IR (sections 9.1, 9.6 et 9.7 du livre) Objectifs: extraire la valeur de senseurs IR avec le ATD du 68HCS12 programmer 3 canaux du système ATD pour numériser les sorties de 3 senseurs IR pour une plage de valeurs analogiques des senseurs de 0V à 3.2V surveiller continuellement la sortie des 3 senseurs pour détecter des obstacles: le voltage augmente plus la distance diminue

75 Université du Québec École de technologie supérieure Labo 2d GPA770: Microélectronique appliquée C.4-75 :*************************************************************************************** ;Laboratoire 2d session H2011, GPA770 ; ;Auteur: Maurice Tremblay ; ;MÀJ:16 mars 2014 ; ;Convertisseur analogique à numérique 68HCS12 de Motorola ;Ref.:MC9S12C128V1.pdf p MC9S12C128V1.pdf orgRAMStart ;*************************************************************************************** ; ; Déclaration et allocation de trois variables pour la sauvegarde des trois voltages des trois ; capteurs de proximité CapteurD :ds.b$01; les trois voltages des capteurs CapteurC :ds.b$01; droit, centre et gauche CapteurG :ds.b$01 orgROMStart ;*************************************************************************************** ; ; Initialisation du convertisseur N/A ; Mode 8 bits non signés à droite ; Multiple numérisations. Canal 1, 2 et 3 ; Vitesse du sample and hold à 2 coups d'horloge ; Vitesse de l'horloge de conversion à 2MHz InitAN: movb #$C0,ATDCTL2 ; mise en marche du convertisseur et du AFFC movb #$18,ATDCTL3 ; 3 conversions à la fois movb #$81,ATDCTL4 ; 8 bits, 2 clocks S/H, 2MHz

76 Université du Québec École de technologie supérieure Labo 2d (suite) GPA770: Microélectronique appliquée C.4-76 …………(Vos autres initialisations ici pour compenser le 100 microsecondes de mise en marche du module ATD)………. ;*************************************************************************************** ; ; Conversion des trois voltages des trois capteurs IRs Final: movb#$91,ATDCTL5 ; début de conversion justifiée à droite, multiple, à partir du ; canal 1 ; Interrogation du bit SCF du registre de statut ATDSTAT0 Attendre: brclr ATDSTAT0,#$80,Attendre ; Attendre la fin des trois conversions (SCF) movb ATDDR2L, CapteurD ; sauvegarde des trois voltages des capteurs movb ATDDR1L, CapteurC movb ATDDR0L, CapteurG jsr AfficheLCD; votre routine daffichage sur LCD des trois voltages …………(Logique floue, calcul de braquage etc.)………. ; à faire dans le projet final seulement ldy#200 ; À refaire 4 à 5 fois par secondes jsrDELAI bra Final ; et pour toujours


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