5.2 schema fonctionnel de degre 1
publicité
Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation Lecteur de carte à puce LCPM1 PARTIE GENIE ELECTRONIQUE Projet bac GE 2007 1/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation Lecteur de carte à puce LCPM1 SOMMAIRE 1. Etude fonctionnelle de premier degré ................................................................................................................. 3 1.1 Schéma fonctionnel de premier degré ................................................................................................................. 3 2. Etude de la fonction Lecture, Ecriture Gestion et analyse FP1 ........................................................................ 5 2.1 Schéma fonctionnel ............................................................................................................................................... 5 2.2 Particularités de la carte à puce : ........................................................................................................................ 6 2.3 Algorigrammes ..................................................................................................................................................... 6 3. Etude de la fonction Interface utilisateur FP2 ................................................................................................. 10 3.1 Schéma fonctionnel de second degré : Interface utilisateur ............................................................................ 10 FONCTION FS21 : "ACQUISITION ET ENCODAGE COMMANDES" ............................................. 10 FONCTION FS211 : "ACQUISITION COMMANDE" .......................................................................... 11 FONCTION FS212 : "SUPPRESSION REBONDS " ............................................................................. 11 FONCTION FS213 : "ENCODAGE ET DETECTION APPUI SUR UNE TOUCHE" ........................ 12 FONCTION FS22 : "AFFICHAGE" ....................................................................................................... 12 4 Etude de la fonction Traction/restitution carte à puce FP3 ............................................................................ 14 4.1 Schéma fonctionnel de second degré Traction/restitution carte à puce FP3 ................................................. 14 FONCTION FS31 : "DETECTION CARTE" .......................................................................................... 15 FONCTION FS32 : "PRODUCTION DU SIGNAL DE COMMANDE" ............................................... 15 FONCTION FS33 : "COMMANDE PUISSANCE MOTEUR" .............................................................. 16 FONCTION FS34 : "COMMANDE ELECTROAIMANT" .................................................................... 16 5. Etude de la fonction Production de messages vocaux FP4 .............................................................................. 17 5.1 Rôle ...................................................................................................................................................................... 17 5.2 SCHEMA FONCTIONNEL DE DEGRE 1 ..................................................................................................... 17 5.2 SCHEMA FONCTIONNEL DE DEGRE 2 ..................................................................................................... 18 FONCTION FS41 : "PRODUCTION D'UN SIGNAL CARRE" ............................................................ 20 FONCTION FS42 : "ELABORATION DES SIGNAUX DE COMMANDE" ........................................ 20 FONCTION FS43 : "GENERATION DU SIGNAL D'ECHANTILLONNAGE" .................................. 20 FONCTION FS44 : "GENERATION DU SIGNAL DE COMMANDE DE LECTURE" ..................... 21 FONCTION FS45 : "COMPTAGE"......................................................................................................... 21 FONCTION FS46 : "MEMORISATION DES MESSAGES VOCAUX NUMERISES" ....................... 22 FONCTION FS47 : "CONVERSION NUMERIQUE - ANALOGIQUE" .............................................. 22 FONCTION FS48 : "FILTRAGE" ........................................................................................................... 23 FONCTION FS49 : "AMPLIFICATION AUDIO" ................................................................................. 23 FONCTION FS410 : "TRANSDUCTION ELECTRIQUE / ACOUSTIQUE" ....................................... 24 Projet bac GE 2007 2/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation Lecteur de carte à puce LCPM1 1. Etude fonctionnelle de premier degré 1.1 Schéma fonctionnel de premier degré E_AFF RS_AF F D0 A D7 +5V 0V +24V Alimentation FA Interface utilisateur 4 Lecture, Ecriture Gestion et analyse Informations visuelles Commandes utilisateur FP2 T_clav Clav1 à Clav3 LECT_MES FP6 Production de Secteur EDF 230V 50HZ 2 MSG1, MSG0 messages vocaux FP4 FP1 S1, S2, S3 OP1, OP2, OP3 3 2 Position Initiale Projet bac GE 2007 3 COK Informations 3 OUT1, OUT2, CNT3 Position CARTE DE LAVAGE (Carte à puce) Finale 3/26 Message vocal Appui BP Automate Commande déplacement Traction/restitution carte FP3 Choix F Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation Lecteur de carte à puce LCPM1 Numéro Nom FP1 Lecture, Ecriture, Gestion et analyse Interface utilisateur FP2 FP3 Traction/restitution carte FP4 Production de messages vocaux FA Alimentation Projet bac GE 2007 Rôle Cette fonction réalise : La lecture des données stockées dans la carte à puce L’écriture de données sur la carte à puce Elle commande les différentes interfaces en fonction de ces données Cette fonction affiche au client la marche à suivre pour sélectionner le programme désiré. Le client choisit le programme et le valide ou l’annule en appuyant sur les touches correspondantes. Cette fonction assure le maintien et le déplacement horizontal de la carte de lavage lors des différentes phases de son traitement. Le titre est déplacé par un ensemble courroie / motrice maintenu en tension. Ces messages ont pour rôle de guider l'utilisateur lors de l'utilisation de la station de lavage pour automobile Le rôle de cette fonction au sein de l'objet technique est de : mémoriser 4 messages vocaux préalablement numérisés, sur sollicitation, restituer sous forme sonore un message vocal parmi ceux mémorisés. Distribuer en énergie électrique et en toute sécurité, l’ensemble du système. Générer les tensions suivantes : 5V ; 0V ; 24V 4/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation Lecteur de carte à puce LCPM1 2. Etude de la fonction Lecture, Ecriture Gestion et analyse FP1 2.1 Schéma fonctionnel E_AF F RS_AFF D0..D7 8 Lecture, Ecriture Gestion et analyse 4 T_clav Clav1 à Clav3 LECT_MES 2 MSG1, MSG0 Automate FP1 3 Informations 4 S1, S2, S3 Commandes déplacement Définition des signaux : Signal E_AF RS_AFF D0àD7 T_clav clav1 à clav3 LECT_MES MSG1, MSG0 Automate Projet bac GE 2007 Rôle Signal logique (PC1) de validation de la commande transmise à l’afficheur, actif au front descendant. Signal logique (PC0) indiquant à l’afficheur la nature des informations transmises sur les signaux D0 à D7. RS_AFF = 0 : instruction transmise. RS_AFF = 1 : caractère transmis. Mot de 8 bits (PB0 à PB7) représentatif de la commande transmise à l’afficheur (instruction ou caractère). T_clav : signal logique (PE3) signifiant l’appui sur un bouton poussoir du clavier. Clav1 à Clav3 : signaux logiques (PE0 à PE2), identifiant le bouton poussoir sélectionné. Signal binaire d’amplitude +5V. Son passage à l'état haut ordonne la lecture du message vocal Ces 2 bit permettent de sélectionner un message vocal parmi les 4 mémorisés. Signal non étudié permettant le dialogue avec l’automate de lavage. 5/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation Information S1, S2, S3 Commandes déplacement 2.2 Lecteur de carte à puce LCPM1 Ce signal représente le dialogue entre la carte à puce et le lecteur LCPM1 Signaux en provenance des capteurs optiques : S1 : Signal logique de niveau haut en cas d’absence ; de carte niveau bas si présence de carte S2 : Signal logique de niveau haut en cas d’absence ; de carte niveau bas si présence de carte Signal correspondant à AUTO, CEL, MAV, MAR permettant de positionner la carte à puce à la position souhaitée Particularités de la carte à puce : La carte à puce utilisée est une carte de type SLE4432. Elle dispose, entre autre, d’une mémoire principale sur laquelle sont stockées les données propres au système : précision du type de carte (crédit ou jeton), nombre d’unités, date de création de la carte … Le constructeur utilise également la mémoire principale pour y faire apparaître son identifiant (signature électronique). Le programme analyse cet identifiant ce qui permet de certifier que les cartes ont bien été programmées par l’industriel. Sur la mémoire principale de la carte à puce, on peut trouver les informations décrites plus hauts aux adresses suivantes : Le type de carte : adresse $40 (si la valeur contenue à cette adresse est $00, il s’agit d’une carte jeton, inversement si la valeur contenue à cette adresse est $01, il s’agira d’une carte crédit). Nombre d’unités sur la carte : adresse $41 Identifiant de l’industriel : adresse $11 2.3 Algorigrammes Projet bac GE 2007 6/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation Lecteur de carte à puce LCPM1 prog2006 initialisation ports + gestion affichage positionnement automatique et vérification carte carte valide ? désactivation électroaimant Restitution carte avec message carte non valide carte jeton ? lavage jeton lavage crédit éjection carte capture carte Projet bac GE 2007 7/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation Lecteur de carte à puce LCPM1 lavage credit Affichage "choix programme de lavage" lecture touche appuyée et affichage du programme sélectionné abaissement électroaimant décrémentation et vérification nombre de crédit Affichage crédits restants crédits suffisants ? Affichage " Nb de crédits insuffisants" Execution et Affichage programme de lavage fin lavage credit Projet bac GE 2007 8/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation Lecteur de carte à puce LCPM1 lavage jeton abaissement électroaimant lecture du programme lavage désactivation électroaimant Affichage et execution programme de lavage fin lavage jeton credit Projet bac GE 2007 9/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation Lecteur de carte à puce LCPM1 3. Etude de la fonction Interface utilisateur FP2 3.1 Schéma fonctionnel de second degré : Interface utilisateur Commandes utilisateur Acquisition et encodage commandes Fs21 T_clav Clav1 à Clav3 E_AFF RS_AF F D0 A D7 Informations visuelles sur le fonctionnement de la station de lavage Affichage Fs22 FP2 FONCTION FS21 : "ACQUISITION ET ENCODAGE COMMANDES" Cette fonction réalise l’acquisition et l’encodage des commandes de l’utilisateur grâce à 6 boutons poussoirs (prog1, prog2, prog3, prog4, prog5, Valid). Cahier des charges : Le clavier est composé de 6 touches ergonomiques permettant la sélection du programme choisi, l’annulation et la validation. Ces 6 touches sont encodées par Fs213 afin de minimiser le nombre de connexions avec FP1. La solution retenue pour Fs213 doit occuper un minimum de place sur la carte électronique tout en étant la moins chère possible. Entrées : Actions sur les boutons poussoirs : Les boutons poussoirs sont actifs lorsque l'on effectue une pression. Sorties : T_clav : signal logique (PE3) signifiant l’appui sur un bouton poussoir du clavier. Clav1 à Clav3 : signaux logiques (PE0 à PE2), à destination de FP1 identifiant le bouton poussoir sélectionné. Projet bac GE 2007 10/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation Lecteur de carte à puce LCPM1 Schéma fonctionnel de degré 3 de FS21 : « Acquisition et encodage commandes» Commandes utilisateur Acquisition commande BP_prog1 Suppression rebonds à BP_valid Fs211 Prog1F à validF Encodage et détection appui sur une touche T_clav Clav1 à Clav3 Fs213 Fs212 Fs21 FONCTION FS211 : "ACQUISITION COMMANDE" Cette fonction génère des informations binaires représentatives de l'état des 6 boutons poussoirs (prog1, prog2, prog3, prog4, prog5, Valid). Entrées : Actions sur les boutons poussoirs : Les boutons poussoirs sont actifs lorsque l'on effectue une pression. Sorties : BP_prog1 à BP_valid : signaux logiques représentatifs de la position des boutons poussoirs. Ex : Bouton Prog1 Niveau logique du signal BP_Prog1 Appuyé Relâché Niveau logique haut ( 5V ) Niveau logique bas ( 0V ) FONCTION FS212 : "SUPPRESSION REBONDS " Cette fonction filtre les signaux logiques issus de Fs211 afin d’éliminer les rebonds éventuellement générés lors de l’appui sur les boutons poussoirs. Entrées : BP_prog1 à BP_valid : signaux logiques représentatifs de la position des boutons poussoirs. Sorties : prog1F à validF : signaux logiques filtrés. Projet bac GE 2007 11/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation Lecteur de carte à puce LCPM1 FONCTION FS213 : "ENCODAGE ET DETECTION APPUI SUR UNE TOUCHE" Cette fonction encode les signaux logiques issus de Fs212 afin de minimiser le nombre de connexions de la carte affichage – clavier avec FP1. Entrées : prog1F à validF : signaux logiques filtrés. Sorties : T_clav : signal logique (PE3) signifiant l’appui sur un bouton poussoir du clavier. Clav1 à Clav3 : signaux logiques (PE0 à PE2), à destination de Fs11 identifiant le bouton poussoir sélectionné. Prog1 Prog2 Prog3 Prog4 Prog5 Valid T_clav Clav3 Clav2 Clav1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 FONCTION FS22 : "AFFICHAGE" Cette fonction permet l’affichage du programme sélectionné, ainsi que de l’état d’avancement su programme. Cahier des charges : L’afficheur doit pouvoir afficher les messages suivants : « Veuillez insérer une carte de lavage » « Choix programme 1 2 3 4 5 » « Lavage en cours » Il doit donc afficher des caractères alphanumériques sur 2 lignes de 16 caractères chacune. Projet bac GE 2007 12/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation Lecteur de carte à puce LCPM1 Entrées : RS_AFF : signal logique (PC0) issu de FP1 indiquant à l’afficheur la nature des informations transmises sur les signaux D0 à D7. RS_AFF = 0 : instruction transmise. RS_AFF = 1 : caractère transmis. E_AFF : signal logique (PC1) de validation de la commande transmise à l’afficheur, actif au front descendant. D0 à D7 : mot de 8 bits (PB0 à PB7) représentatif de la commande transmise à l’afficheur (instruction ou caractère). Sorties : Informations visuelles du programme sélectionné ainsi que de l’état de l’automate de lavage Projet bac GE 2007 13/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation Lecteur de carte à puce LCPM1 4 Etude de la fonction Traction/restitution carte à puce FP3 4.1 Schéma fonctionnel de second degré Traction/restitution carte à puce FP3 AUTO, CEL, MAV, MAR S3 S1,S2 Détection carte FS31 P33 Production du signal de commande FS32 IN1,IN2,EN 3 OP1,OP2, OP3 3 Commande puissance moteur FS33 OUT1,OUT2 COK P23 Commande électroaimant FS34 CNT3 Fonctionnement : Le fait qu'une carte est insérée dans le lecteur est indiqué par le passage à '0' du signal S1. La carte de lavage est une carte de type carte à puce. Un positionnement automatique doit alors être demandé afin de positionner la puce sous le connecteur carte à puce. L'indication position correcte est acquise lorsque le signal S3 passe à '0' (capteur optique S3 activé). Le programme peut alors ordonner (CEL = '0') la commande de l'électro-aimant afin de mettre en contact la carte et son connecteur. Après un délai d'environ 50ms, le signal COK passe à '0' indiquant que la carte est prête pour une communication. Une fois les communications terminées, il n'y a plus qu'à « relever » le connecteur de carte à puce (CEL = '1') et à activer le moteur en marche avant ou marche arrière suivant que l'on désire faire sortir la carte par l'arrière (MAV = '0') (cas d'une carte crédit) ou par l'avant (MAR = '0')(cas d'une carte jeton). Projet bac GE 2007 14/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation Lecteur de carte à puce LCPM1 4.2 Signaux du lecteur motorisé à interfacer avec le 68HC11 : Nom du signal Descriptif Port 68HC11 Configuration du port Broche lecteur S1 capteur optique n°1 PA2 Entrée 5 S2 capteur optique n°2 PA1 Entrée 6 S3 capteur optique n°3 PA0 Entrée 7 CEL Commande électro-aimant PA3 Sortie 12 AUTO Positionnement automatique PA4 Sortie 13 MAV Marche avant PA5 Sortie 14 MAR Marche arrière PA6 Sortie 15 C2 Reset de la carte à puce PC2 Sortie 21 C3 Horloge de la carte à puce PC3 Sortie 19 C7 Contact S7 de la puce (I/O) PC4 Entrée / Sortie 18 COK Connecteur en contact avec la puce PC5 Entrée 11 S4 Ejection arrière terminée PC6 Entrée 8 FONCTION FS31 : "DETECTION CARTE" Le rôle de cette fonction est de détecter si l’utilisateur présente une carte dans le lecteur, mais aussi de détecter la position de la carte dans le lecteur. Entrée : OP1, OP2, OP3 signaux logiques indiquant la présence ou non de carte en différents points du lecteur. Sorties : P33 : Signal logique de niveau bas en cas d’absence de carte. Niveau haut si présence de carte. S1 : Signal logique de niveau haut en cas d’absence de carte. Niveau bas si présence de carte. S2 : Signal logique de niveau haut en cas d’absence de carte. Niveau bas si présence de carte. FONCTION FS32 : "PRODUCTION DU SIGNAL DE COMMANDE" Le rôle de cette fonction est de générer des signaux logiques dépendant de la position de la carte. Entrées : AUTO : Signal logique (0V-5V). Actif au niveau logique ‘0’. Un niveau logique ‘0’ lance un positionnement automatique. Projet bac GE 2007 15/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation Lecteur de carte à puce LCPM1 CEL : Signal logique (0V-5V). Actif au niveau logique ‘0’. Commande de l’électroaimant, un niveau logique ‘0’ abaisse le connecteur. MAV : Signal logique (0V-5V). Actif au niveau logique ‘0’. Marche avant. Un niveau logique ‘0’ commande la marche avant du moteur. MAR : Signal logique (0V-5V). Actif au niveau logique ‘0’. Marche arrière. Un niveau logique ‘0’ commande la marche arrière du moteur. P33 : Signal logique (0V-5V). Signal logique de niveau bas en cas d’absence de carte. Niveau haut si présence de carte. Sorties : IN1, IN2, EN : Signaux logiques (0V-5V) P23 : Signal logique (0V-5V) COK (Connexion OK) : Information logique de bon positionnement. Un niveau logique ‘0’ indique que la carte est prête pour une communication. FONCTION FS33 : "COMMANDE PUISSANCE MOTEUR" Le rôle de cette fonction est d’adapter en puissance le signal de commande du moteur et de permettre une inversion de polarité aux bornes du moteur. Entrées : IN1, IN2, EN : Signaux logiques (0V-5V) Sorties : OUT1, OUT2 : Tension électrique modulée (0V-24V) FONCTION FS34 : "COMMANDE ELECTROAIMANT" Le rôle de cette fonction est d’adapter en puissance le signal pilotant l’électroaimant. Entrée : P23 : Signal logique (0V-5V) Sortie : CNT3 : Signal logique (0V-24V) Projet bac GE 2007 16/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation Lecteur de carte à puce LCPM1 5. Etude de la fonction Production de messages vocaux FP4 5.1 Rôle Le rôle de cette fonction au sein de l'objet technique est de : - mémoriser 4 messages vocaux préalablement numérisés, - sur sollicitation, restituer sous forme sonore un message vocal parmi les 4 mémorisés. Ces messages ont pour rôle de guider l'utilisateur lors de l'utilisation de la station de lavage pour automobile. La numérisation des messages vocaux peut se faire à l'aide du logiciel Microsoft ® Magnétophone fourni avec tous les systèmes d'exploitation Microsoft Windows ® récents, ou tout autre logiciel compatible avec le format de fichier Wave. Il faut toutefois veiller à bien respecter les paramètres d'échantillonnage suivants : - fréquence d'échantillonnage : 8000Hz ou 11025Hz, - taille de l'échantillon : 8bits, - nombre de canaux : 1 (mono) La durée maximale du message numérisé est d'environ 11,9 secondes (à 11025Hz). Chronologie des évènements : L'ordre de lecture peut se faire de 2 manières différentes : - par l'intermédiaire du signal d'entrée LECT_MES : un passage à l'état haut de ce signal provoque la lecture du message vocal sélectionné. Il doit être maintenu à l'état haut pendant toute la durée du message car un passage prématuré à l'état bas provoque l'arrêt de la lecture. Le signal de sortie FIN_MES indique que le message a été lu dans son intégralité. Pour relancer une lecture, il faut auparavant repositionner le signal LECT_MES à l'état bas. - Par l'intermédiaire du bouton-poussoir : la carte "message vocal" peut être testée en toute autonomie. Un appui sur le BP provoque la lecture du message (sélectionné par 2 cavaliers). Il doit être maintenu pendant toute la durée du message car un relâchement prématuré provoque l'arrêt de la lecture. Pour relancer une lecture, il faut relâcher le bouton-poussoir. 5.2 SCHEMA FONCTIONNEL DE DEGRE 1 LECT_MES Appui sur un bouton-poussoir MSG1, MSG0 2 PRODUCTION DE MESSAGES VOCAUX message vocal CHOIX_F FP4 Projet bac GE 2007 FIN_MES 17/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation Lecteur de carte à puce LCPM1 Entrées : LECT_MES : Signal binaire d’amplitude +5V. Son passage à l'état haut ordonne la lecture du message vocal Appui sur un bouton-poussoir : action manuelle de l'utilisateur provoquant la lecture du message vocal. MSG1, MSG0 : 2 bits qui permettent de sélectionner un message vocal parmi les 4 mémorisés MSG1 MSG0 0 0 1 1 0 1 0 1 message vocal sélectionné n°1 n°2 n°3 n°4 CHOIX_F : Signal binaire d’amplitude +5V. Ce signal permet de choisir la fréquence d'échantillonnage du message numérisé : CHOIX_F = "0" : F_ECHAN = 8000Hz CHOIX_F = "1" : F_ECHAN = 11025Hz Sorties : FIN_MES : signal binaire d’amplitude +5V. Son passage à l'état haut indique la fin de lecture du message vocal Message vocal : Message sonore indiquant la marche à suivre lors de l'utilisation de la station de lavage pour automobile 5.2 SCHEMA FONCTIONNEL DE DEGRE 2 Projet bac GE 2007 18/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation – Etude des Constructions Lecteur de carte à puce LCPM1 FP4 : PRODUCTION DE MESSAGES VOCAUX FIN_MES FIN_MES PRODUCTION D'UN SIGNAL RECTANGULAIRE F_8MEG FS41 GENERATION DU SIGNAL D'ECHANTILLONNAGE F_ECHAN [A16 - A0] 17 COMPTAGE LECT LECT FS45 CHOIX_F FIN_MES 2 MEMORISATION DES MESSAGES VOCAUX NUMERISES [D7 - D0] 8 FS46 FS43 MSG1, MSG0 MSG1, MSG0 appui sur boutonpoussoir 2 ELABORATION DES SIGNAUX DE COMMANDE FS42 LECT_MES [D7 - D0] LECT_MAN 8 RESET GENERATION DU SIGNAL D'ECHANTILLO N-NAGE F_ECHAN CONVERSION NUMERIQUE / ANALOGIQUE AUDIO FS47 LECT FILTRAGE AUDIO_FILT FS48 FS44 AUDIO_FIL T AMPLIFICATION AUDIO FS49 sur carte "messages vocaux" Projet bac GE 2007 AUDIO_AMP TRANSDUCTION ELECTRIQUE / ACOUSTIQUE FS410 sur carte "ampli audio" 19/26 message vocal Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation – Lecteur de carte à puce LCPM1 FONCTION FS41 : "PRODUCTION D'UN SIGNAL CARRE" Cette fonction a pour rôle de générer un signal carré de fréquence 8MHz servant à l'élaboration du signal de restitution du message numérisé. Entrées : Sorties : F_8MEG : Signal périodique carré. Amplitude +5V, fréquence 8MHz FONCTION FS42 : "ELABORATION DES SIGNAUX DE COMMANDE" Le but de cette fonction est d'élaborer les signaux de commande manuelle de lecture et de remise à 0 de la chaîne de restitution du message vocal à la mise sous tension. Entrées : Appui sur un bouton-poussoir : action manuelle de l'utilisateur provoquant la lecture du message vocal. Sorties : LECT_MAN : signal binaire d’amplitude +5V. Son passage à l'état haut ordonne la lecture manuelle du message vocal RESET : Signal binaire d’amplitude +5V. Il provoque la remise à 0 de la chaîne de restitution du message vocal, actif à "0" pendant quelques µs à la mise sous tension de la carte FONCTION FS43 : "GENERATION DU SIGNAL D'ECHANTILLONNAGE" Cette fonction génère un signal d'échantillonnage dont le rôle est de cadencer la restitution du message vocal. La fréquence de ce signal peut prendre 2 valeurs : 8000Hz ou 11025Hz, selon la fréquence d'échantillonnage choisie lors de la numérisation du message vocal. Entrées : F_8MEG : Signal périodique carré d’amplitude +5V, fréquence 8MHz. CHOIX_F : Signal binaire d’amplitude +5V. Il permet de choisir la fréquence d'échantillonnage du message numérisé : CHOIX_F = "0" : F_ECHAN = 8000Hz CHOIX_F = "1" : F_ECHAN = 11025Hz FIN_MES : Signal binaire d’amplitude +5V. Son passage à l'état haut indique la fin de lecture du message vocal Sorties : F_ECHAN : Signal périodique rectangulaire d’amplitude +5V, fréquence : 8000Hz ou 11025Hz. Il cadence la restitution du message vocal Projet bac GE 2007 20/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation – Lecteur de carte à puce LCPM1 Ou Signal binaire figé à l'état haut lorsque FIN_MES = "1" FONCTION FS44 : "GENERATION DU SIGNAL DE COMMANDE DE LECTURE" Cette fonction a pour rôle de générer un signal provoquant la lecture du message vocal. Entrées : LECT_MES : Signal binaire d’amplitude +5V. Son passage à l'état haut ordonne la lecture du message vocal LECT_MAN : Signal binaire d’amplitude +5V. Son passage à l'état haut ordonne la lecture manuelle du message vocal RESET : Signal binaire d’amplitude +5V. Il provoque la remise à 0 de la chaîne de restitution du message vocal, actif à "0" pendant quelques µs à la mise sous tension de la carte Sorties : LECT : Signal binaire d’amplitude +5V. Il provoque la lecture du message vocal : LECT = "0" : lecture du message LECT = "1" : remise à 0 de la chaîne de restitution du message vocal LECT = "0" pour les conditions suivantes : RESET = "1" et (LECT_MES = "1" ou LECT_MAN = "1") A la mise sous tension de la carte, figé à l'état haut pendant une courte durée FONCTION FS45 : "COMPTAGE" Le rôle de cette fonction est de générer un mot binaire de 17 bits. Ce mot binaire, qui est incrémenté à la même fréquence que la fréquence d'échantillonnage choisie (8000Hz ou 11025Hz), permet d'extraire les échantillons du message vocal numérisé. Cette fonction génère également un signal informant de la fin de lecture du message. Entrées : F_ECHAN : Signal périodique rectangulaire d’amplitude +5V, fréquence : 8000Hz ou 11025Hz. Il cadence la restitution du message vocal Ou Signal binaire figé à l'état haut lorsque FIN_MES = "1" LECT : Voir FS44 Sorties : [A16 – A0] : Mot binaire de 17 bits. Son incrémentation est cadencée par le signal d'échantillonnage choisi (8000Hz ou 11025Hz) FIN_MES : signal binaire d’amplitude +5V. Son passage à l'état haut indique la fin de lecture du message vocal Projet bac GE 2007 21/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation – Lecteur de carte à puce LCPM1 FONCTION FS46 : "MEMORISATION DES MESSAGES VOCAUX NUMERISES" Le but de cette fonction est de mémoriser les échantillons numériques des 4 messages vocaux. Sur sollicitation, elle restitue un par un les échantillons, à la même fréquence que celle de l'incrémentation du mot binaire d'entrée. Entrées : [A16 – A0] : Mot binaire de 17 bits. Son incrémentation est cadencée par le signal d'échantillonnage choisi (8000Hz ou 11025Hz) LECT : Signal binaire d’amplitude +5V. Il provoque la lecture du message vocal : LECT = "0" : lecture du message LECT = "1" : remise à 0 de la chaîne de restitution du message vocal LECT = "0" pour les conditions suivantes : RESET = "1" et (LECT_MES = "1" ou LECT_MAN = "1") A la mise sous tension de la carte, figé à l'état haut pendant une courte durée MSG1, MSG0 : 2 bits qui permettent de sélectionner un message vocal parmi les 4 mémorisés MSG1 MSG0 0 0 1 1 0 1 0 1 message vocal sélectionné n°1 n°2 n°3 n°4 Sorties : [D7 – D0] : Mot binaire de 8 bits (1 octet). Echantillons numériques issus de la numérisation du message vocal. 256 valeurs possibles : de 00h à FFh, si aucun son lors de la numérisation, prend la valeur 80h FONCTION FS47 : "CONVERSION NUMERIQUE - ANALOGIQUE" Cette fonction a pour rôle de convertir chaque échantillon numérique du message vocal en une tension analogique. Ainsi, à un ensemble d'échantillons numériques consécutifs correspondra une tension analogique variable représentative d'un son à émettre. Entrées : [D7 – D0] : Mot binaire de 8 bits (1 octet). Echantillons numériques issus de la numérisation du message vocal. 256 valeurs possibles : de 00h à FFh, si aucun son lors de la numérisation, prend la valeur 80h LECT : Signal binaire d’amplitude +5V. Il provoque la lecture du message vocal : LECT = "0" : lecture du message Projet bac GE 2007 22/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation – Lecteur de carte à puce LCPM1 LECT = "1" : remise à 0 de la chaîne de restitution du message vocal LECT = "0" pour les conditions suivantes : RESET = "1" et (LECT_MES = "1" ou LECT_MAN = "1") A la mise sous tension de la carte, figé à l'état haut pendant une courte durée F_ECHAN : Signal périodique rectangulaire d’amplitude +5V, fréquence : 8000Hz ou 11025Hz. Il cadence la restitution du message vocal Ou Signal binaire figé à l'état haut lorsque FIN_MES = "1" Sorties : VAUDIO : Tension analogique variable représentative d'un son à émettre. 256 valeurs possibles entre 0V et +4,98V FONCTION FS48 : "FILTRAGE" Cette fonction a pour but d'éliminer les signaux "parasites" que comporte la tension analogique représentative du son. Entrées : VAUDIO : Tension analogique variable représentative d'un son à émettre. 256 valeurs possibles entre 0V et +4,98V Sorties : VAUDIO_FILT : Tension analogique représentative d'un son à émettre, dépourvue de parasites FONCTION FS49 : "AMPLIFICATION AUDIO" Le rôle de cette fonction est d'amplifier le signal analogique représentant le message vocal afin de le rendre compatible avec la fonction FS410. Entrées : VAUDIO_FILT : Tension analogique représentative d'un son à émettre, dépourvue de parasites. Sorties : VAUDIO_AMP : Tension analogique représentative d'un son à émettre, dépourvue de parasites et amplifiée Projet bac GE 2007 23/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation – Lecteur de carte à puce LCPM1 FONCTION FS410 : "TRANSDUCTION ELECTRIQUE / ACOUSTIQUE" Cette fonction réalise la conversion de la tension analogique variable représentative du message vocal en onde sonore audible (message vocal). Entrées : VAUDIO_AMP : Tension analogique représentative d'un son à émettre, dépourvue de parasites et amplifiée Sorties : message vocal : Message sonore indiquant la marche à suivre lors de l'utilisation de la station de lavage pour automobile Projet bac GE 2007 24/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation – Lecteur de carte à puce LCPM1 Constitution du dossier de synthèse Ce que doit contenir le dossier élève est précisé ci-dessous sous forme de sommaire qui est identique pour chaque élève mais dont le contenu est l'œuvre originale du candidat. Le contenu est personnel et constitué essentiellement des comptes rendus de mesures avec les études des structures. Il ne devra pas contenir les cours ou analyses structurelles réalisés par le professeur. SOMMAIRE ANALYSE FONCTIONNELLE page : Une mise en situation du système technique : ‘Station de lavage d’automobile’ Schéma d’interconnexion des différentes cartes. Les réponses au questionnaire. ETUDE DE FP1 : COMMUNICATION AVEC LA CARTE A PUCE page : Présentation du principe et du fonctionnement de la carte à puce. Schéma fonctionnel de la carte à puce Plan mémoire partiel complété Calculs de la fréquence d’horloge Programme " Lecture_eleve.s " complété. Relevés des signaux I/O et CLK commentés et justifiés. Algorigramme 1 et 2 de la procédure d’initialisation de la carte à puce autorisant l‘accès à l’écriture Programme "Ecriture_eleve.s" complété. Relevés des signaux I/O et CLK commentés et justifiés. ANALYSE ET MISE EN OEUVRE DE LA FONCTION "AFFICHAGE" FS22: Schéma structurel avec identification de FP2 et Fs22. Présentation du principe et du fonctionnement de l’afficheur à cristaux liquides. Programme "Affich_eleve.s" complété. Justification de la valeur de la temporisation du sous-programme « tp10ms ». Algorigramme du sous-programme "Aff_txt" avec commentaires. Relevés des signaux E_aff et RS_aff commentés et justifiés. Compte rendu d’essai sur le fonctionnement de Fs22. Programme "Affich_eleve.s" complété. Algorigramme du sous-programme "cgram" avec commentaires. ETUDE COMMANDE MOTEUR ET ELECTROAIMANT (FP3) page : page : Schéma structurel avec identification de FP3 et de ses fonctions secondaires. Schéma structurel de la carte commande complété. Chronogrammes commentés des signaux de commande moteur. Chronogrammes commentés des signaux VGS et VDS avec mise en évidence de la fonction monostable. Projet bac GE 2007 25/26 Thème Baccalauréat 2007 STI Génie Electronique Dossier technique de présentation – Lecteur de carte à puce LCPM1 ETUDE DETECTION CARTE ET POSITIONNEMENT AUTOMATIQUE (FP3) page : Schéma structurel avec identification de FP3b et de ses fonctions secondaires. Chronogrammes commentés des signaux de positionnement automatique. Schéma structurel de la carte commande complété. Programme complet avec commentaires de l’insertion puis éjection d’une carte crédit. ETUDE FONCTIONNELLE DE LA FONCTION "PRODUCTION DE MESSAGES VOCAUX" FP4 : page : Schémas structurels des cartes messages vocaux et ampli audio avec identification des fonctions secondaires. documents réponses avec chronogrammes complétés. ETUDE DE LA GENERATION DES SIGNAUX D'ECHANTILLONNAGE ET DE COMMANDE DE LECTURE (FS43 ET FS44) page : Schéma structurel original avec identification de FS43. Rôle de U1, fréquence max. de fonctionnement. Equations logiques des signaux F_16K, F_22K, F et F_ECHAN. Rôle de la structure réalisée par U7:A et caractéristique de F_DIV2. Calcul des coefficients diviseurs de fréquence. Calcul des fréquences de signaux F_16K, F_22K, F, F_DIV2 et F_ECHAN pour les 2 états possibles de CHOIX_F. Schéma structurel original avec identification de FS44. Equation logique du signal LECT . Justification du choix du composant réalisant FS43 et FS44. Fichier ABEL permettant de générer le fichier de programmation JEDEC. Compte-rendu de la validation du composant par simulation numérique. Compte-rendu de la validation expérimentale du composant, avec relevés des signaux F_16K, F_22K, F, F_DIV2 et F_ECHAN pour les 2 états possibles de CHOIX_F. CONVERSION NUMERIQUE/ANALOGIQUE ET FILTRAGE (FS47 et FS48) page : Paramètres importants du circuit AD7302. Justification du choix et du câblage du circuit. Relation entrées /sortie de FS47 : VAUDIO f D 7 D0 10 . Calculs de VAUDIO. Type de structure utilisée pour réaliser le filtrage, fréquence de coupure et justification. Compte-rendu de la validation expérimentale des fonctions, avec relevés des signaux V AUDIO et VAUDIO_FILT. Projet bac GE 2007 26/26
