Cours - Microprocesseurs et Microcontroleurs
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Microprocesseurs & Microcontrôleurs Sylvain MONTAGNY [email protected] Bâtiment chablais, bureau 13 04 79 75 86 86 Retrouver tous les documents de Cours/TD/TP sur le site www.master-electronique.com Présentation cours : Sommaire l Cours : 10.5 h en 7 séances l Chapitre 1 : Rappels généraux sur les processeurs l Chapitre 2 : Les microcontrôleurs l l l Définition Etude des périphériques Chapitre 3 : La programmation Université de Savoie 2 Présentation TD l TD : 10.5 h en 7 séances l TD1 : Rappel sur les systèmes à microprocesseur. Cadencement d’un microcontrôleur. Instructions assembleurs. l TD2 : Utilisation du timer d’un microcontrôleur. Configuration des ports d’entrée/sortie d’un microcontrôleur. l TD3 : Les interruptions l TD4 : Gestion d’afficheur 7 segments l TD5 : Conversion Analogique / Numérique Université de Savoie 3 Présentation TP l TP : 12h en 3 séances de 4h l TP1 : Prise en main d’un environnement de programmation sur microcontrôleur l TP2 : Etude du Watchdog, et des interruptions dans un microcontrôleur l TP3 : Réalisation d’un minuteur à l’aide d’un afficheur 7 segments. Université de Savoie 4 Chapitre 1 : Rappel généraux sur les processeurs l l l l 1.1 Rappel sur l’architecture interne des microprocesseurs 1.2 Le traitement des instructions 1.3 Les modes d’adressages 1.4 Exemple d’exécution d’un programme Université de Savoie 5 Le microprocesseur Architecture interne (1) Bus d’adresses Microprocesseur Unité de commande Programme Mémoire Unité de Accumulateur traitement Registre d’état Données Bus de données 6 Le microprocesseur Architecture interne (2) Bus d’adresses Microprocesseur PC Programme Mémoire Accumulateur Accumulateur Registre d’état Registre d’état Bloc logique de commande Décodeur d’instruction Données Bus de données 7 Le microprocesseur Unité de commande Elle permet de séquencer le déroulement des instructions. Bus d’adresse PC Bloc logique de commande Instruction Décodeur d’instruction PC : Programme Counter, appelé aussi Compteur Ordinal. Il contient toujours l’adresse de la prochaine instruction à exécuter. Le décodeur d'instruction : Le mot binaire (instruction) est décodé pour savoir à quelle action correspond l’instruction. Bloc logique de commande (séquenceur) : Il organise l'exécution des instructions au rythme de l’horloge. Il élabore tous les signaux de synchronisation du microprocesseur en fonction de l’instruction qu’il a à exécuter. 8 Le microprocesseur Unité de traitement Elle exécute les instructions. Microprocesseur Accumulateur Accumulateur Registre d’état Registre d’état L’accumulateur : C’est un registre de travail qui sert à stocker le résultat des opérations réalisées par L’UAL. L’Unité Arithmétique et Logique (UAL) est un circuit complexe qui assure les fonctions logiques (ET, OU, comparaison, décalage, etc…) ou arithmétique (addition, soustraction…). Le registre d'état : Chacun des bits de ce registre dépend du résultat de la dernière opération effectuée par l’UAL. Exemple : Bit de retenue (carry : C), débordement (overflow : OV ou V), Zéro (Z) ... 9 Le traitement des instructions Résumé 1 2 CPU Mémoire 4 3 l l l l (1) Charger une instruction depuis la mémoire (2) Charger les opérandes depuis la mémoire (3) Effectuer les calculs (4) Stocker le résultat en mémoire Université de Savoie 10 L’architecture Von Neuman CPU l Un seul chemin d'accès à la mémoire l l l l BUS Mémoire Programme & données Un bus de données (programme et données), Un bus d’adresse (programme et données) Architecture des processeurs d’usage général Goulot d'étranglement pour l'accès à la mémoire Université de Savoie 11 L’architecture Harvard CPU l Mémoire donnée Séparation des mémoires programme et données l l l l l Mémoire programme Un bus de données programme, Un bus de données pour les données, Un bus d’adresse programme, Un bus d’adresse pour les données. Meilleure utilisation du CPU : l Chargement du programme et des données en parallèle 12 L’architecture Harvard : Cas des microcontrôleurs PIC l Seul les bus de donnée (data ou instructions) sont représentées Université de Savoie 13 Chapitre 1 : Rappel généraux sur les processeurs l l l l 1.1 Rappel sur l’architecture interne des microprocesseurs 1.2 Le traitement des instructions 1.3 Les modes d’adressages 1.4 Exemple d’exécution d’un programme Université de Savoie 14 Le traitement des instructions Organisation d’une instruction Le microprocesseur ne comprend qu’un certain nombre d’instructions qui sont codées en binaire. Une instruction est composée de deux éléments : l l Le code opération : C’est un code binaire qui correspond à l’action à effectuer par le processeur Le champ opérande : Donnée ou bien adresse de la donnée. La taille d'une instruction peut varier, elle est généralement de quelques octets (1 à 8), elle dépend également de l'architecture du processeur. Université de Savoie 15 Le traitement des instructions Exemple d’instruction l Instruction Addition : Accumulateur = Accumulateur + Opérande Correspond à l’instruction ADD A,#2 Instruction (16 bits) Code opératoire (5 bits) Champ opérande (11 bits) ADD A #2 11001 000 0000 0010 Cette instruction est comprise par le processeur par le mot binaire : 11001 000 0000 0010 = code machine Université de Savoie 16 Le traitement des instructions Phase 1 : Recherche de l’instruction en mémoire Rapporter moi les ordres écrits sur ce parchemin !!! Ordres : 1. Attaquer camp romain 2. Organiser banquet Outils : 1. Menhir, Potion magique 2. Sanglier Unité de traitement Unité de commande La valeur du PC est placée sur le bus d'adresse, et l'unité de commande émet un ordre de lecture de la mémoire. Après le temps d'accès à la mémoire, le contenu de la case mémoire sélectionnée (instruction) est disponible sur le bus des données et arrive à l’entrée du décodeur. Université de Savoie 17 Le traitement des instructions Phase 2 : Décodage et recherche de l’opérande Rapportez moi les outils écrits sur ce parchemin !!! Ordres : 1. Attaquer camp romain 2. Organiser banquet Outils : 1. Menhir, Potion magique 2. Sanglier Unité de traitement Unité de commande Si l'instruction nécessite une donnée en provenance de la mémoire, l'unité de commande récupère sa valeur sur le bus de données en faisant un nouvel accès mémoire. La donnée arrive à l’entrée de l’ALU. Université de Savoie 18 Le traitement des instructions Phase 3 : Exécution de l’instruction On va commencer par attaquer le camps Romain avec des menhir et de la potion !!! Ordres : 1. Attaquer camp romain 2. Organiser banquet Outils : 1. Menhir, Potion magique 2. Sanglier Unité de traitement Unité de commande L’ALU réaliser l’opération que le séquenceur lui demande. Les drapeaux sont positionnés (registre d'état). Le PC est incrémenté pour indiquer l'instruction suivante. Université de Savoie 19 Le traitement des instructions Déroulement Bus d’adresses Microprocesseur PC Programme Mémoire Accumulateur Accumulateur Registre d’état Registre d’état Bloc logique de commande Décodeur d’instruction Données Bus de données 20 Le traitement des instructions Les architectures RISC et CISC (1) Actuellement l’architecture des microprocesseurs se composent de deux grandes familles : l L’ architecture CISC (Complex Instruction Set Computer) l L’architecture RISC (Reduced Instruction Set Computer) Université de Savoie 21 Chapitre 1 : Rappels généraux sur les processeurs l l l l 1.1 Rappel sur l’architecture interne des microprocesseurs 1.2 Le traitement des instructions 1.3 Les modes d’adressages 1.4 Exemple d’exécution d’un programme Université de Savoie 22 Les modes d’adressages l Ce sont les diverses manières de définir la localisation d ’un opérande. Les trois modes d’adressage les plus courant sont : l l l Adressage immédiat Adressage direct Adressage indirect Pourquoi existe-t-il plusieurs modes d’adressage ? Université de Savoie 23 Les modes d’adressages Immédiat Exemple : ADDA #4 ALU Mémoire Mé Contenu 0x00 0……………….. 110 1101 0x01 0……………….. 100 0101 0……………….. 010 1111 Compteur Ordinal adrs+1 PC adrs 1 1 0ADDA 1 0101 adrs + 1 0 1 1 0#41 0 0 1 adrs + 2 ………………… 1……………….. 010 1101 Accumulateur Adresses ………………… 0011 1000 1………………… 100 0101 1………………… 010 1001 …………………. 0111 1010 Université de Savoie 24 Les modes d’adressages Direct Exemple : ADDA adresseX ALU Mémoire Contenu 0x00 0……………….. 110 1101 0x01 0……………….. 100 0101 0……………….. 010 1111 Compteur Ordinal adrs+1 PC adrs 1 1 0ADDA 1 0101 adrs + 1 0 adresseX 110 1001 adrs + 2 ………………… 1010 1101 adresseX Accumulateur Adresses 0xxxx 0 1 1 xxxx 1000 1………………… 100 0101 1………………… 010 1001 …………………. 0111 1010 Université de Savoie 25 Les modes d’adressages Indirect Exemple : ADDA @adresseX ALU Mémoire Contenu 0x00 0……………….. 110 1101 0x01 0……………….. 100 0101 0……………….. 010 1111 Compteur Ordinal adrs+1 PC adrs 1 1 0ADDA 1 0101 adrs + 1 0@adresseX 110 1001 adrs + 2 ………………… 1010 1101 @adresseX Accumulateur Adresses 0 adresseX 011 1000 1………………… 100 0101 adresseX 1 0 1 0 xxxxxx 1001 xxxxx …………………. 0111 1010 Université de Savoie 26 Chapitre 1 : Rappel généraux sur les processeurs l l l l 1.1 Rappel sur l’architecture interne des microprocesseurs 1.2 Le traitement des instructions 1.3 Les modes d’adressages 1.4 Exemple d’exécution d’un programme Université de Savoie 27 Exemple d’exécution (1) Le compilateur génère aussi un fichier assembleur, représentant le code et les emplacements mémoire qui seront utilisés. Université de Savoie 28 Exemple d’exécution (2) À l’infini PORTC Université de Savoie 29 Le jeu d’instruction du PIC16F D’après la datasheet : l Quelles sont les trois grandes catégories d’instruction du PIC16F877A? l Quelle est la taille d’une instruction en mémoire ? l Expliquez les instructions : INCFSZ, BTFSC, ANDLW et donner un exemple d’utilisation pour chacune de ces instructions. l Le programme compilé ci-dessous rassemble un code exécutable de la forme suivante, donner la séquence d’instruction réalisée et l’action de chacune : l l l l 0187h 2822h 0987h 0BFCh CLRF PORTC; GOTO 22h; COMF PORTC,1; DECFSZ 7C,1; 30 Chapitre 2 : Les microcontrôleurs l l l l l l l 2.1 Définition d’un microcontrôleur 2.2 Cadencement du microcontrôleur 2.3 Les timers 2.4 Les ports d’entrée/sortie 2.5 La liaison série 2.6 Le watchdog 2.7 Le CAN Université de Savoie 31 Définition d’un microcontrôleur Un microcontrôleur est un circuit qui intègre un maximum de fonctions dans un même boitier. L’intégration de ces fonctions dans le même environnement permet de créer des applications plus simplement. Le circuit intégré d'un microcontrôleur 8 bits Intel 8742 possède sur une unique puce : l Un processeur cadencé à 12 MHz l 128 octets de mémoire vive l Une EPROM de 2048 bits l De nombreuse entrées-sorties Université de Savoie 32 Ventes de microcontrôleurs Université de Savoie 33 Définition d’un microcontrôleur Avantages l Cout réduit l Encombrement moindre l Fiabilité l Mise en œuvre plus simple l Consommation plus faible Université de Savoie 35 Définition d’un microcontrôleur Contenu l La structure interne d'un microcontrôleur comporte typiquement : l l l l l l l l Une unité de calcul et de commande Mémoire ROM Mémoire RAM Un contrôleur d’interruption Un compteur/temporisateur (timer) Des entrées/sorties parallèles (ports) Un UART (port série) Il peut aussi posséder : l l l l Un Watchdog : (surveillance du programme) Une sortie PWM (modulation d’impulsion) Un CAN/CNA (Convertisseur analogique numérique) Un interface I²C, CAN… Université de Savoie 36 Définition d’un microcontrôleur Exemple : Microcontrôleur PIC 16F877 Université de Savoie 37 Définition d’un microcontrôleur Les mémoires (1) l ROM memory : Aussi appelé (à juste titre) program memory. C’est une mémoire Flash qui contient le programme à exécuter. l EEPROM memory C’est une mémoire similaire à la mémoire programme. On s’en sert surtout pour stocker des constantes. Université de Savoie 38 Définition d’un microcontrôleur Les mémoires (2) l RAM memory : l General Purpose Register : Mémoire RAM classique, utiliser pour stocké des variables. Exemple : int i; i++; l // incrémentation de i depuis la RAM SFR (Special Function Register) : C’est aussi de la mémoire RAM, sauf que les rôles de chacune des cases mémoire (registres) ont été définis par le fabriquant. Chaque registre SFR est connecté à un périphérique matériel spécifique et permet de la contrôler. Exemple : ADCON0 register (adresse 9Fh) permet de piloter le convertisseur A/D. Université de Savoie 39 Définition d’un microcontrôleur Les mémoires (3) Déclaration de « i » en RAM Détail d’un registre SFR Affectation d’une valeur à un registre SFR Université de Savoie 40 Chapitre 2 : Les microcontrôleurs l l l l l l l 2.1 Définition d’un microcontrôleur 2.2 Cadencement du microcontrôleur 2.3 Les timers 2.4 Les ports d’entrée/sortie 2.5 La liaison série 2.6 Le watchdog 2.7 Le CAN Université de Savoie 41 Cadencement du microcontrôleur Schéma du pic 16F877 Université de Savoie 42 Cadencement du microcontrôleur Les cadencements possibles l Quartz l l Résonateur céramique l l l Très bonne Stabilité (10 ppm) Stabilité ( 0.5%) Moins couteux que le quartz Exemple pour un oscillateur à 8 Mhz Quartz : Résonateur : Fréquence +/- 80 Hz Fréquence +/- 40 000 Hz 43 Chapitre 2 : Les microcontrôleurs l l l l l l l 2.1 Définition d’un microcontrôleur 2.2 Cadencement du microcontrôleur 2.3 Les timers 2.4 Les ports d’entrée/sortie 2.5 La liaison série 2.6 Le watchdog 2.7 Le CAN Université de Savoie 44 Les timers Mode compteur ou temporisateur (1) l Un timer est le nom courant de compteur / temporisateur . Mesurer du temps (compter le nombre de coup d’horloge) > Mode temporisateur Compter le nombre d’évènement sur une broche > Mode compteur 45 Les timers Mode compteur ou temporisateur (2) l En pratique, on visualise la valeur de départ, puis la valeur d’arrivée. La valeur de comptage est la différence des deux valeurs. l l Dans quelle mode fonctionne le timer ici? Donner la valeur du temps en fonction de A et B dans cette application. Université de Savoie 46 Les timers Utilisation d’un prescaler l Un prescaler permet de diviser la fréquence de comptage. Quelle est le temps mesuré dans cette application en fonction de A et B? Université de Savoie 47 Chapitre 2 : Les microcontrôleurs l l l l l l l 2.1 Définition d’un microcontrôleur 2.2 Cadencement du microcontrôleur 2.3 Les timers 2.4 Les ports d’entrée/sortie 2.5 La liaison série 2.6 Le watchdog 2.7 Le CAN Université de Savoie 48 Les ports d’entrée / Sortie Ce sont des ports parallèles. Ils permettent de recueillir des informations ou de piloter des modules sur l’environnement extérieur. Ils sont souvent bidirectionnels (configurable en entrée ou sortie). Université de Savoie 49 Les ports d’entrée / Sortie l Quelles sont les ports d’E/S de ce microcontrôleur? Université de Savoie 50 Les ports d’entrée / Sortie Les sorties logiques l Sortie trois états l Sortie collecteur ouvert Université de Savoie 52 Les ports d’entrée / Sortie 1. Sortie trois états Fonctionnement l T1 T2 Sortie Bloqué Bloqué Etat haute impédance Bloqué Saturé "0" Saturé Bloqué "1" Saturé Saturé non utilisé Des sorties trois états peuvent être reliées entres elles mais il faut bien veiller à ce que une seule impose un niveau (haut ou bas) et que les autres sorties soit en haute impédance. Université de Savoie 53 Les ports d’entrée / Sortie 2. Sortie collecteur ouvert (1) Fonctionnement T2 S Saturé "0" Bloqué Dépend du montage Université de Savoie 54 Les ports d’entrée / Sortie 2. Sortie collecteur ouvert (2) l l Pour générer le niveau "1", une résistance extérieure est nécessaire (résistance de tirage // pull-up). Plusieurs sorties "collecteur ouvert" peuvent être reliées entre elles, cela réalise un "ET logique" Une sortie « collecteur ouvert » peut commander une charge sous une tension différente de la tension d'alimentation. Université de Savoie 55 Les ports d’entrée / Sortie Entrée trigger de Schmitt "1" "0" Vseuil- Vseuil+ Université de Savoie Vi 56 Les ports d’entrée / Sortie l Bouton poussoir : l Led : Donner la valeur de la résistance sachant qu’une led rouge à une tension de 1,5V et qu’il faut 10 mA pour avoir un éclat correct. Université de Savoie 57 Les ports d’entrée / Sortie Cas du PIC16F877 D’après la datasheet : l Combien possède t on de bits d’E/S pour le PORTA, B, C, D et E? l Quel registre respectif permet de les configurer en entrée ou en sortie? l Quelle mise en garde est faite pour le PORTA? l Quelle particularité du PORTB peut nous être utile pour connecter un bouton poussoir par exemple? Université de Savoie 58 Chapitre 2 : Les microcontrôleurs l l l l l l l 2.1 Définition d’un microcontrôleur 2.2 Cadencement du microcontrôleur 2.3 Les timers 2.4 Les ports d’entrée/sortie 2.5 La liaison série 2.6 Le watchdog 2.7 Le CAN Université de Savoie 59 La liaison série l La liaison série USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter ) est le mode le plus rependu pour communiquer (et aussi le plus vieux). 60 La liaison série Connexions (1) l Une liaison série permet de transmettre des données sur un nombre limité de fils. Cette liaison peut être Half duplex (liaison synchrone) ou full duplex (liaison asynchrone). l Sur le microcontrôleur PIC16F877A, la liaison série asynchrone peut être mise en œuvre à l’aide des pins RxD et TxD. Elle est réalisée par un USART : l l RxD, signal de réception de l’USART TxD, signal de transmission de l’USART Université de Savoie 61 La liaison série Connexions (2) 1ère étape : Configuration de la transmission 2ième étape : Envoyer et recevoir des données Université de Savoie 62 La liaison série USART Transmit bloc register Université de Savoie 63 La liaison série USART receive bloc register Université de Savoie 64 La liaison série D’après la datasheet : l Pourquoi avons-nous une corrélation entre le fait d’être synchrone/Asynchrone et full duplex / half duplex? l Prenez note de toutes les étapes à réaliser pour configurer une liaison série asynchrone. l Configurer la liaison série asynchrone pour qu’elle soit cadencée à 9600 bauds. Université de Savoie 65 Chapitre 2 : Les microcontrôleurs l l l l l l l 2.1 Définition d’un microcontrôleur 2.2 Cadencement du microcontrôleur 2.3 Les timers 2.4 Les ports d’entrée/sortie 2.5 La liaison série 2.6 Le watchdog 2.7 Le CAN Université de Savoie 66 Le Watchdog (1) Le chien de garde (watchdog) est un dispositif matériel et logiciel qui permet de se prémunir contre les plantages accidentels. L’idée est de provoquer un RESET du CPU afin de relancer l’application. (Les données sont bien sur perdues). Le plantage est défini lorsque le programme n’est pas venu à temps faire signe au watchdog. Instructions « Clear Watchdog » Si je reçoit rien, j’appuie sur le RESET!!! 67 MICROCONTROLEUR Le Watchdog (2) 68 Le Watchdog Cas du PIC16F877 D’après la datasheet : l Comment met-on en route le Watchdog? (lire en plus le chapitre 14.1 : configuration bits) l Quel est l’effet d’un watchdog time out? l Quelle instruction du PIC permet de réaliser le reset du Watchdog? Comment allez vous coder cette instruction en C? Université de Savoie 69 Chapitre 2 : Les microcontrôleurs l l l l l l l 2.1 Définition d’un microcontrôleur 2.2 Cadencement du microcontrôleur 2.3 Les timers 2.4 Les ports d’entrée/sortie 2.5 La liaison série 2.6 Le watchdog 2.7 Le CAN Université de Savoie 70 Le CAN Multiplexage des voies l CAN : Dans les microcontrôleurs, les voix de conversion analogique/numérique sont souvent multiplexées. Ceci signifie que la fréquence maximale de conversion analogique numérique est divisée par le nombre de voies utilisées. l Très souvent, il faut configuré les entrées de conversion en « entrée analogique » car celles-ci peuvent aussi être utilisée en entrée numérique. Université de Savoie 71 Le CAN Le CAN Questions D’après la datasheet : l l l l l l Quel est le nombre de bits du convertisseur AN. Dans quels registres est stocké le résultat? Comment fait-on pour justifier le résultat à droite ou à gauche. Combien possède t on de voies multiplexés? A quoi correspond Vref+ et Vref - ? Comment configure t on une entrée en analogique? Université de Savoie 73 Le CAN Etude de cas théorique l Sur l’application ci-dessous, quelle est la résolution maximale que nous pourrons avoir? l Donner l’expression de la résolution en fonction de Vref+, Vref- et du nombre de bits du convertisseur. l Exprimer la valeur analogique en fonction de Vref+, Vref- et de la valeur numérique donnée par le convertisseur. Université de Savoie 74 Le CAN Récupération des valeurs converties l Donner le code C permettant d’obtenir un entier représentatif de la valeur de conversion en fonction des valeurs de ADRESH et ADRESL. Université de Savoie 75 Le CAN Tension de références Vref l Le schéma ci-dessous représente les plages de valeurs possibles pour Vref+ et Vref-. Université de Savoie 76 Le CAN Etude de cas pratique La tension d’une batterie est celle d’une cellule lithium-ion qui possède les caractéristiques suivantes : l Donner les valeurs de votre choix pour les tensions de références l Donner la résolution de la conversion l Donner l’expression de la tension en fonction de la valeur numérique de la conversion. Umin=2,5 V Umax= 4,3V Danger si en dehors de cette zone Udéchargée=3 V Un=3,6 V Uchargée=4,2 V Université de Savoie 77 Le CAN l Vitesse maximale du convertisseur Université de Savoie 78 Gamme des microcontrôleurs l Exemple chez ST micro http://www.st.com l >> gamme STM Exemple chez microchip http://www.microchip.com/ >> gamme PIC l Exemple chez ATMEL http://www.atmel.com/ l >> gamme AVR Exemple chez Infineon http://www.infineon.com Etc … Université de Savoie 79 Chapitre 3 : La programmation l 3.1 Les interruptions l 3.2 Le logiciel Université de Savoie 80 Les interruptions Problématique & définition l Un système informatique n’est utile que s’il communique avec l’extérieur. L’objectif est de pouvoir prendre connaissance que le périphérique sollicite le processeur. Cette sollicitation arrive de façon totalement asynchrone. Deux modes sont possibles : l l Une méthode par scrutation (polling) permet d’interroger régulièrement les périphériques afin de savoir si une nouvelle donnée est présente. Une méthode par interruption permet au périphérique luimême de faire signe au processeur de sa présence. Université de Savoie 81 Les interruptions Scrutation Vs interruption l Scrutation (polling) l l l Coûteux en temps (multiplier par le nombre de périphérique à interroger) Implémentation : Appel classique à une fonction dans le programme Interruption l l l Demande à l’initiative du périphérique Prise en compte rapide de l’évènement Implémentation : Interruption asynchrone d’un programme puis retour au même endroit à la fin du traitement Université de Savoie 82 Les interruptions Schéma l Une interruption est un arrêt temporaire de l'exécution normale d'un programme informatique par le microprocesseur afin d'exécuter un autre programme (appelé routine d'interruption). Université de Savoie 83 Les interruptions Types d’interruption l Interruption masquable l l Un masque d’interruption est un mot binaire de configuration du microprocesseur qui permet de choisir (démasquer) quels modules pourront interrompre le processeur parmi les interruptions disponibles. Interruption non masquable l Elles s ’exécutent quoi qu’il arrive, souvent avec une priorité élevé (ex : Reset) Université de Savoie 84 Les interruptions Configuration l Un système peut accepter plusieurs sources d’interruption. Chacune est configurable par registre (registre d’interruption). l Méthode de configuration des interruptions l l l l Sélectionner les interruptions qui nous intéressent Valider les interruptions de façon globale Ecrire le/les sous programme d’interruption Définir les priorités entres interruptions Université de Savoie 85 Les interruptions Configuration l Dans le sous programme d’interruption l l l l l Sauvegarder le contexte (fait automatique en langage C) Définir la source d’interruption (si le sous programme est commun entres plusieurs sources d’interruption) Réinitialiser les flags d’interruption Ecrire le code relatif à l’application Restituer le contexte (fait automatique en langage C) Cas du 80C51 (intel) Cas du PIC 16F877 (microchip) Flag d’interruption Bit de masquage Les interruptions Démasquage des interruptions l Autorisation des interruptions l L’autorisation globale des interruptions l Démasquage des interruptions Université de Savoie 88 Les interruptions Les flags d’interruption l Visualisation des flags d’interruption Université de Savoie 89 Les interruptions Le rôle de la pile l La pile est une mémoire LIFO (Last In First Out) dans laquelle on stoke des variable temporaire (donnée ou adresse). Le haut de la pile est pointé par le registre SP (Stack Pointer). 90 Les interruptions Rôle de la pile l Elle va servir à : l l sauvegarder le contexte l’environnement (adresse du programme et valeur des registres au moment de l’interruption). restituer le contexte à la fin de l’interruption Note 1 : La sauvegarde et la restitution est faite implicitement en langage C. Note 2 : Une fonction d’interruption est noté spécifiquement. Exemple du PIC qui ne possède qu’un seul vecteur d’interruption : Université de Savoie 91 Les interruptions Avant l’interruption PC ( Addr Prog ) SP ( Addr Pile) Programme principal Registres x Pile xx Programme d’interruption 92 Les interruptions Arrivée d’une interruption SP ( Addr Pile +1) PC ( Addr Prog IT ) Programme principal Registres x Addr Prog Pile xx Programme d’interruption 93 Les interruptions Arrivée d’une interruption : Sauvegarde contexte PC ( Addr Prog ) SP ( Addr Pile + 3) Programme principal Registres x x xx Addr Prog Pile xx Programme d’interruption 94 Les interruptions Fin d’une interruption : Restitution contexte SP ( Addr Pile + 1) PC ( Addr fin Prog IT) Programme principal Registres x x xx Addr Prog Pile xx Programme d’interruption 95 Les interruptions Fin d’une interruption PC ( Addr Prog ) SP ( Addr Pile) Programme principal Registres x Addr Prog Pile xx Programme d’interruption 96 Les interruptions Retour au programme principal PC ( Addr Prog + 1 ) SP ( Addr Pile) Programme principal Registres x Pile xx Programme d’interruption 97 Les interruptions Exemple sur le PIC 16F877 l l Quelle interruption est concernée ici ? Quelles actions sont réalisées pendant le sous-programme d’interruption? Université de Savoie 98 Chapitre 3 : La programmation l 3.1 Les interruptions l 3.2 Le logiciel Université de Savoie 99 Le logiciel La chaîne de compilation (1) Université de Savoie 100 Remplacer les deux lignes du programme C ci dessus par le code assembleur correspondant Donner le code machine correspondant à chaque instruction trouvée Le logiciel La chaîne de compilation (2) Le compilateur génère aussi un fichier listing (en assembleur), représentant le code et les emplacements mémoire qui seront utilisés. Université de Savoie 102 Le logiciel Programmation de la mémoire programme (Flash) Utilisation d’un logiciel de programmation de mémoire Flash Université de Savoie 103 Le logiciel Programmation de la mémoire programme (Flash) Université de Savoie 104 Le logiciel Avantage du langage C Université de Savoie 105
