Cours d`initiation aux microprocesseurs et aux micro

Cours Info Indus n°1 : Microprocesseur, Micro-ordinateur
TS IRIS1 / Prof. : TIMIN J-Louis / Année 2009-2010
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Le 07.09.09
Cours d’initiation aux
microprocesseurs et aux micro-ordinateurs
Cours CII-1 : Microprocesseurs, micro-ordinateurs
Les microprocesseurs : pourquoi ?
Les causes
L'apparition du microprocesseur est due à l'évolution de l'industrie électronique, elle répond
au besoin d'un circuit intégré L S I (Large Scale Intégration) ou VLSI (Very Large Scale
Intégration) universel. (voir doc. circuits SSI, MSI, LSI, VLSI, ULSI ,…)
En effet :
La technologie permet d'intégrer des centaines de milliers de transistors sur une "puce" de
silicium de quelques mm2.
Plus le nombre de transistors et la complexité augmentaient, plus le circuit était dédié à
une application particulière et plus son marché potentiel diminuait.
Les coûts des circuits intégrés étant inversement proportionnels à la quantité fabriquée,
ce marché restreint conduisait à des circuits fort coûteux.
Réponse : le microprocesseur -----> universel
Il peut exécuter une grande variété de fonctions
Son domaine d'application est pratiquement illimité
Production en très grandes séries et coût très faible.
Le microprocesseur : c'est quoi ?
Comment peut-il exécuter une grande variété de fonctions ?
Parce qu'il est programmable. Il exécute une suite d'instructions qui peut être
modifiée à souhait.
Pourquoi son domaine d'application est-il si étendu ?
Parce qu'on peut le coupler, via des interfaces d'entrée et de sortie, à une grande
variété d'organes extérieurs (fig. 1).

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fig. 1 Utilisation d'un microprocesseur
L'activité du microprocesseur est alors de répondre aux entrées pour produire des
sorties, d'une façon déterminée par une séquence d'instructions (le programme) qui est
stockée dans une mémoire.
Qu'est-ce qu'une Unité de Traitement ?
C'est l'organe qui effectue la séquence d'instructions stockée en mémoire.
Il est capable de :
Lire l'instruction en mémoire
La décoder (la reconnaître : décalage, addition, comparaison, etc.)
L'effectuer
Trouver l'instruction suivante
Conclusion
Un microprocesseur est constitué d'un ou plusieurs circuits LSI ou VLSI qui réalisent des
fonctions de traitement. On l'appelle également unité centrale de traitement (CPU : Central
Processing Unit).
Un micro-ordinateur est un ordinateur construit autour d'un ou plusieurs microprocesseurs
(fig. 1).
Interface
Entrées
Programme
(mémoire)
Microprocesseur
Interface
Sorties
Informations
d’entrée
Informations,
actions de sortie

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Le microprocesseur : c'est quoi ?
Exemple
Circulation automobile à l'intersection d'une route principale et d'une
route secondaire.
On désire automatiser cette intersection en utilisant un microprocesseur. Le cahier des
charges est le suivant :
Période : 60 s
Route Principale
Route Secondaire
2 capteurs de véhicules sont placés sur la route secondaire, et reliés au calculateur.
Ils indiquent si un véhicule attend au feu rouge sur la route secondaire.
A la fin des 30 s de feu vert sur la principale, on ne change la couleur des feux que si un
véhicule est présent sur la route secondaire.
RP : Rouge route Principale
VP : Vert route Principale
OP : Orange route principale
RP : Rouge route Secondaire
VP : Vert route Secondaire
OP : Orange route Secondaire
Carrefour
RS
VS
OS
RP
VP
OP
RP
VP
OP
RS
VS
OS
C1
C2

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Réalisation
Pour réaliser ce cahier des charges, nous allons brancher les différents signaux du carrefour
aux interfaces d’entrées et de sorties du micro-ordinateur suivant :
Les capteurs de présence seront des entrées et les lampes des feux, des sorties.
Relation du micro-ordinateur avec l'extérieur.
Programme : La description du cahier des charges peut être décrite en autres par un
organigramme.
Microprocesseurs et micro-ordinateurs
Epilogue
Il ne reste plus qu’à traduire cet
organigramme en une séquence
d'instructions qui sera implantée
dans la mémoire programme du
micro-ordinateur.
Fig. 2 Gestion du temps du
carrefour
Complétez l’organigramme :
VP,RS Compter
30s
C1 ou c2
OP, RS Compter
5s
Interface
Entrées
Programme
(mémoire)
Microprocesseur
Interface
Sorties
C1
C2
RS
VS
OS
RP
VP
OP
non
oui

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Le microprocesseur: Définition
Microprocesseur un ou plusieurs circuits LSI / VLSI qui réalisent des fonctions
de traitement.
Un circuit
Toutes les fonctions utiles sont intégrées sur une seule "puce" de silicium un circuit
intégré.
Circuit intégré
Puce : éclat de silicium sur lequel on a fabriqué les transistors : 1.000.000 de transistors sur
quelques mm2 (5 à 50 mm2)
Boîtier en céramique ou en plastique
Broches d'accès (pattes) 16 à 128 broches.
Plusieurs circuits
Si la complexité est très grande, on peut distribuer les fonctions
. de façon répétitive : circuits identiques en parallèle
. de façon asymétrique.
Le micro-ordinateur: Définition
Dans les deux cas, le micro-ordinateur est constitué de plusieurs circuits.
Le microprocesseur ne peut être utilisé seul.
Pour passer au micro-ordinateur, il faut adjoindre à l'unité centrale de traitement (CPU):
des mémoires pour stocker les données et le programme
des circuits d'entrées/sorties (E/S) et d'interface
des circuits annexes multiplexeurs, décodeurs, portes logiques
une horloge ("cadencement" et synchronisation de l'ensemble)
une alimentation
Conclusion
le microprocesseur est un composant qui sert à réaliser un Micro-ordinateur.