Présentation du microcontrôleur le pic 16F84

Phénomènes occasionnés par l’électricité

  Le courant électrique provoque, lorsqu’il circule dans un élément résistif (ex : radiateur électrique) un dégagement de chaleur appelé effet joule. C’est en automobile un élément perturbateur synonyme de perte d’énergie.Dans une lampe, l’électricité est source d’émission de lumière, de photons (ex : éclairage et signalisation). Un champ électromagnétique entoure la ligne électrique dans lequel circule un courant.Il est assimilable à un petit aimant. Il engendre parfois des parasites dans les récepteurs radiophoniques en perturbant les ondes électromagnétiques.L’électromagnétisme est la base du fonctionnement des moteurs (démarreur, ventilateur…), de l’alternateur (générateur de courant), des relais …. etc. Le passage d’un courant électrique dans un bac contenant un liquide (figure I.2) électrolytique produit undégagement gazeux. C’est une réaction chimique, appelée l’électrolyse. Le phénomène peut être inversé : en effet, si l’on relié les bornes d’un bac à électrolyse à un appareil de mesure (galvanomètre), on s’aperçoit de l’apparition d’électricité. La batterie de la voiture est un bac à électrolyse particulier. L’énergie fournie aux circuits décharge la batterie. Pour la recharger, il faut donc inverser le phénomène et lui redonner de l’énergie électrique ; c’est les rôles de l’alternateur

Fonction alimentation en énergie

  Dans ce mémoire, seules les caractéristiques des deux systèmes qui fournissent le courant seront abordées.
a) Le générateur de courant :Appareil qui transforme une énergie quelconque en énergie électrique.
b) La batterie: Générateur qui transforme de l’énergie chimique en énergie électrique. C’est une réserve d’énergie qui permet d’alimenter en courant les circuits électriques lorsque le moteur du véhicule est arrêté. Elle est aussi appelée batterie de démarrage, car c’est elle qui fournit l’énergie électrique nécessaire au démarreur, chargé d’entrainer en rotation le moteur thermique pour amorcer sa mise en fonctionnement .Les batteries sont des éléments prépondérants pour toutes les fonctions électriques. Elles demandent un contrôle et un entretien suivis.
c) L’alternateur: Générateur qui transforme l’énergie mécanique fournie par le moteur thermique (entrainement par courroie) en énergie électrique. Les organes des circuits électriques lorsque le moteur tourne. Son fonctionnement demande au départ un petit apport d’énergie électrique. Puis il est autonome.L’entretien et le contrôle de l’ensemble batterie et alternateur s’impose à chaque passage du véhicule chez le garagiste.

Fonctions des platines de servitude ou boitier d’interconnexion

  Le réseau électrique est nommé canalisation. L’architecture de celui-ci fait apparaitre l’implantation de trois platines, la platine de servitude et fusible (P.S.F), le boitier de moteur (B.M) et le boitier de malle arrière (B.M.A).Le boitier de servitude intelligent (B.S.I) remplace la (P.S.F) dans les véhicules modernes. Il intègre de nombreuses fonctions électroniques et fait partie d’un réseau multiplexé .il permet de gérer la communication et le transfert d’information entre tous les boitiers électroniques des véhicules. Ainsi que le diagnostic par des ordinateurs spécialisés (Diag 2000, Lexia, Clip…). Ces pièces maitresses des canalisations électriques regroupent plusieurs fonctions essentielles :
a) Fonction protection des circuits (fusible) L’intensité du courant électrique qui circule dans un fil dépend de l’élément qui est alimenté (lampe, moteur…). Ce courant, s’il augmente anormalement, devientdangereux pour l’installation.Pour protéger les circuits et éviter les risques d’incendie, l’adjonction d’un fusible, ou d’un disjoncteur thermique, est indispensable .Le fusible est calibré en fonction de l’intensité maximum qui doit passer dans un secteur donné.
b) Fonction interconnexion (liaison entre les circuits) L’intérieur de la platine de servitude comporte une multitude de liaisons électrique, permettant les raccords entre les fusibles, les relais, les connecteurs …. Ces raccordements sont parfois à l’origine de pannes.
c) Fonction pré-actionneur Les pré-actionneurs sont des éléments d’interfaces entre la partie commande (interrupteur, boitier électronique…) et la partie opérative, celle -ci étant constituée par les actionneurs (moteur,résistance des chauffe, électrovanne…). Les pré-actionneurs commutent et modulent l’énergie nécessaire à la mise en œuvre des actionneurs. Il y a 3 types de pré-actionneurs :
Relais ==> Commutation de courant.
Transistor ==> Commutation et modulation de courant.
Electrovanne ==> Pré-actionneur électropneumatique et électrohydraulique.

Les avantages du microcontrôleur

  L’utilisation des microcontrôleurs pour les circuits programmables à plusieurs points forts et bien réels. Il suffit pour s’en persuader, d’examiner la spectaculaire évolution de l’offre des fabricants de circuits intégrés en ce domaine depuis quelques années.
 Tout d’abord, un microcontrôleur intègre dans un seul et même boîtier ce qui, avant nécessitait une dizaine d’éléments séparés. Il résulte donc une diminution évidente de l’encombrement de matériel et de circuit imprimé.
 Cette intégration a aussi comme conséquence immédiate de simplifier le tracé du circuit imprimé puisqu’il n’est plus nécessaire de véhiculer des bus d’adresses et de donnée d’un composant à un autre.
 Le microcontrôleur contribue à réduire les coûts à plusieurs niveaux :
– Moins cher que les autres composants qu’il remplace.
– Diminuer les coûts de main d’œuvre.
 Réalisation des applications non réalisables avec d’autres composants.

Généralité sur PIC

  Un PIC n’est rien d’autre qu’un microcontrôleur, c’est à dire une unité de traitement de l’information De type microprocesseur à laquelle on a ajouté des périphériques internes permettant de réaliser des montages sans nécessiter l’ajout de composants externes. Les PICs (Programmable Interface Controller) sont des composants dits RISC (Reduce Instructions Set Computer), ou encore composant à jeu d’instruction réduit, sachant que plus on réduit le nombre d’instruction plus facile et plus Rapide en est le décodage, et vite le composant fonctionne.Dans le marché, il existe deux familles opposées, les RISC et les CISC (Complexe Instruction SET Computer) chez les CISC, on diminue la vitesse de traitement mais les instructions sont plus complexes, plus puissantes, et donc plus nombreuses. Il s’agit donc d’un choix de stratégie.Tous les pics Mid–Range ont un jeu de 35 instructions, ils stockent chaque Instruction dans un seul mot de programme, et exécutent chaque instruction (Sauf les sauts) en un cycle. On atteint donc des très grandes Vitesses. L’exécution en un seul cycle est typique des composants RISC. L’horloge fournie au pic est pré-divisée par quatre au niveau de celle-ci. C’est Cette base de temps qui donne le temps d’un cycle. Si on utilise par exemple un quartz de 4 MHZ, on obtient donc100000 cycles / Secondes, comme Le pic exécute pratiquement l’instruction par cycle hormis Les sauts, cela nous donne une puissance de l’ordre de 1 MIPS (1 Millions d’instruction par secondes). Les pics peuvent monter à 20 MHZ.

Le choix d’un microcontrôleur PIC

  La majorité des grands fabricants de circuits intégrés dispose aujourd’hui de plusieurs gammes de microcontrôleurs qui, si l’on en croit leurs publicités, sont toutes plus performantes les unes que les autres. On peut donc légitimement se demander quelle famille de circuits choisir et c’est d’ailleurs la question qui taraude généralement un industriel qui doit développer une application. En ce qui nous concerne, nous ne sommes pas des industriels, ce qui nous simplifie quelque peu le travail. En effet, les seuls critères principaux que nous devons retenir sont les suivants :
– Le ou les circuits de la famille doivent être facilement disponibles sur le marché amateur ;
– Le prix des circuits doit être à la portée de toutes les bourses ;
– La programmation de la mémoire morte interne (celle qui contient le programme) doit être facile ;
– Et enfin, les outils développement doivent être aussi peu coûteux que possible.A l’heure actuelle, les circuits qui répondent le mieux à ces critères sont les microcontrôleurs de la famille PIC de Micro-chip. Comble de chance, ces circuits connaissent actuellement un succès que l’on peut, sans exagérer, qualifier de planétaire et sont très largement utilisés dans l’industrie. En les choisissant nous bénéficions donc des retombées que cela implique avec, principalement, un très large choix de références, une excellente disponibilité et un très faible prix unitaire .

Identification d’un microcontrôleur PIC

  Pour identifier un pic, on utilise simplement son numéro.Les deux premiers chiffres indiquent la catégorie du PIC, 16 indique un PIC Mid Range, vient ensuite une lettre L : celle – ci indique que le pic peut Fonctionner avec une plage de tension beaucoup plus tolérante, ensuite on trouve.
 « C » indique que la mémoire programme est une EEPROM.
 « CR » pour indiquer une mémoire de type ROM.
 « F » pour indiquer une mémoire de type FLASH.
Notons à ce niveau que seule une mémoire FLASH ou EEPROM est Susceptible d’être effacée, donc n’espérons pas reprogrammer les pics de type CR. Un composant qu’on ne peut reprogrammer est appelé OTPROM (One Time Programming) : composant à programmation unique.Puis viennent les derniers chiffres identifient précisément le pic. Finalement on voit sur les boîtiers le suffixe « XX » dans lequel XX représente la fréquence d’horloge maximale que le pic peut recevoir. Par Exemple -04- pour un 4MHZ. Une dernière indication qu’on trouve est le type de boîtier. Nous utilisons pour nos expériences le boîtier PDIP, qui est un boîtier Dil40 broches avec un écartement entre les rangées de 0.3. La version 4MHZ sera simplement suffisante. Notons que les pics sont des composants STATIQUES, C’est-à-dire la fréquence d’horloge peut être abaissée jusqu’à l’arrêt complet Sans perte des données et sans dysfonctionnement, ceci par opposition aux Composants DYNAMIQUES (comme les microprocesseurs de l’ordinateur) Donc la fréquence d’horloge doit rester dans des limites précises.

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Table des matières

Liste des Tableaux
Liste des Figures
Liste des Abréviations
Introduction générale
Chapitre I : L’électricité et l’automobile : Principe et fonctionnement
I.1. Introduction
I.2. Notions fondamentales
I.2.1. Phénomènes occasionnés par l’électricité
I.2.2. Notion d’intensité
I.2.3. Relation générale entre tension, intensité, résistance
I.2.4. Puissance absorbée, puissance fournie, rendement
I.3. Présentation générale
I.3.1. Fonction alimentation en énergie
I.3.2. Fonctions des platines de servitude ou boitier d’interconnexion
I.4. Les systèmes antivols
I.4.1. Toutes les voitures sont des cibles
I.4.2. Quelque statistique et chiffres concernent canada
I.4.3. L’aspect de l’union européenne pour diminué les vols
I.4.4. Les systèmes antivols agréés par l’UPEA
I.4.5. Les systèmes après vol agréés par l’UPEA
I.5. Conclusion
Chapitre II : Présentation du microcontrôleur le pic 16F84
II.1. Introduction
II.2. Les microcontrôleurs
II.2.1. Généralités
II.2.2. Les avantages du microcontrôleur
II.2.3. Contenu d’un microcontrôleur
II.3. Généralité sur PIC
II.3.1. Les différentes familles des Pics
II.3.2. Le choix d’un microcontrôleur PIC
II.3.3. Identification d’un microcontrôleur PIC

II.4. Identification du PIC 16F84
II.4.1. L’alimentation
II.4.2. L’horloge
II.4.3. Le circuit de reset
II.4.4. Les entrées/sorties
II.4.5. Les mémoires
II.5. L’architecture interne du PIC 16F84
II.5.1. Mémoire programme et PC
II.5.2. Unité de calcul – ALU
II.5.3. Mémoire RAM
II.5.4. Mémoire de données EEPROM
II.5.5. Rapidement, il reste encore…
II.6. Conclusion
Chapitre III : Analyse du circuit
III.1. Introduction
III.2. Analyse du circuit
III.2.1. Principe de fonctionnement
III.2.2. Les différents étages du ce système
III.2.3. Fonctionnement globale du schéma électronique de système d’immobilisation
III.3. Réalisation pratique
III.4. Programmation de PIC 16F84A
III.4.1. Description d’organigramme
III.4.2. La simulation de notre système sous PROTEUSE (ISIS)
III.5. L’installation réel
III.6. Conclusion
Conclusion générale
Bibliographie
Annexes
Liste de nomenclatures
Résumé

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