Manuel de laboratoire pour contrôleurs embarqués

Utilisation du langage C et de la plateforme Arduino


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I. Introduction

Ce manuel est destiné à être utilisé en cours d'introduction aux microprocesseurs et microcontrôleurs embarqués et est approprié aux formations technologiques en génie électrique dispensées en deux ou quatre ans. Il utilise la programmation en langage C et une plateforme matérielle open source et bon marché, à savoir Arduino, et plus spécialement l'Arduino Uno avec son microcontrôleur Atmel ATmega 328P.

Le manuel contient des exercices en nombre suffisant pour un cours de 15 semaines incluant deux ou trois heures de travaux pratiques hebdomadaires. Certains exercices peuvent requérir davantage qu'une seule séance de travaux pratiques (en particulier dans le cas du générateur de forme d'onde arbitraire). La première partie se limite à une introduction au langage C en utilisant un environnement de bureau standard. N'importe quel compilateur fera l'affaire, et beaucoup d'entre eux sont disponibles gratuitement. La seconde partie (environ les deux tiers de l'ouvrage) est consacrée à la plateforme Arduino.

Le système Arduino a été choisi parce que l'environnement logiciel est libre, open source et multiplateforme (Windows, Mac et Linux). Il y a plusieurs choix de cartes matérielles possibles, dont la grande majorité est bon marché et open source. Bien que ce manuel se concentre sur la carte Arduino Uno, d'autres cartes peuvent être utilisées moyennant quelques modifications dans le texte. Les composants choisis sont assez courants : LED et afficheurs 7 segments, interrupteurs, condensateurs, diodes, résistances basse puissance et transistors en commutation comme les 2N3904 ou 2N2222 (NDLR Ou un BC337 plus récent). Un composant plus évolué tel un FSR (Force Sensitive Resistor ou capteur de force résistif) sera utilisé bien que le circuit puisse être implémenté avec un simple bouton-poussoir à appui momentané. Un autre composant d'intérêt est un petit moteur à courant continu ou un ventilateur de boîtier pour PC (et optionnellement, un transistor de puissance MOSFET ZVN4206A).

Chaque exercice débute avec une vue d'ensemble des points à discuter. Cela inclut généralement des bouts de code à titre d'illustration. Une application d'intérêt est alors développée en pseudocode. Le pseudocode est ensuite décomposé en bouts de code appropriés en langage C. S'il y a lieu, les solutions pour interfacer le matériel sont discutées. Pour terminer, on rassemble le tout.

Il y a un ensemble de ressources éducatives open source (OER : Open Educational Resource) pour accompagner ce manuel de laboratoire. Les autres manuels de cette série (NDLR Sur le site dissidents.com) incluent les circuits électriques à courant continu (DC) ou alternatif (AC), la programmation en Python, les amplificateurs opérationnels, les circuits intégrés linéaires et les semi-conducteurs. D'autres ressources OER sur les amplificateurs opérationnels, les circuits intégrés linéaires et les semi-conducteurs sont également attendues au début de 2017. Veuillez consulter mon site web pour obtenir les dernières versions.

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