60
Institut supérieur des études technologiques de Rades Générale Notre formation comme étant des techniciens supérieurs doit être complétée par un contact avec l’entreprise. Ce dernier permet une meilleure intégration dans la vie professionnelle et nous aide à appliquer nos connaissances et les confronter avec la réalité de l’entreprise. Ce contact avec l’entreprise se fait deux fois, le premier stage est un stage d’initiation, le deuxième est un stage de perfectionnement et le dernier qui s’intitule sous le nom d’un projet de fin d’étude (c’est inutile ) Il faut parler plutôt du domaine de votre pfe (automatisation des systemes) Pour cela c’est dans ce cadre, nous avons effectué notre Projet de fin d’études au sein de Centre National de Maintenance, un centre de maintenance dont l’objectif à assurer continuellement le bon état de marche des équipements et améliorer la sécurité dans les laboratoires et les ateliers des établissements scolaires. Massoud aymen et Rihane wajdi 1

Rapport de PFE Final

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

Générale

Notre formation comme étant des techniciens supérieurs doit être complétée par un

contact avec l’entreprise. Ce dernier permet une meilleure intégration dans la vie

professionnelle et nous aide à appliquer nos connaissances et les confronter avec la réalité de

l’entreprise.

Ce contact avec l’entreprise se fait deux fois, le premier stage est un stage

d’initiation, le deuxième est un stage de perfectionnement et le dernier qui s’intitule sous le

nom d’un projet de fin d’étude (c’est inutile )

Il faut parler plutôt du domaine de votre pfe (automatisation des systemes)

Pour cela c’est dans ce cadre, nous avons effectué notre Projet de fin d’études au

sein de Centre National de Maintenance, un centre de maintenance dont l’objectif à

assurer continuellement le bon état de marche des équipements et améliorer la sécurité dans

les laboratoires et les ateliers des établissements scolaires. 

Assurant déjà un service de bonne qualité, la société voudrait renforcer l’efficacité

de son service, le rendre plus transparent et plus conviviale et ce, en améliorant son taux

d’efficacité en ce qui concerne la maintenance et la réparation des équipements électroniques.

En prenant en considération leur spécialité et leur professionnalisme nous l’avons choisit pour

nous aider à réaliser notre projet de fin d’étude qui consiste à la conception d’une carte

d’interface pour PARKING. (À résumer)

Il faut parler des differents parties de projet(notre travail est compose principalement en 3

parties. Une étude de l’environnement de travail et la problématique, cette partie est détaillée

dans le premier chapitre. Par la suite une étude détaillée de la solution qui va etre presentee

dans le deuxieme chapitre. Dans le troisième chapitre, on aborde la conception de la partie

Massoud aymen et Rihane wajdi 1

Page 2: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

matérielle et la partie logicielle de la solution proposée. Finalement, on termine avec le

quatrième chapitre, qui présente la partie réalisation de la solution. (Essayer de développer

cette partie)

Pour réussir ce projet, notre encadreur Mr. Moncef elferid nous a offert

l’occasion de former une vue réaliste sur la nature des activités et l’environnement de

l’entreprise. Il nous a aussi permis de faire un ensemble de visites aux différents services pour

collecter les informations qui nous avons aidé à la rédaction de ce rapport et qui sont

pertinentes pour notre propre formation. Enfin, on a bien saisi l’importance accordée à ce

projet, non seulement parce qu’il fait partie des études mais comme étant une préparation à la

vie professionnel. (Doit être dans la partie remerciement)

Massoud aymen et Rihane wajdi 2

Page 3: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

Présentation du centre national de maintenance

1. Présentation du CNM

1.1. Missions du CNM

1.2. Les objectifs du CNM

1.3. Organigramme des activités du CNM

1.4. Rayonnement du CNM

2. Objectifs et travail demandé

1. Présentation du CNM

Le centre National de Maintenance avec sa structure actuelle est le résultat d’actions

de maintenance réalisées au centre de réparation de Radés, noyau de cette opération depuis

1975, qui s’occupait du matériel dit léger et d’une expérience pilote de maintenance de

Massoud aymen et Rihane wajdi 3

Page 4: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

matériel dit lourd réalisée par le Ministère de l’Education dans un établissement

d’enseignement technique (L.T. Bab Khadhra Tunis).

Cette expérience pilote a été faite suite à une enquête réalisée en 1985 pour le

Ministère de l’Education qui a dégagé une situation alarmante quant à la détérioration du

matériel technique.

En 1988 le Ministère de l’Education décida de mettre sur pied une stratégie de

maintenance à caractère national et ce avec l’assistance de la coopération belge qui participa à

l’équipement, à la logistique et à la formation des techniciens de maintenance dans des

Entreprise en Belgique. La création d’un centre National assisté par cinq centres régionaux fut

envisagée, prenant ses effets en septembre 1989.

1.1. Mission du CNM

D’après le décret N° 99-1816 du 23 août 1999, fixant l’organisation administrative et

financière du CNM et notamment les articles 2 et 3, le centre a pour mission la maintenance

des équipements répondant aux besoins du Ministère de l’Education et des établissements

scolaires qui en relèvent.

Pour l’accomplissement de sa mission, le centre est chargé de :

- l’assistance des établissements scolaires en matière de maintenance ;

- la participation à la formation du personnel enseignant et des agents de laboratoires en

matière de maintenance ;

- la participation à la conception et à la fabrication de prototype de matériel

didactiques ;

- la réparation du matériel scientifique et technique des établissements scolaires ;

- la fabrication des pièces de rechange notamment pour les équipements didactiques ;

- la centralisation des acquisitions et la gestion des pièces de rechange dont la

fabrication peuvent être effectuées au centre.

Massoud aymen et Rihane wajdi 4

Page 5: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

1.2. Objectifs du CNM

Les principaux objectifs du CNM sont :

-Assurer continuellement le bon état de marche des équipements ;

-Ramener le plus rapidement possible à son état de marche l’équipement en panne ;

-Eduquer et former les utilisateurs (enseignant et élèves) à la maintenance dans les spécialités

spécifiques ;

-Améliorer la sécurité dans les laboratoires et les ateliers des établissements scolaires ;

-Conseiller les responsables dans la fonction achat des équipements.

1.3. Les activités de l’Entreprise

Les différentes activités de l’entreprise se résument dans la figure -1- ci-après :

Massoud aymen et Rihane wajdi 5

Page 6: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

Figure -1- Activités du CNM

1.4. Rayonnement du CNM

Les responsables de la Banque Mondiale pour le département Maghreb et Moyen

Orient ont cité le centre comme exemple à suivre et à réaliser.

Massoud aymen et Rihane wajdi

Aider les institutions de L'éducation et de formation

Centre National de Maintenance

Réparation de l'équipement  des données scientifiques et techniques 

Réparation de l'équipement technique lourd

Pièces de rechange pour la maintenance de Fabrication et l'acquisition

  

Matériel pédagogique Pour imaginer et créer   Formation

et stages

6

Page 7: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

Les pays principalement sensibilisés par notre action sont l’Algérie, l’Egypte, la

Jordanie, Qatar etc.… A ce sujet nous avons reçu des responsables du Ministère de

L’Education Algérienne ainsi que les étudiants de l’Etat de Qatar pour un stage de trois

semaines.

Le centre organise aussi des stages au profit des Ministère de l’Education, de

l’Enseignement supérieur et de la formation Professionnelle. Dans ce cadre, le centre reçoit

environ 25 stagiaires par an pour une durée d’un mois dans les différentes spécialités.

Les principaux objectifs de la maintenance sont:

D'optimiser la fiabilité du matériel;

D'assurer continuellement le bon état de marche des installations;

De ramener rapidement à son état de marche l'équipement en panne ou

l’infrastructure défaillante;

D’améliorer la qualité de la production;

D'augmenter la productivité des installations existantes ainsi que la capacité

de production par modification, extensions ou petites installations

nouvelles ;

D'améliorer la sécurité de travail ;

De former le personnel dans les spécialités spécifiques à la maintenance ;

De conseiller la direction d'usine et les autres départements tels que la

fabrication, les achats, et développement, etc.

2. Objectifs et travail demandé

Dans le cadre de la réalisation du projet fin d’études et au sein du Centre National de

Maintenance, le travail demandé consiste à réaliser une carte électronique qui va jouer le rôle

de la commande du système automatisme du parking.

Massoud aymen et Rihane wajdi 7

Page 8: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

CAHIER DES CHARGES

Titre de projet :

Massoud aymen et Rihane wajdi 8

Page 9: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

Conception d’une carte d’interface

pour parking permet le fonctionnement

autonome du système

Travail demandé :

Réalisation d’une carte d’interface à

base de PIC16F877.

Programmateur permet de

programmer les PIC exemple « 16

CHAPITRE I : ANALYSE DE SYSTÈME

I. Introduction :

Massoud aymen et Rihane wajdi 9

Page 10: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

Au cours de ce chapitre nous allons présenter notre système et son principe de

fonctionnement ainsi que la définition du capteur de la grandeur physique utilisé.

II. Présentation de système :

Automatisme fonctionnant en autonome

Ou connecté sur PC

1- le parking :Dans tout appareil électronique, on retrouve à peu près les mêmes sous ensembles.

Si l'on examine une calculatrice, une télécommande de télévision, un baladeur, un thermostat

de chauffage, une balance Électronique, etc. ..., on remarquera d'abord le boîtier qui doit être

fonctionnel tout en protégeant les divers composants de l'appareil.

Massoud aymen et Rihane wajdi 10

Page 11: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

Dans le boîtier, une trappe autorise généralement l'accès aux piles, sinon un cordon permet de

connecter l'appareil au secteur (Alimentation). C'est ce que l'on perçoit d'abord de l'appareil

examiné.

Ensuite, l'appareil à besoin de recevoir des informations de l'extérieur : grâce à un clavier pour

la calculatrice ou la télécommande, la tête de lecture pour le baladeur, un capteur de

température pour le thermostat de chauffage, un capteur de poids pour la balance, Etc. ... Ces

informations sont donc prélevées à l'aide de capteur qui transforme une information extérieure

en une tension électrique

Que peut reconnaître l'électronique de notre appareil.

Ces tensions électriques seront identifiées par l'électronique et valideront alors une fonction

propre à chaque appareil. Dans le cas de la calculatrice, des calculs seront réalisés sur les

informations entrées par le clavier, la télécommande télévision en fonction de la touche

sélectionnée validera un code reconnaissable par le téléviseur, dans le cas du baladeur, le

signal issu de la tête de lecture sera débarrassé de ses parasites et amplifié, le thermostat de

chauffage comparera la température venant du capteur à des consignes, la balance

électronique transformera le signal envoyé par le capteur de poids en un nombre.

L'électronique transformant le signal électrique venant des capteurs compose l'unité centrale

ou unité de traitement.

Notre appareil devra ensuite informer l'extérieur en matérialisant ces résultats: sur des

afficheurs pour la calculatrice, en transformant le code en signal infrarouge qui se propagera

dans l'air pour la télécommande, en faisant vibrer un haut-parleur qui en comprimant l'air

transformera ainsi les signaux amplifiés en son pour le baladeur, en actionnant un contact

(relais) qui mettra en route ou arrêtera le chauffage pour le thermostat, en visualisant sur des

afficheurs ou en déplaçant une aiguille pour la balance.

Les organes réalisant la transformation des signaux électriques en action sur l'environnement

extérieur sont appelés actionneurs.

Tout appareil électronique peut donc se résumer en schéma suivant :

Massoud aymen et Rihane wajdi 11

Page 12: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

Le Parking est un automatisme comportant des capteurs et des actionneurs; la fonction unité

de traitement étant assurée soit par L’ordinateur, soit par le microcontrôleur dont elle est

équipée.

2- Les Capteurs :Ils détectent les véhicules à l'entrée (barrière infrarouge), les véhicules pénétrant dans le

Parking (barrière infrarouge), le paiement pour sortir du Parking (contact),

Les véhicules sortant du Parking (barrière infrarouge), boîtier d'appel en entrée et

Massoud aymen et Rihane wajdi

Unité de traitement

Alimentation

Capteur(s) Actionneur(s)

Boîtier

12

Page 13: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

en sortie (Interrupteur). Ces capteurs gèrent des modifications extérieures au Parking lui-

même.

3- Les Actionneurs :Ils sont commandés par l'ordinateur :

- les moteurs permettant d'ouvrir la barrière d'entrée et de sortie

- les voyants (Dels) informant l'extérieur de l'état dans lequel est le Parking (interdiction

d'entrer ou de sortie, vous pouvez Entrer, Parking plein)

- un bip électronique informant que la barrière est en mouvement.

Les actionneurs mobiles (moteur) possèdent leurs propres capteurs informant l'ordinateur que

les barrières sont basses (fermées) Ou hautes (ouvertes) grâce à des barrières infrarouges et

lumineuses permettant à l'ordinateur d'arrêter les moteurs lorsque la montée ou la descente des

barrières est exécutée.

4- L'unité de traitement :

C'est elle qui est le cœur du fonctionnement de la maquette.

Sous le contrôle du programme, elle analyse l'état des capteurs et commande les actionneurs.

Elle comptabilise un certain nombre de données et intervient sur le fonctionnement suivant les

Massoud aymen et Rihane wajdi 13

Page 14: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

résultats: chaque fois qu'une voiture se présente à l'entrée (détectée grâce au faisceau d'entrée

coupé par la voiture), l'unité centrale lève la barrière. De plus, elle additionne les véhicules

qui entrent et soustrait ceux qui sortent. Lorsque le nombre fixé par le programme est atteint

(Parking plein), l'entrée est interdite tant qu'un véhicule n'est pas ressorti.

La maquette Parking dispose d'une carte équipée d'un microcontrôleur. Grâce à celle-ci, pas

besoin d'interface, vous pouvez relier votre maquette directement à la sortie série du PC (RS

232). De plus, le microcontrôleur gère 3 programmes permettant au Parking de fonctionner en

autonome (c'est à dire sans être relié au PC).

Le fonctionnement en autonome s'apparente au fonctionnement réel d'un parking. Il permet à

l'élève d'identifier capteurs et actionneurs, de relever les cycles de fonctionnement, de les

transcrire sous forme de Grafcets, puis en connectant la maquette à l'ordinateur d'en vérifier la

justesse.

5- Microcontrôleur ou ordinateur :

Le microcontrôleur est le petit frère de l'ordinateur. Il n'en possède pas la puissance, mais il

dispose en un seul circuit intégré de toutes les fonctions de base de l'ordinateur : mémoire

programme, mémoire vive, unité de traitement, gestion des entrées et des sorties.

Le microcontrôleur sera le cœur du Parking.

Massoud aymen et Rihane wajdi 14

Page 15: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

CHAPITRE II : ETUDE ET CONCEPTION

PARTIE 1 : ETUDE

I. Choix de matérielles :

1. Introduction

Pour concevoir une solution adéquate qui permet le pilotage du banc de régulation à

travers le PC, on doit faire un choix matériel et logiciels judicieux. Dans notre cas on a besoin

de réaliser une carte électronique composé par plusieurs composantes pour assurer le transfert

de données et de commander les actionneurs.

2. Schéma synoptique:

Massoud aymen et Rihane wajdi 15

Capteurs

Carte à base De PIC16F877

Interface graphique

La maquette de parking

Page 16: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

3. Carte principale :

3.1 Les microcontrôleurs :

Généralités :

Un microcontrôleur se présente comme étant une unité de traitement de l’information

de type microprocesseur contenant tous les composants d’un système informatique, à savoir

microprocesseur, des mémoires et des périphériques (ports, timers, convertisseurs…). Chaque

fabricant a sa ou ses familles de microcontrôleurs.

Une famille se caractérise par un noyau commun (le microprocesseur, le jeu d’instruction…).

Ainsi les fabricants peuvent présenter un grand nombre de pins qui s’adaptent plus au moins à

certaines tâches. Mais un programmeur connaissant une famille n’a pas besoin d’apprendre à

utiliser chaque membre, il lui faut connaître juste ces différences par rapport au père de la

famille. Ces différences sont souvent, la taille des mémoires, la présence ou l’absence des

périphériques et leurs nombres.

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.

Massoud aymen et Rihane wajdi 16

Page 17: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

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.

Contenu d’un microcontrôleur :

Un circuit microcontrôleur doit contenir dans un seul boîtier tous Les éléments de bases, nous

y retrouvons bien évidemment l’unité centrale qui est plus simplifiée par rapport à celle du

microprocesseur. En contre partie, des instructions de manipulation de bits, très utiles pour

faire des entrées/sorties lui ont été ajoutées. Dans certains circuits, cette unité centrale se voit

dotée d’un très grand nombre de registres internes qui servent alors de mémoire vive. (fif1)

Figure 4 : Structure interne d’un microcontrôleur

Massoud aymen et Rihane wajdi 17

Page 18: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

3.2. 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 la quelle 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.

Massoud aymen et Rihane wajdi 18

Page 19: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

3.2.1 Les différentes familles des Pics :

La famille des pics est divisée à l’heure actuelle en trois grandes familles :

La famille Base - Line, qui utilise des mots d’instructions de 12 bits.

La famille Mide –Range, qui utilise des mots de 14 bits (et dont font partie

Les 16F84 et 16F876).

La famille High – End, qui utilise des mots de 16 bits.

3.2.2 Identification d’un 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 O. T. P (One Time Program

ming) : 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.

Massoud aymen et Rihane wajdi 19

Page 20: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

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.

3.2.3 Identification du pic 16F877 :

*Le choix du microcontrôleur : Pourquoi le PIC16F877 ?

Le choix d’un microcontrôleur est primordial car c’est de que dépendent en grande

partie des performances, la taille, la facilité d’utilisation et le prix du montage.

Le PIC 16F877 possède en plus des instructions très puissantes donc un programme à

développer réduit, surtout lorsqu’on utilise le logiciel de programmation micro pascal qui

possède un nombre important de procédures et fonctions prédéfinit et dédié au PIC 16F877.

En fait la cause principale du choix de ce type de microcontrôleur est qu’il dispose de l’option

du convertisseur A/D pour satisfaire coté acquisition, aussi la possibilité de l’adaptation au

protocole I2C et la liaison RS232  mais aussi le nombre de ports d’entrées /sorties nous

convient.

*Le microcontrôleur PIC 16F877 :

Nous allons maintenant s’intéresser à la structure interne du PIC 16F877, avec lequel

nous avons travaillé.

Le 16F877 est un microcontrôleur de MICROCHIP fait partie intégrante de la famille

des Mid Range (16) dont la mémoire programme est de type flash (F).

Massoud aymen et Rihane wajdi 20

Page 21: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

Si le choix s’est fait sur le PIC16F877 c’est parce qu’il contient le nombre le plus des ports et

il a une fréquence d’horloge plus rapide. Voici les différences entre quelques PIC16F87X :

Caractéristiques principales :

Pic 16F73 Pic 16F74 Pic 16F76 Pic 16F77

Fréquence de fonctionnement

DC – 20 MHz DC – 20 MHz DC – 20 MHz DC – 20 MHz

RESET (et retard) POR, BOR

(PWRT, OST)

POR, BOR

(PWRT, OST)

POR, BOR

(PWRT, OST)

POR, BOR

(PWRT, OST)

Programme mémoire flash (14 bit mot)

4k 4k 8k 8k

Mémoire de données (bits)

192 192 368 368

Interruptions 11 12 11 12

Les ports entrées/sorties PORT A, B, C PORT A, B, C,

D

PORT A, B, C PORT A, B, C, D

Timers 3 3 3 3

Capture/comparer/PWM modules

2 2 2 2

Communications séries SSP.USART SSP.USART SSP.USART SSP.USART

Communications parallèles

_ PSP _ PSP

8 bit module analogique au numérique

5 Input

Channel

8 Input

Channel

5 Input Channel 8 Input Channel

Instructions 35 Instruction 35 Instruction 35 Instruction 35 Instruction

L’emballage 28-pin DIP

28-pin SOIC

28-pin SSOP

28-pin MLF

40-pin PDIP

44-pin PLCC

44-pin TQFP

28-pin DIP

28-pin SOIC

28-pin SSOP

28-pin MLF

40-pin PDIP

44-pin PLCC

44-pin TQFP

Massoud aymen et Rihane wajdi 21

Page 22: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

Tableau 1. Les caractéristiques de quelques PIC

Figure 5 : Brochage du microcontrôleur PIC16F877

On constate que sur le schéma concernant le 16F877, on a 2 connexions « VSS » qui sont

reliées à la masse. En fait, en interne, ces pins sont interconnectés. La présence de ces 2 pins

s’explique pour une raison de dissipation thermique. Les courants véhiculés dans le PIC sont

loin d’être négligeables du fait des nombreuses entrées/sorties disponibles.

Le constructeur a donc décidé de répartir les courants en plaçant 2 pins pour l’alimentation

VSS, bien évidement, pour les mêmes raisons (dissipation thermique), ces pins sont situés de

part et d’autre du PIC, et en positions relativement centrales.

Massoud aymen et Rihane wajdi 22

Page 23: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

3.3 Le MAX 232 : 

Le pic 16F877 utilise les niveaux 0v et 5v pour définir respectivement les signaux <0> et <1>

La norme RS 232 définit des niveaux de +12v et –12v pour établir ces mêmes niveaux Nous avons donc besoin d’un circuit (driver de bus) chargé de convertir les niveaux des signaux entre PIC et PC.

Ce circuit dispose de :

Deux blocs dénommés T1et T2 qui convertissent les niveaux entrés en 0v et 5v en signaux sortis sous +12v et -12v. Les entrées de ces blocs sont donc dirigés vers le pic et les sorties sont connectées sur le port RS 232.

Deux blocs dénommés R1 et R2, qui convertissent les niveaux entrés en +12v /-12v en signaux sortis sous 0v/5v.

Les entrées de ces blocs sont donc connectées sur le port RS232, les sorties sur le PC.

Massoud aymen et Rihane wajdi 23

Page 24: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

Figure 6 : montage du MAX232 sur le PIC

3.4 RS232 :

RS-232 (aussi appelé EIA RS-232C ou V.24) est une norme standardisant un port de

communication de type série. Disponible sur presque tous les PC jusqu'au milieu des années

2000, il est communément appelé le « port série ». Sur les systèmes d'exploitation MS-DOS

et Windows, les ports RS-232 sont désignés par les noms COM1, COM2, etc. Cela leur a valu

le surnom de « ports COM », encore utilisé de nos jours.

Le port RS-232 est fréquemment utilisé dans l'industrie pour connecter différents

appareils électroniques (automate, appareil de mesure, etc.).

Massoud aymen et Rihane wajdi 24

Page 25: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

3.4.1 Description

Figure 7 : Prise femelle de type RS-232 DB-9

Ce port peut se présenter sous la forme d'un connecteur 9 ou 25 broches (le nom du

connecteur est DB-9 ou DB-25 suivant le nombre de broches). Seule la version 25 broches est

vraiment standardisée, la 9 broches est une adaptation d'IBM lors de la création du PC. La

transmission des éléments d'information (ou bit) s'effectue bit par bit, de manière séquentielle.

Cette transmission est décrite sur la page communication série.

3.4.2 Utilisation

Figure 8 : Connecteur DB 9 Male

Massoud aymen et Rihane wajdi 25

Page 26: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

Un connecteur DB-9 mâle utilisé comme port série sur un personnel Placé à l'arrière

de l'ordinateur, il était en général occupé par une souris ou un modem d'ancienne génération

(fréquemment de type modem RTC), il pouvait aussi être utilisé pour le transfert des clichés

numériques depuis l'appareil photo vers le disque dur du PC.

Bien que ce port de communication ait tendance à être remplacé par l'USB sur les PC,

il reste encore très utilisé dans l'industrie, notamment grâce à sa robustesse et à sa simplicité.

Ainsi, ce port est toujours d'actualité, en particulier dans les systèmes automatisés : le transfert

de Grafcets ou bien de lignes de programme pour machines-outils à commande numérique

s'effectuent toujours par liaison RS-232.

En cas d'absence de ceux-ci, il existe des adaptateurs USB/port série.

De même, de nombreux terminaux embarqués (qu'ils soient GPS, modems, terminaux

graphiques, etc.) utilisent le RS-232 comme méthode principale de communication avec

l'extérieur. Fréquemment, les périphériques réseau (routeurs, commutateurs, etc.) sont équipés

d'un port RS-232 au travers duquel il est possible de les configurer.

II. Alimentation:

L’alimentation de la carte électrique est une partie intéressante et essentielle, mais

pour notre projet, on s’alimente notre carte à partir de maquette.

III. Etudes logiciels :

1. Proteus 7 :

Massoud aymen et Rihane wajdi 26

Page 27: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

Proteus est l’un des plus célèbres logiciels de simulation et analyse de circuits

électronique. Il permet de réaliser le schéma d’un montage quelconque dont le choix des

composants sera manuel, puis le simuler le fonctionnement de ce montage.

Il comprend 2 parties :

ISIS : Pour la saisie et la simulation de montage

ARES : Pour le routage automatique et manuel.

2. Programmation du PIC:

Le PIC 16F877 peut être programmé en assembleur on utilisant le logicielle MPLAP

de MICROSHIP. Et peut être programmé par des compilateurs haute niveau tels que le

MICROC, le MICRO PASCAL et le MICRO BASIC dans notre application on a choisie

d’utiliser le MICRO PASCAL parce qu’il présente beaucoup de simplicité et pour la richesse

de sa bibliothèque qui nous a aider beaucoup à réaliser notre programme et voici le

synoptique des phases de programmation.

Massoud aymen et Rihane wajdi 27

Page 28: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

2.1.PIC C :

C’est un compilateur qui permet de programmer les différents

microcontrôleurs de la famille PIC en utilisant le langage C.

Massoud aymen et Rihane wajdi

PIC CEXTENSION.HEX

IC PROG

PROGRAMMATEUR DE PIC

PIC16F877

Schéma Synoptique des phases de programmation

28

Page 29: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

La figure suivante présente l’interface de PIC C :

Figure 1 : Fenêtre de PIC C

2.2.ICPROG / Extension (.Hex):

Après que les programmes soient écrits en langage C, ils seront compilés par le

compilateur pour générer un fichier hexadécimal.

Massoud aymen et Rihane wajdi 29

Page 30: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

Ce fichier représente le code source du programme à exécuter par le microcontrôleur

PIC.

Voici une figure de l’interface d’ICPROG :

Figure 2 : Fenêtre d’IC-PROG

3. DELPHI7 :

Massoud aymen et Rihane wajdi 30

Page 31: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

3.1.Présentation et choix de DELPHI 7 :

Partie 2: conception des cartes

Massoud aymen et Rihane wajdi 31

Page 32: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

I. Introduction:

Cette Partie intitulé conception des cartes résulte de l’étude technique qui concerne le

choix et l’implémentation des différents composants matérielles.

1. Carte Principale :

1.1.Conception sur ISIS :

Massoud aymen et Rihane wajdi 32

Page 33: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

1.2. Conception sur ARES :

Massoud aymen et Rihane wajdi 33

Page 34: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

2. carte de programmateur de PIC :

2.1.Conception sur ISIS :

Massoud aymen et Rihane wajdi 34

Page 35: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

2.2.Conception sur ARES :

Massoud aymen et Rihane wajdi 35

Page 36: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

CHAPITRE III : RÉALISATION

Partie A : Réalisation des cartes 

I. Introduction:

Ce chapitre intitulé la réalisation des cartes résulte de l’étude technique qui concerne le

choix et l’implémentation des différents composants matériels, on va aborder dans cette partie

la différente étape pour la réalisation des cartes électroniques.

II. Etapes nécessaire de la réalisation:

Le Routage : Nous avons utilisé ARES qui sont des logiciels permettant le routage des cartes

électroniques en mode manuel et automatique, pour réaliser un typon

Massoud aymen et Rihane wajdi 36

Page 37: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

• Impression : Imprimer le typon sur un papier transparent ou papier calque.

• L'Insolation : La plaque d’époxy pré sensibilisée est recouverte d’une résine sensible aux

ultraviolets. Cette résine est protégée de la lumière par une pellicule protectrice.

L’opération consiste à transférer l’image de votre typon sur la plaque époxy en

l’exposant aux UV.

Massoud aymen et Rihane wajdi 37

Page 38: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

• La Révélation : Cette étape va dissoudre la résine qui à été exposé aux UV. Ce qui

mettra le Cuivre à nu et les pistes resteront protégé par la résine verte.

Massoud aymen et Rihane wajdi

Bassine et sachet de révélateur

38

Page 39: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

• La Gravure : La gravure consiste à plonger le circuit dans un bain d'acide (Perchlorure de

Fer).

• Le nettoyage : Le nettoyage permet d'enlever la couche de résine qui reste sur les

pistes. Pour cela, utilisez de l'acétone avec un chiffon doux. On obtient pour finir une belle

plaque avec des pistes cuivrées.

Massoud aymen et Rihane wajdi Plaque après nettoyage (pistes cuivrées)

39

Page 40: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

Le cuivre mis à nu lors de la révélation sera dissous. Seules les pistes protégées par la

Résine resteront.

• Perçage

• Soudage

Massoud aymen et Rihane wajdi 40

Page 41: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

II. Conclusion :

Dans cette partie on a décrit les étapes de la réalisation des cartes après avoir le bon

fonctionnement des déférents éléments constituant les cartes, on s’intéresse au partie suivant

« partie programmation »

Massoud aymen et Rihane wajdi 41

Page 42: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

Partie 2 : Programmation

I. Introduction :

Notre projet de fin d’étude consiste à réaliser une carte d’acquisition à base d’un

microcontrôleur 16F877, aussi que ce dernier nécessite une programmation pour le

fonctionnement et une interface utilisateur.

II. Programmation de PIC :

ORGANIGRAMME DU PROGRAMME PRINCIPALE DU PIC   :

Massoud aymen et Rihane wajdi 42

Page 43: Rapport de PFE Final

Institut supérieur des études technologiques de Rades

Massoud aymen et Rihane wajdi 43