Etude FS20-10
- Conversion numérique/analogique
Entrées : CS.CNA, commande logique de sélection du CNA (active à l’état bas). D.SON ? 0…7?, son numérisé de 8 bits. C’est un son transmis par le robot ou une mélodie préprogrammé.
Sorties : Vson.a, tension analogique variant de 0, à +2,55V
Rôle : FP20 est un convertisseur numérique analogique, qui permet de convertir les données numériques D. SON en provenance du pic, en analogique. Cette conversion est réalisée par un circuit intégré AD 557, c’est un CNA 8 bits doté d’une alimentation asymétrique : 0, +5V.
Configuration : et broches 9 et 10 sont actifs à l’états bas : est connecté à la masse. C’est donc (RC3) qui sélectionne le CNA.
- Visualisation à l’oscilloscope du signal Vson_a (JP1):
Analyse du signal : c’est un signal en dent de scie l’augmentation progressive de 1 en 1 du chiffre à convertir entraîne une augmentation 10 mv sur Vout.
La tension Vout évolue de 0 à 2.55V la fréquence du signal est de 1.1 Khz
- Détermination du quantum :
Quantum 1bit 10mv.
- Temps de Conversion :
Le temps de conversion est d’environ 200ns
Etude FS20-11
• Filtrage
Entrées : Vson.a, tension analogique variant de 0, à +2,56V
Sorties : Vson.b, tension filtrée des parasites issus de la conversion numérique analogique.
Rôle : Cette fonction permet de filtrer le signal Vson.a, et de le rendre net en enlevant les glitch (pics parasites crée par la commutation de la valeur binaire a l’entrée). Elle réalise un filtre passe-bas du deuxième ordre, de fréquence de coupure 3.32kHz. L’amplification dans la bande passante est de 1db ou 0db. La pente est de –40db par décade. Le filtre supprime certaine fréquence perceptible par l’homme. Filtre en montage structure de Rauch.
Diagramme de bode du filtre :
Calcul :
• Fréquence de coupure théorique
Fc = 1/ (2.?.R. )
Fc = 1/ (2.?.22.103. ) = 3,98 kHz
• Calcul de UR7 : Diviseur de tension
• Calcul de UR6 : Loi des Mailles
Etude FS20-12
- Réglage du volume
Entrées : Vson.b, tension filtrée des parasites issus de la conversion numérique analogique.
Sorties : Vson.c, tension variable de +7,2V crête à crête à 0V.
Rôle : Cette fonction permet de régler, d’ajuster la tension Vson.ben une tension variable de 0 à 7.2V. C’est un potentiomètre de 22k qui réalise cette fonction.
Etude FS20-13
- Amplification et filtrage (amplificateur de puissance)
Entrées : Vson.c, tension variable de +7,2V crête à crête à 0V.
Sorties : Vson, tension variante entre 0 et +7,2V et dont le courant est limité à 50mA
Rôle : Cette fonction permet d’amplifier en puissance le signal Vson.c pour avoir en sortie un signal Vson assez puissant afin de pouvoir entendre ce signal Vson (son audio), sur un haut-parleur. Cette fonction est réalisée par un circuit TDA2030, il est spécialisé dans l’amplification audio et peut fournir 12W sur une charge de 4? et 8W sur une charge de 8?.
Explication :
Les condensateur C5 et C6 permettent le découplage de la tension Vdd afin obtenir une tension stable pour l’amplification.
La tension appliquée entre le condensateur C4 et l’entrée non inverseur du circuit permet de restituer une composante continue qui a été supprimé par C4. Cette Tension qui est Vdd/2 permet de ne pas supprimer la partie négative d’un signal.
Etude FS20-20
- Validation
Entrées : E1LCD et E2.LCD, signaux logiques de validation de l’afficheur LCD.
Sorties : EN.LCD, bit de validation de l’afficheur LCD.
Rôle : Cette fonction permet de rendre la gestion de l’afficheur compatible avec Flowcode en provenance de la carte pic. Cette fonction est réalisée par deux portes ET-NON CD4011AD.
Etude FS20-21
- Affichage alphanumérique
Entrées : EN.LCD, le signal de sélection de l’afficheur LCD (actif a l’état haut), D.LCD ? 0..3 ? bus de données (4 bits), RS.LCD bit de sélection du type de données transmises par le microcontrôleur : transmission ou commande.
Sorties : Information visuelle grâce a l’affichage sur l’écran LCD.
Rôle : Cette fonction permet d’afficher en visuelle les différents signaux sortent du pic par un affichage alphanumérique. Elle est réalisée par un module d’affichage LCD.
Caractéristique : Il s’agit d’un afficheur LCD type LTN 211 à cristaux liquide, avec une Interface parallèle 8 ou 4 bits. Il est capable d’afficher 168 caractères alphanumériques et japonais et dispose d’un jeu commandes relativement étendu. Un exceptionnel microprocesseur "pilote" de la famille C-MOS diminue considérablement leur consommation (inférieur à 0.1 mW)
Brochage :
Broche Symbole Niveau Fonction
1 VSS 0 V Alimentation
2 VDD 5 V Alimentation
3 VL 0/5V Réglage contraste
4 RS H/L L : Instruction H : Donnée
5 R/W H/L L : Ecriture H : Lecture
6 E ? Validation
7 à 14 D0 à D7 H/L Données
Jeu d’instruction :
Fonction RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TIME
Effacer l'affichage 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1,64ms
Initialiser le curseur 0 0 0 0 0 0 0 0 1 x 1,64ms
Init déplacement curseur 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 40µs
Affichage on/off 0 0 0 0 0 0 1 D C B 40µs
Décaler Curseur/Affichage 0 0 0 0 0 1 S/C R/L x x 40µs
Init mode de fonctionnement 0 0 0 0 1 DL N F x x 40µs
Positionner Adresse CG-RAM 0 0 0 1 A-CG 40µs
Positionner Adresse DD-RAM 0 0 1 A-DD 40µs
Lecture Reg. Etat Compteur adresse 0 1 BF AC 0
Ecriture CG-RAM DD-RAM 1 0 Write DATA 40µs
Lecture CG-RAM DD-RAM 1 1 Read DATA 40µs
Utilisation de l’afficheur :
Envoi d'une instruction, la ligne R/W est en écriture (R/W=0)
Envoi d'un caractère, la ligne R/W est en écriture (R/W=0)
Validation par comparaison des signaux RS, E avec les lignes du PIC16F873
Etude de l’envoi d’un caractère : Rs doit être au niveau logique haut.
Le signal Enable doit passer passer au
niveau haut pendant au mois 450ns puis
repasser au niveau bas pour valider l’écriture.
Front actif = niveau bas
Etude de l’envoi d’une instruction : Rs doit être au niveau logique bas
Etude FS20-30
- Adaptation en tension
Entrées : TX.PIC, signaux de commutation et RX.232, signaux séries de commutation avec un ordinateur (norme RS232).
Sorties : TX.232, signaux séries de commutation avec un ordinateur (norme RS232), et RX.PIC, signaux de commutation.
Rôle : Elle permet d’adapter les niveaux de tension d’une liaison série afin qu’ils soient compatible avec la norme RS 232. Cette fonction est réalisée par un circuit intégré MAX 232.
Adaptation : Signal envoie entre 0v et +5v puis adapter entre +7.5v et -7.5v
Signal reçu entre +7.5v et -7.5v puis adapter entre 0v et +5v
Fonctionnement du MAX232 :
Numéro de la broche d’entrée pour le MAX232 Sens de conversion des niveaux de tension Numéro de la broche de sortie pour le MAX232
Voie 1 11 TTL/CMOS => RS232 14
Voie 2 10 TTL/CMOS => RS232 7
Voie 3 13 RS232 => TTL/CMOS 12
Voie 4 8 RS232 => TTL/CMOS 9
• Seul 2 voies sont utilisées sur les 4 : une voie dans le sens TTL/CMOS => RS232, et une autre dans le sens RS232 => TTL/CMOS.
• Une transmission dans les 2 sens est possible, elle peut être soit simultanée (Full-duplex) ou alternée (Half-duplex)
• Le circuit MAX232 peut fonctionner jusqu’à un débit binaire typique de 120 Kbits/s
Caractéristique liée à la carte COM :
Nom du signal de la carte Commande Niveaux de tension possibles
TX.PIC 0 ou 5 Volts
TX.232 -25 à -3 Volts et +3 à +25 Volts
RX.PIC 0 ou 5 Volts
RX.232 -25 à -3 Volts et +3 à +25 Volts
Etude FS20-40
- Commutation mécanique
Entrées : Action de l’opérateur : choix du mode de fonctionnement.
Sorties : BP, signal électrique issue d l’action sur le bouton poussoir.
Rôle : Cette fonction permet à l’opérateur de choisir le mode de fonctionnement souhaiter, en appuient sur le bouton poussoir.
Fonctionnement :
Quand le bouton poussoir est appuyé, la tension aux bornes de celui ci est de 0v, quand le bouton poussoir est relâché, la tension aux bornes de celui ci est de 5v.
Le PIC prend en compte l’appui pour déterminer le programme à exécuter.
Code mode de fonctionnement :
1. Vielle = B'00000001' = D‘1’ ou 0x01
2. Déplacement du robot = B'00000010' = D‘2’ ou 0x02
3. Commandes bras = B'00000100' = D‘4’ ou 0x04
4. Mesure de température = B'00001000' = D‘8’ ou 0x08
5. Mesure de distance = B'00010000' = D‘16’ ou 0x10
6. Ecoute audio = B'00100000' = D‘32’ ou 0x20
7. Musique = B'01000000' = D‘64’ ou 0x40
8. RS232 = B'10000000' = D‘128’ ou 0x80
Etude FS20-A
- Conversion électrique / lumière
Entrées : INF1 et INF2, deux signaux logique d’information du mode de communication.
Sorties : Information visuelle par des DEL.
Rôle : Elle permet d’informer grâce a des DEL de couleur l’état de la communication (émission ou récepteur). Le rôle de D3 jaune est d’informer lors de l’émission d’une information et D4 (verte) lors de la réception.
Calcul :
Vcc = 5v et VF = 2v
Loi d’ohm:
IF = (Vcc-VF) / R14
IF = (5-2)/470
IF = 6,4 mA
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