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Microcontrôleurs EI3 Option AGI
Microcontrôleurs
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Carte ARDUINO UNO
Microcontrôleur
ATMega328
B. Cottenceau B311 ISTIA
bertrand.cottenceau@univ-angers.fr
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1 Introduction
Le modèle UNO de la société ARDUINO est une carte électronique dont le coeur est un
microcontrôleur ATMEL de référence ATMega328. Le microcontrôleur ATMega328 est un
microcontrôleur 8bits de la famille AVR dont la programmation peut être réalisée en langage C.
L'intérêt principal des cartes ARDUINO (d'autres modèles existent) est leur facilité de mise en
oeuvre. ARDUINO fournit un environnement de développement s'appuyant sur des outils open-
source. Le chargement du programme dans la mémoire du microcontrôleur se fait de façon très
simple par port USB. En outre, des bibliothèques de fonctions "clé en main" sont également
fournies pour l'exploitation d'entrées-sorties courantes : gestion des E/S TOR, gestion des
convertisseurs ADC, génération de signaux PWM, exploitation de bus TWI/I2C, exploitation de
servomoteurs ...
L'objectif de ce document est de mettre en évidence certaines informations techniques concernant
l'exploitation des périphériques intégrés, en particulier lorsqu'on n'utilise pas les fonctions "clé en
main" d'ARDUINO, dans l'objectif de comprendre comment ça marche !
2 Schéma simplifié de la carte Arduino UNO
Les signaux d'entrée-sortie du microcontrôleur sont reliés à des connecteurs selon le schéma ci-
dessous.
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3 Microcontrôleur ATMEL ATMega328
Le microcontrôleur utilisé sur la carte Arduino UNO est un microcontrôleur ATMega328. C'est un
microcontrôleur ATMEL de la famille AVR
8bits.
Les principales caractéristiques sont :
FLASH = mémoire programme de 32Ko
SRAM = données (volatiles) 2Ko
EEPROM = données (non volatiles) 1Ko
Digital I/O (entrées-sorties Tout Ou Rien) =
3 ports PortB, PortC, PortD
(soit 23 broches en tout I/O)
Timers/Counters : Timer0 et Timer2
(comptage 8 bits), Timer1 (comptage 16bits)
Chaque timer peut être utilisé pour générer
deux signaux PWM. (6 broches OCxA/OCxB)
Plusieurs broches multi-fonctions : certaines
broches peuvent avoir plusieurs fonctions différentes choisies par programmation
PWM = 6 broches OC0A(PD6), OC0B(PD5), 0C1A(PB1), OC1B(PB3), OC2A(PB3),
OC2B(PD3)
Analog to Digital Converter (résolution 10bits) = 6 entrées multiplexées ADC0(PC0) à
ADC5(PC5)
Gestion bus I2C (TWI Two Wire Interface) = le bus est exploité via les broches
SDA(PC5)/SCL(PC4).
Port série (USART) = émission/réception série via les broches TXD(PD1)/RXD(PD0)
Comparateur Analogique = broches AIN0(PD6) et AIN1 (PD7) peut déclencher interruption
Watchdog Timer programmable.
Gestion d'interruptions (24 sources possibles (cf interrupt vectors)) : en résumé
– Interruptions liées aux entrées INT0 (PD2) et INT1 (PD3)
– Interruptions sur changement d'état des broches PCINT0 à PCINT23
– Interruptions liées aux Timers 0, 1 et 2 (plusieurs causes configurables)
– Interruption liée au comparateur analogique
– Interruption de fin de conversion ADC
– Interruptions du port série USART
– Interruption du bus TWI (I2C)
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4 Structure interne de l'ATMega328 (extraits de documentations ATMEL)
L'utilisation des périphériques intégrés (Entrées Sorties TOR, Timers, ...) repose sur l'exploitation
(lecture/écriture) de registres internes. Ces registres, essentiellement 8 bits, sont décrits par un nom,
y compris dans la programmation en C. Cette section fournit quelques détails importants sur les
registres internes du microcontrôleur ATMega328.
Notation : par la suite, pour un registre nommé R, la notation R.n désigne le bit de rang n du
registre R. Le bit R.0 est le bit de poids faible de R.
4.1 Status Register (SREG)
Le registre SREG contient des indicateurs liés aux opérations et le bit d'autorisation générale des
interruptions. Les bits de ce registre sont : Z (Zero), C (Carry), S (Sign) ...
Le bit d'activation général du système d'interruptions est le bit I (SREG.7)
Note : en langage C, ce bit I est modifiable via les appels sei() (set IT) cli() (Clear IT)
4.2 Digital I/O (Entrées Sorties Tout Ou Rien TOR)
Souvent, les microcontrôleurs disposent de broches d'entrée/sortie TOR, comme sur un automate
programmable industriel (cf cours Automatismes Industriels). Pour placer l'état d'une sortie à 0 ou
1, ou lire l'état d'une entrée, il faut exploiter des registres internes, décrits ci-dessous.
Les entrées-sorties sont réparties dans 3 groupes de broches appelés ports. Le port B regroupe les
broches notées PBx, le port C les broches PCx et le port D les broches PDx. Chaque port est
configuré/expoité grâce à 3 registres.
PORTx = pour l'écriture de valeurs en sortie
DDRx = détermine la direction de chaque broche du port (1-sortie 0-entrée)
PINx = permet la lecture de la valeur en entrée
Chaque broche de port E/S a une résistance de pull-up interne qui peut être désactivée. Le bit PUD
du registre MCUCR permet la désactivation des resistances de pull-up.
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Direction des ports : si le bit DDRB.2 vaut 1 alors la broche PB2 est une sortie TOR.
Ecriture des sorties TOR : si une broche est configurée en sortie (DDRx.n=1) alors l'écriture du bit
PORTx.n permet de définir l'état de la sortie (0 ou 1).
Ex : DDRB.5=1 (donc PB5 en sortie) écrire 0 ou 1 dans le bit PORTB.5 permet de définir l'état de
la sortie PB5.
Lectures des entrées TOR : si une broche est configurée en entrée (DDRx.n=0) alors la lecture du
bit PINx.n permet de connaître l'état de l'entrée.
Ex : DDRB.4=0 (donc PB4 en entrée), lire PINB.4 permet de connaître l'état de l'entrée PB4.
Gestion des résitances pull-up internes
En technologie MOS, une entrée "en l'air" a un état indeterminé. Lorsqu'on veut exploiter des
boutons poussoir, on les branche de façon à ramener l'entrée à 0 quand on ferme le contact. Lorsque
le contact est ouvert, l'état de l'entrée est ramené à 1 par des resistances de tirage à 1 (pull-up).
PORTx.n=1 ET DDRx.n=0 ALORS pull-interne de Pxn activée
PORTx.n=0 OU DDRx.n=1 ALORS pull-interne de Pxn désactivée
Si PUD=1 ALORS toutes les resistances de pull-up -interne de tous les ports désactivées
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4.3 Sources d'interruption exploitables sur ATMega328 (carte Arduino UNO)
Le vecteur d'interruptions décrit toutes les sources pouvant, sous-réserve de bonne configuration,
conduire à un déclenchement d'interruption.
4.3.1
Interruptions Externes
Il s'agit d'interruptions liées à des niveaux ou des changements d'états de broches du
microcontrôleur. Les broches impliquées doivent être configurées en entrée (cf. 4.2 DIGITAL I/O).
Broches INT0 (PD2)/INT1(PD3) : configurables pour déclencher les interruptions (n° 2 et 3) sur
niveau 0, front négatif ou positif.
La cause d'interruption est choisie par le registre EICRA
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Note : Pour l'interruption INT1, les bits ISC11 et ISC10 ont le même sens que ci-dessus.
Activation des interruptions INT0/INT1 = bit SREG.7 (I)=1 et mise à 1 de EIMSK.0/EIMSK.1
Flags internes = lorsqu'une cause d'IT est détectée, un flag interne de EIFR est positionné
Exemple : on souhaite qu'un front négatif sur INT1 (PD3) conduise à une interruption INT1. Il
faut donc
SREG.7=1 (bit général d'activation des IT, sans lui aucune IT)
EIMSK.1 (INT1)= 1 (pour prise en compte des IT INT1)
EICRA.2(ISC10)=0 ET EICRA.3(ISC11)=1 (IT sur front négatif sur INT1)
Broches PCINT0 à PCINT23 : configurables pour déclencher des interruptions (n° 4,5 et 6) sur
des changements d'état ("Pin Change") des broches (configurées en entrée DDRx.n=1). Les broches
sont séparées en 3 sous-groupes, il y a une source d'interruption par sous-groupe, et pour chaque
broche on peut activer ou non le système "Pin Change Interrupt"
L'interruption PCI2 (IT n°6) a lieu sur changement d'état de l'une des broches PCINT23..16,
l'interruption PCI1 (IT n°5) sur les changements d'état de PCINT14..8, et l'interruption PCI0 (IT
n°4) a lieu sur les changements d'état des broches PCINT7..0. Les registres PCMSK2, PCMSK1
and PCMSK0 contrôlent quelles broches peuvent conduire (ou non) à une interruption de type "pin
change".
Activation des interruptions PCINT0 à PCINT23 = bit SREG.7 (I)=1 et mise à 1 de PCIEx
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Configuration détaillée : le registre PCMSKx détermine si les broches du sous-groupe x sont
prises en compte pour l'interruption "pin change"
Flags internes pour les IT "Pin Change"
Exemple : on souhaite qu'un changement d'état de la broche PCINT2 (PB2) conduise à une
interruption PCIE0. Il faut donc
SREG.7=1 (bit général d'activation des IT, sans lui aucune IT)
PCICR.0 = PCIE0=1 (pour que le sous-groupe 0 puisse conduire à IT)
PCMSK0.2 = PCINT2 = 1 (pour que la broche PCINT2 soit prise en compte)
4.3.2
Interruptions Timers
Plusieurs sources d'interruptions sont liées à un même timer.
Les indicateurs internes liés aux interruptions timers 0 sont dans le registre TIFR0
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Activation des interruptions Timer 0 (3 sources n°14, 15 et 16)
Remarque : pour les Timers 1 et 2, les configurations sont similaires.
Exemple : on souhaite que chaque débordement du Timer 0 conduise à une interruption.
SREG.7=1 (bit général d'activation des IT, sans lui aucune IT)
TIMSK0.0 (TOIE0)=1 (interruption sur débordement du timer 0)
4.4 Timers/Counters de ATMega328
Les microcontrôleurs AVR disposent de modules de temporisation/comptage internes, fonctionnant
pour certains avec des registres de comptage sur 8 bits, et pour d'autres sur 16 bits. Dans tous les
cas, chaque événement de comptage conduit à une modification du registre de comptage (+1 ou -1).
L'événement de comptage peut être un "tick" de l'horloge du microcontrôleur, ce qui revient à
mesurer l'écoulement du temps. L'évenement de comptage peut aussi être un front sur une broche
d'entrée du microcontrôleur (les broches T0 et T1 peuvent servir d'entrée de comptage).
Fonction Temporisateur : lorsque l'on compte des "ticks" de l'horloge qui cadence le
microcontrôleur, on mesure du temps. Les modules Timers/Counters permettent de compter les
ticks du signal d'horologe ou un signal de fréquence plus faible obtenu par un diviseur appelé
prescaler.
Fonction Compteur : lorsque l'on compte des fronts sur une entrée de comptage (broches T0 ou
T1), on utilise alors la fonction "compteur" du module.
Le choix entre fonction de temporisation (avec prédiviseur de fréquence ou non) et fonction de
comptage se fait par paramétrage de registres dédiés à la gestion des modules Timers/Counters.
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Génération de signaux périodiques : les modules Timers/Counters sont assez complexes et
chacun de ces modules peut générer deux signaux PWM dont le rapport cyclique est facilement
modifiable.
Remarque : ces périphériques intégrés sont assez complexes (environ 70 pages du datasheet
ATMega). Seule une vision simplifiée est fournie ici.
4.4.1
Timer/Counter 0 (comptage 8 bits)
C'est un module Timer/Counter avec registre de comptage 8 bits. En utilisant l'IDE Arduino,
le timer 0 est implicitement utilisé par les fonctions de delay (ainsi que l'interruption
correspondante). Ce module Timer/Counter n'est donc pas utilisable directement avec la carte
ARDUINO.
4.4.2
Timer/Counter 2 (comptage 8 bits)
C'est un module Timer/Counter avec registre de comptage 8 bits.
Note : le bit PRTIM2 (registre PRR bit 6) doit être à 0 pour activer le module Timer/Counter2
La structure générale du module Timer/Counter 0 est donnée ci-dessous. Le registre de comptage
est TCNT2 (registre 8 bits).
Points importants :
– détection et IT sur débordement
– entrée de comptage interne = signal d'horloge interne avec prédivision ou non
– possibilité de comparer TCNT2 à deux registres de comparaison OCR2A/OCR2B
– l'égalité TCTN2=OCR2A peut déclencher une IT
– l'égalité TCTN2=OCR2B peut déclencher une IT également
– Les broches OC2A(PB3) et OC2B (PD3) peuvent être activées par le Timer/Counter
2 pour génération de signaux périodiques (PWM).
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Registres du module Timer/Counter 2
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Les bits WGM22:20 définissent le mode de fonctionnement du module.
Selon le mode choisi par les bits WGM0:2 on a les options suivantes (mode PWM Phase
correct non décrit)
Bits 7:6 – COM2A1:0: Compare Match Output A Mode. Ces bits configurent le rôle de la broche
OC2A/PB3. Si l'un des bits COM2A1:0 vaut 1, la broche OC2A a une fonction alternative (associée au
module Timer/Counter 2). Néanmoins, le registre DDR doit être tel que OC2A/PB3 soit une sortie (cf 4.2).
Table 17-2 : Mode Normal ou CTC (non-PWM mode)
Table 17-3 : Fast-PWM mode
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Clear Timer on Compare Match (CTC) Mode
En mode CTC (WGM22:0 = 2), le registre OCR2A règle la résolution. Le compteur TCTN2 est remis à zéro
après l'égalité (match) TCTN2=OCR2A. Le registre OCR2A definit la valeur maximale pour le compteur,
et donc sa résolution. On peut configurer le module 2 pour inverser l'état de la sortie OC2A (PB3)
il faut alors (COM2A1:0 = 1).
Prescaler Timer 2 (réglage de la vitesse de débordement en fonction de l'horloge)
4.4.3
Timer/Counter 1 (comptage 16 bits)
Le registre de comptage TCNT1, ainsi que les registres de comparaison OCR1A et OCR1B, sont
cette fois-ci sur 16 bits.
Note: en langage d'assemblage, il faut deux accès 8 bits pour lire/écrire ces registres 16 bits. En
langage C, on peut manipuler symboliquement des données 16 bits via les symboles TCNT1,
OCR1A et OCR1B sans se soucier de la façon dont le code sera généré.
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Registres du module Timer/Counter 1
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Selon le mode choisi par les bits WGM10:3 on a les options suivantes (mode PWM Phase
correct non décrit)
Table 15-1 : Mode Normal ou CTC (non-PWM mode)
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Table 15-2 : Fast-PWM mode
Prescaler Timer 1 (réglage de la vitesse de débordement en fonction de l'horloge)
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5 Exemples
On fournit ici quelques exemples simples testés avec la carte ARDUINO UNO.
5.1.
Caractéristiques du développement ARDUINO
ARDUINO fournit un environnement de
développement avec un éditeur de source,
les opérations de compilation et de
chargement dans la mémoire du
microcontrôleur étant ramenées à des clicks
sur des boutons dans l'IHM (très simple).
La communication entre le PC et la carte se
fait via le port USB, moyennant installation
d'un driver adapté (fourni par ARDUIINO).
Structure d'un projet ARDUINO
L'outil impose de structurer l'application de
façon spécifique. Le compilateur utilisé est
AVR GCC (compilateur C/C++ pour
processeur AVR). La particularité est que une
structure de programme est imposée au
programmeur. La fonction main() est
imposée, non modifiable, et décrite ci-dessous. En d'autres termes, les seules parties que l'on
développe spécifiquement sont :
– la fonction setup() : doit contenir les initialisations (times, interrupts...)
– la fonction loop() : fonction répétée indéfiniment
#include <WProgram.h>
int main(void)
{
init();
// initialisations ARDUINO pour fonctions
// utiles : delays, PWM ...
setup();
for (;;) loop();
return 0;
}
UN PROGRAMME ARDUINO = une fonction setup() + une fonction loop()
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5.2.
Exemples ARDUINO UNO
Types/Taille :
boolean : true/false (8 bits)
char = entier 8 bits signé [-128,+127] (stocke aussi des codes ASCII)
byte / unsigned char : entiers 8 bits non signés [0,255]
Note: des constantes sont définies et permettent d'écrire byte b = B10010;
int : entiers 16 bits signés [-32768,+32767]
word / unsigned int : entier 16 bits non signé [0,65535]
long : entiers 32 bits signé
unsigned long : entiers 32 bits non signés
float /double : flottant format IEEE 32 bits (float et double = même type ici)
L'exemple le plus simple, fourni par ARDUINO, consiste à faire clignoter la LED raccordée à la
broche PB5 du microcontrôleur, broche également disponible sur les connecteurs de la carte et
portant le numéro 13.
La fonction setup() configure la broche PB5 (connexion n°13 sur la carte) en sortie.
La fonction loop() décrit ce qui sera répété indéfiniment : mettre PB5 à 1 pendant 200ms puis
mettre PB5 à 0 pendant 1s, et ainsi de suite.
Fonctions utiles fournies par ARDUINO
Constantes : HIGH, LOW, INPUT, OUTPUT
Digital I/O
pinMode(pin,mode) : pin = numéro sur connecteur, mode = INPUT/OUTPUT
digitalWrite(pin,value) : pin = numéro sur connecteur, value= HIGH/LOW
int digitalRead(pin) : pin = numéro sur connecteur, retourne la valeur
Temporisations
delay(unsigned long ms) : delai de ms milli secondes avec ms sur 32 bits
delayMicroseconds(unsigned int ms) : delai de ms microsecondes avec ms sur 16 bits
unsigned long micros() : nombre de micro secondes depuis démarrage. Revient à zéro tous
les 70mn environ.
unsigned long millis() : nombre de milli secondes depuis démarrage. Revient à zéro tous
les 50 jours environ.
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void setup()
{
pinMode(13, OUTPUT); //broche PB5 en sortie
}
void loop()
{
digitalWrite(13,HIGH); // set PB5
delay(200); // délai 200 ms
digitalWrite(13,LOW);
// clear PB5
delay(1000); // délai 1 s
}
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Exploitation des registres de l'ATMega328
Faire clignoter la LED (PB5) sans utiliser les fonctions ARDUINO (pour la gestion des broches
I/O) nécessite l'accès aux registres de configuration des ports E/S, voir section 4.2.
Tous les registres sont accessibles via leur nom en majuscule.
Remarques :
Les exemples ATMega328 en langage C trouvés sur internet utilisent des "styles" d'écriture parfois
déroutants. Notamment, lors de la gestion des ports I/O, on doit souvent faire des opérations
logiques (&,|,~,^) pour mettre des bits à 0, 1 ou inverser des bits.
Certaines écritures peuvent être déroutantes, par exemple
PORTB &= ~(1<<PORTB5); // Mettre le bit 5 de PORTB à 0
Explication : PORTB est une contante qui vaut 5.
1<<PORTB5 signifie "décaler la valeur (0000 0001)b de 5 bits vers la gauche"
Donc, (1<<PORTB5) représente (0010 0000)b
Ensuite ~(1<<PORTB5) représente l'inverse bit à bit soit (1101 1111)b
Enfin, PORTB &= ~(1<<PORTB5) signifie PORTB = PORTB & B11011111
L'opération ET logique laisse inchangés tous les bits de PORTB sauf le bit 5 qui est mis à 0 (en
raison du bit à 0 de la valeur binaire (1101 1111)b = ~(1<<PORTB5) ).
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// Exemple ARDUINO UNO
//
LED <- PB5 : LED allumée quand PB5=1
void setup() {
// configurer broche PB5 en sortie
DDRB |= B100000; // B100000 représente la constante 0x20
// OU DDRB|=0x20; // équivalent
// OU DDRB |= 32; // équivalent quoique moins clair
PORTB &= ~(1<<PORTB5);
// PORTB.5 <- 0
}
void loop() {
PORTB |= (1<<PORTB5); // PORTB.5 <- 1
delay(200); // 200 ms
PORTB &= ~(1<<PORTB5); // PORTB.5 <- 0
delay(1000); // 1s
}
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Exploitation des timers et des interruptions
L'exemple suivant illustre l'utilisation du timer 2 et de l'interruption associée à son débordement.
Paramètres Timer 2 (voir section 4.4.2) :
Mode 0 ( Normal) : WGM2=0 WGM1=0 WGM0=0 [TCCR2A=0]
Prescaler = 1024 : CS22=1 CS21=1 CS20=1
[TCCR2B=0x07=(111)b]
Interruptions
Masque d'IT : Interruption sur Overflow = TIMSK2.0 =1
Autorisation générale des IT : SREG.7=1 [activé par sei() ]
Digital I/O = Broche PORTB.5 en sortie.
Principe : après la fonction setup(), le registre TCNT2 (8bits) est incrémenté à chaque tick du
signal périodique clock/1024. A chaque débordement du registre TCNT2, le débordement déclenche
l'interruption n°10 appelée "Timer 2 Over Flow". Tous les 60 appels de cette fonction, la broche
PB5 (LED) change d'état. La LED clignote donc.
Quelle fréquence de clignotement ?
Clock = signal périodique de 16MegaHz (16 millions de ticks par seconde)
Prescaler = 1024 -> la fréquence d'incrément de TCNT2 = (16/1024) MegaHz
Fréquence de débordement : TCNT2 ne déborde que tous les 256 incréments
c'est-à-dire à la fréquence de 16/(1024*256) MegaHZ ≈ 61 Hz
Il y a 1 interruption Timer2 Over Flow tous les 1/61 secondes.
Il faut 61 Interruptions pour que la LED change d'état
La LED change d'état (0->1 1->0) à intervalles de environ 1 seconde
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// ARDUINO UNO - IT Timer 2
volatile unsigned char cpt=0; // compteur d'IT
// Fonction de traitement IT n°10 = Timer 2 OverFlow
ISR(TIMER2_OVF_vect){
cpt++;
if(cpt==61){
PORTB ^=(1<<PORTB5);
cpt=0;
}
}
void setup(){
// Configuration Timer 2
TCCR2A=0;
// Mode Normal (pas PWM)
TCCR2B=B111;
// Prescaler 1024 (Clock/1024)
TIMSK2=0x01; // IT Timer2 Over Flow Active
//Configuration PORTB.5
DDRB |= B100000;
// PB5 en sortie
PORTB &= ~(1<<PORTB5); // PORTB.5 <-0
sei();
// activation des IT (SREG.7=1)
}
void loop() {
// aucun traitement
}
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Exploitation des timers et des interruptions
On utilise ici le mode CTC du Timer 2. A chaque fois que TCNT2=CR2A, TCNT2 est remis à 0 et
l'égalité déclenche une interruption.
Quelle fréquence de clignotement ?
Clock = signal périodique de 16MegaHz (16 millions de ticks par seconde)
Prescaler = 1024 -> la fréquence d'incrément de TCNT2 = (16/1024) MegaHz
Fréquence de débordement :
TCNT2 ne déborde que tous les 156 incréments (valeur de OCR2A)
c'est-à-dire à la fréquence de 16/(1024*156) MegaHZ ≈ 100 Hz
Il y a 1 interruption Timer2 On Compare A environ tous les 1/100 secondes.
La LED s'allume 1/10 de seconde puis s'éteint 4/10.de seconde. Elle s'allume
brièvement 2 fois par seconde.
Remarque (noms des sources d'interruption) : lorsqu'on définit la fonction associée à une source
d'interruption
ISR(xxx){
// fonction assiociée à la source xxx d'interruption
}
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// ARDUINO UNO - IT Timer 2
// Mode Clear Timer On Compare
volatile unsigned char cpt;
// Fonction de traitement IT n°10 = Timer 2 OverFlow
ISR(TIMER2_COMPA_vect){
cpt++;
if(cpt==40) PORTB ^=(1<<PORTB5);
if(cpt==50){
PORTB ^=(1<<PORTB5);
cpt=0;
}
}
void setup(){
// Configuration Timer 2
TCCR2A=B010;
// Mode CTC (Clear Timer On Compare)
OCR2A=156;
// Registre de comparaison A = 156
TCCR2B=B111; // Prescaler 1024 (Clock/1024)
TIMSK2=B010;
// IT Timer2 Quand TCNT2=OCR2A
//Configuration PORTB.5
DDRB |= B100000; // PB5 en sortie
PORTB &= ~(1<<PORTB5); // PORTB.5 <-0
sei(); // activation des IT (SREG.7=1)
}
void loop() {
// aucun traitement }
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le nom de la source d'interruption est un symbole défini parmi les valeurs suivantes
#define INT0_vect
_VECTOR(1) /* External Interrupt Request 0 */
#define INT1_vect
_VECTOR(2) /* External Interrupt Request 1 */
#define PCINT0_vect
_VECTOR(3) /* Pin Change Interrupt Request 0 */
#define PCINT1_vect
_VECTOR(4) /* Pin Change Interrupt Request 0 */
#define PCINT2_vect
_VECTOR(5) /* Pin Change Interrupt Request 1 */
#define WDT_vect
_VECTOR(6) /* Watchdog Time-out Interrupt */
#define TIMER2_COMPA_vect _VECTOR(7) /* Timer/Counter2 Compare Match A */
#define TIMER2_COMPB_vect _VECTOR(8) /* Timer/Counter2 Compare Match A */
#define TIMER2_OVF_vect
_VECTOR(9) /* Timer/Counter2 Overflow */
#define TIMER1_CAPT_vect _VECTOR(10) /* Timer/Counter1 Capture Event */
#define TIMER1_COMPA_vect _VECTOR(11) /* Timer/Counter1 Compare Match A */
#define TIMER1_COMPB_vect _VECTOR(12) /* Timer/Counter1 Compare Match B */
#define TIMER1_OVF_vect _VECTOR(13) /* Timer/Counter1 Overflow */
#define TIMER0_COMPA_vect _VECTOR(14) /* TimerCounter0 Compare Match A */
#define TIMER0_COMPB_vect _VECTOR(15) /* TimerCounter0 Compare Match B */
#define TIMER0_OVF_vect _VECTOR(16) /* Timer/Couner0 Overflow */
#define SPI_STC_vect
_VECTOR(17) /* SPI Serial Transfer Complete */
#define USART_RX_vect
_VECTOR(18) /* USART Rx Complete */
#define USART_UDRE_vect
_VECTOR(19) /* USART, Data Register Empty */
#define USART_TX_vect
_VECTOR(20) /* USART Tx Complete */
#define ADC_vect
_VECTOR(21) /* ADC Conversion Complete */
#define EE_READY_vect
_VECTOR(22) /* EEPROM Ready */
#define ANALOG_COMP_vect _VECTOR(23) /* Analog Comparator */
#define TWI_vect
_VECTOR(24) /* Two-wire Serial Interface */
Exploitation des interruptions externes
Pour le programme précédent, on branche un bouton poussoir entre PD2 et la masse GND
(numéro 2 et 7 sur connecteur de la carte ARDUINO UNO).
Quand on enfonce le bouton poussoir, on force l'entrée à 0. On utilise ici la résistance de pull-up
interne pour retirer le niveau à 1 quand le bouton est relâché.
Principe : chaque fois qu'on fait passer le niveau de 1 à 0 sur l'entrée INT0(PD2), la fonction
d''interruption associée à INT0 est exécutée. Cette action a pour effet d'inverser l'état de la LED.
Microcontrôleurs
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// ARDUINO UNO - IT Externe 0
// Fonction de IT externe 0 (broche PD2)
ISR(INT0_vect){
PORTB ^= (1<<PORTB5);
}
void setup(){
//Configuration PORTB.5
DDRB |= B100000;
// PB5 en sortie
PORTB &= ~(1<<PORTB5); // PORTB.5 <-0
// Configuration PORTD.2/INT0
DDRD &= B11111011;
// PD2 en entrée
PORTD |= (1<<PORTD2); // PORTD.2=1
// active pull-up
EIMSK |= 1; //IT INT0 prise en compte
EICRA = B10; // IT = front négatif sur PD2
sei(); // activation des IT (SREG.7=1)
}
void loop() {
// aucun traitement }
Page 23
Configuration
PORTB.5 en sortie = gestion de le LED
PORTD.2 en entrée avec pull-up interne activée = gestion du bouton poussoir
soit DDRD.2=0 ET PORTD.2=1 (cf 4.2 DIGITAL I/O)
Autorisation de la source d'IT INT0 : EIMSK= (0000 0001)b
Interruption sur front négatif sur INT0 : EICRA= (0000 0010)b soit ISC01=1 ISC00=0
Interruption "PIN CHANGE"
Cette interruption a lieu sur un changement d'état d'une des broches PCINTxx. On connecte
un bouton poussoir entre AI5 (entrée analogique 5 PC5/PCINT13) et GND. Ca correspond à la
source PCINT13 ("Pin Change 13").
Chaque changement d'état sur la broche PC5 conduit à l'interruption PCINT1. Attention,
l'interruption PCINT1 correspond à tout changement d'état sur les broches PCINT8 à PCINT14
pour lesquelles le bit correspondant dans PCMSK1 est à1.
Remarque : sur AVR, une fonction d'interruption ne peut pas elle-même être interrompue.
Microcontrôleurs
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// ARDUINO UNO - IT Pin Change PCINT13
// Fonction de traitement PCINT1
ISR(PCINT1_vect)
{
PORTB ^= (1<<PORTB5);
}
void setup(){
DDRB |= B100000;
// PB5 en sortie
PORTB &= ~(1<<PORTB5);
// PORTB.5 <-0
DDRC &= B11011111;
// PC5 en entrée
PORTC |= (1<<PORTC5); // pull up active
PCICR |= B10; // groupe PCIE1=1 (PCINT14..8)
PCMSK1|= B00100000; //PCINT13 autorisée
sei();
// activation des IT (SREG.7=1)
}
void loop() {
// aucun traitement }