Les Microcontrôleurs
Variétés de 16FXXX
Qu’est ce qu’un microcontrôleur?
• Un microcontrôleur est un circuit intégré qui rassemble les éléments
essentiels d'un or...
Comment on identifie les différentes variétés de pic?
• Le nom PIC initialement appelé "Peripheral Interface Controller".
...
Les PICs 16F
• Les PIC de la famille 16C ou 16F sont des composants de milieu de gamme.
C'est la famille la plus riche en ...
• La famille PIC16F de dispositifs est CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)
microcontrôleurs comprenant des type...
LE Pic 16F876
Que signifie 16F876-20:
- 16 : le circuit appartient à la série Mid-Line.
- F : la mémoire programme est de type FLASH.
- ...
Architecture interne du 16F876 :
Brochage du 16F876:
• MCLR : cette broche sert à initialiser le microcontrôleur PIC: à la mise sous
tension par un front montant. Cette broche...
• RA0 à RA5: 6 broches du portA. Chaque ligne peut être configurée
individuellement en entrée ou en sortie.
• RB0 à RB7: 8...
• OSC1 et OSC2: ces broches permettent de faire fonctionner l’oscillateur
interne du microcontrôleur PIC de trois façons d...
Organisation de la mémoire RAM
• L’espace mémoire RAM adressable est de 512 positions de 1 octet chacune :
• 96 positions ...
Organisation de la RAM:
Accès à la RAM par adressage DIRECT:
• La RAM apparaît alors organisée en 4 banks de 128 octets
chacun. L'adresse instruct...
LE PIC 16F628
LE PIC 16F628 : Définition
• Ce composant intègre un microcontrôleur 8 bits, c’est à dire un processeur
et des périphériqu...
Brochage du 16F628
• Les broches du composant possèdent plusieurs affectations entre les ports
d’E/S, les périphériques et...
- 3Timers (8 et 16 bits);
- 1 module Capture/Compare/PWM;
- 2 comparateurs analogiques; 1 référence de tension;
- USART (é...
Architecture interne:
Mémoire
Ce microcontrôleur est basé sur une architecture de processeur de type
Harvard, c’est à dire qu’il y a séparation ...
2) Mémoire données (Registres)
La mémoire données correspond aux registres (File Registers) vus par l’unité
centrale ; ces...
 Le jeu d’instructions du
processeur ne permet
l’adressage des registres
que sur 7 bits (128
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Architecture interne
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Port I/O
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• Programme : mémoire Flash
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Brochage du 16F877/16F874:
Remarque : Les 16F873 et 16F874
présentent peu d’intérêt par rapport
aux 16F876 et 16F877, en e...
Le µC dispose de 3 PORTS (A,B et C) pour le 16F876 et 5 PORTS (A,B,C,D et E) pour le 16F877. Tous
les ports d’entrées sort...
Tableaux récapitulatifs des pic16f étudiés
 Différence entre pic 16F627/28:
PIC 16F876 PIC 16F873
Operating Frequency DC-20 MHZ DC-20 MHZ
RESETS (and Delays) POR, BOR
(PWRT, OST)
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PIC16F874 PIC16F877
Operating Frequency DC-20 MHZ DC-20 MHZ
RESETS (and Delays) POR, BOR
(PWRT, OST)
POR, BOR
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Nouveauté concernant les pic16F:
Microchip annonce, depuis le salon DESIGNWest à San José (Californie), l’extension de sa ...
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  1. 1. Les Microcontrôleurs Variétés de 16FXXX
  2. 2. Qu’est ce qu’un microcontrôleur? • Un microcontrôleur est un circuit intégré qui rassemble les éléments essentiels d'un ordinateur : processeur, mémoires • Les microcontrôleurs se caractérisent par un plus haut degré d'intégration, polyvalents utilisés dans les ordinateurs personnels. une plus faible consommation électrique, une vitesse de fonctionnement plus faible (de quelques mégahertz jusqu'à plus d'un gigahertz) et un coût réduit par rapport aux microprocesseurs
  3. 3. Comment on identifie les différentes variétés de pic? • Le nom PIC initialement appelé "Peripheral Interface Controller". • Un PIC est généralement identifié par une référence de la forme suivante : xx(L)XXyy-zz xx : famille du composant actuellement <<12, 14, 16, 17 et 18 >> (L): tolérance plus importante de la plage de tension XX: type de mémoire programme yy: identificateur zz: vitesse maximale du quartz de pilotage.
  4. 4. Les PICs 16F • Les PIC de la famille 16C ou 16F sont des composants de milieu de gamme. C'est la famille la plus riche en termes de dérivés. • Actuellement les modèles Microchip, sont classés en 3 grandes familles, comportant chacune plusieurs références. Ces familles sont : - Base-line : les instructions sont codées sur 12 bits. - mid-line : les instructions sont codées sur 14 bits. - High-End : les instructions sont codées sur 16 bits.
  5. 5. • La famille PIC16F de dispositifs est CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) microcontrôleurs comprenant des types PIC16F83, PIC16C83, PIC16F84, PIC16C84, PIC16LCR8X et PIC16LF8X. • TechnologieCMOS offre un certain nombre d'avantages par rapport à d'autres technologies. Par exemple, les circuits CMOS consomment très peu d'énergie, fonctionnent sur une gamme assez large de tension et sont assez indulgents de la mauvaise mise en page et du bruit électrique. • PIC est une famille de l'architecture des microcontrôleurs modifiés Harvard faites par MicrochipTechnology, issus de la PIC1650 développé à l'origine par la Division Microelectronics de General Instrument.
  6. 6. LE Pic 16F876
  7. 7. Que signifie 16F876-20: - 16 : le circuit appartient à la série Mid-Line. - F : la mémoire programme est de type FLASH. - 876 : type(identificateur) - 20 : Quartz à 20MHz au maximum.
  8. 8. Architecture interne du 16F876 :
  9. 9. Brochage du 16F876:
  10. 10. • MCLR : cette broche sert à initialiser le microcontrôleur PIC: à la mise sous tension par un front montant. Cette broche peut être simplement reliée à l’alimentationVDD si on n’a pas besoin de RESET externe • VDD etVSS: broches d’alimentation du circuit (la tensionVDD peut être comprise entre 4V à 5,5V). Les ports du microcontrôleur 16F876 sont couplés à différents modules (Timers (ports A et C), convertisseur analogique numérique (port A), plusieurs types de liaisons séries (port C).
  11. 11. • RA0 à RA5: 6 broches du portA. Chaque ligne peut être configurée individuellement en entrée ou en sortie. • RB0 à RB7: 8 broches du port B. Chaque ligne peut être configurée individuellement en entrée ou en sortie. Les broches RB6/PGC (ProGramming Clock) et RB7/PGD (ProGramming Data) permettent la connexion à un module ICD (In Circuit Debugger, mise au point de programme sur site). • RC0 à RC7: 8 broches du port C. Chaque ligne peut être configurée individuellement en entrée ou en sortie.
  12. 12. • OSC1 et OSC2: ces broches permettent de faire fonctionner l’oscillateur interne du microcontrôleur PIC de trois façons différentes. 2- Un quartz ou résonateur céramique permet d’obtenir une fréquence de fonctionnement très précise 3- Un oscillateur externe permet une synchronisation avec un autre circuit 1- Un simple réseau RC peut suffire, l’oscillateur est peu précis mais économique.
  13. 13. Organisation de la mémoire RAM • L’espace mémoire RAM adressable est de 512 positions de 1 octet chacune : • 96 positions sont réservées au SFR ( Special Function Registers ) qui sont les registres de configuration du PIC. • Les 416 positions restantes constituent les registres GPR ( General Propose Registers ) ou RAM utilisateur. Sur le 16F876 et 16F877, 3 blocs de 16 octets chacun ne sont pas implantés physiquement d’où une capacité de RAM utilisateur de 368 GPR.
  14. 14. Organisation de la RAM:
  15. 15. Accès à la RAM par adressage DIRECT: • La RAM apparaît alors organisée en 4 banks de 128 octets chacun. L'adresse instruction permet d'adresser à l'intérieur d'un bank alors que les bits RP0 et RP1 du registre STATUS permettent de choisir un bank . La Figure II-1 montre l’organisation de la RAM avec les zones allouée au SFR et aux GPR. Les zones hachurées ne s ont pas implantées physiquement. Si on essaye d’y accéder , on est aiguillé automatiquement vers la zone [ 70h ,7Fh ] appelée zone commune.
  16. 16. LE PIC 16F628
  17. 17. LE PIC 16F628 : Définition • Ce composant intègre un microcontrôleur 8 bits, c’est à dire un processeur et des périphériques, dans un boîtier « Dual in Line » de 18 broches. Il est réalisé en technologie CMOS et peu cadencé par une horloge allant de 0 à 20 MHz; il doit être alimenté par une tension allant de 3 à 5,5Volts.
  18. 18. Brochage du 16F628 • Les broches du composant possèdent plusieurs affectations entre les ports d’E/S, les périphériques et les fonctions système.
  19. 19. - 3Timers (8 et 16 bits); - 1 module Capture/Compare/PWM; - 2 comparateurs analogiques; 1 référence de tension; - USART (émission/réception série synchrone et asynchrone)  En périphérie de l’unité centrale, on peut recenser les ressources suivantes sur le composant :  Mémoire Flash Programme : 2048 instructions  Mémoire RAM Données : 224 Octets  Mémoire EEPROM Données : 128 Octets  Ports d’E/S : 2 ports 8 bits  Périphériques:
  20. 20. Architecture interne:
  21. 21. Mémoire Ce microcontrôleur est basé sur une architecture de processeur de type Harvard, c’est à dire qu’il y a séparation des bus d’instructions et de données ainsi que de l’espace d’adressage 1) Mémoire programme - Les instructions du programme sont stockées sur 14 bits dans une zone mémoire dont l’adresse s’étend de 000h à 7FFh (2048 lignes de programme pour le 16f628) - Il y a 2 adresses réservées pour les vecteurs d’initialisation (Reset et interruptions) ; le processeur possède une pile de 8 niveaux pour gérer les adresses de retour de sous programmes ; il n’y a aucun contrôle sur l’état de la pile par le processeur.
  22. 22. 2) Mémoire données (Registres) La mémoire données correspond aux registres (File Registers) vus par l’unité centrale ; ces registres sont de2 types : • Registres « Système » : ils permettent la configuration et la surveillance de l’état du processeur et de ses périphériques ; ces registres sont accessibles en lecture ou en écriture suivant leur fonction ; il y a 34 registres de ce type pour le 16f628 • Registre d’usage général : ils permettent le stockage de variables; ils sont accessibles en lecture et en écriture par le programme ; il y a 224 registres de ce type pour le 16f628,
  23. 23.  Le jeu d’instructions du processeur ne permet l’adressage des registres que sur 7 bits (128 registre), l’espace mémoire est alors décomposé en 4 bancs de 128 registres ; la cartographie de la mémoire données est donnée par la figure suivante ; les zones grisées ne sont pas implémentées
  24. 24. LE Pic 16F877
  25. 25. Architecture interne mémoires Port I/O Contrôle ALU Timers, EEPROM, USART • Programme : mémoire Flash de 8k (mots de 14 bits) • RAM : 368 bytes • Pile matérielle (stack) : jusqu’à 8 fonctions Imbriquées • 5 ports 5 PORTS (A,B,C,D et E) ont une double fonction au moins, D :I/O pure et/ou port parallèle 8 bits associé au PORT E, E(3 bits) I/O pure et/ou pilotage du PORT E Décode/contrôle les instructions (CLK) • formée de W (accumulateur 8bit) et STATUS(registre d’etat) T0 (8 bits):incrémenté par la broche (TOCKI/ RA4) ou par l’horloge interne T1 (16 bits): incrémenté soit par l’horloge interne, par des impulsions sur la broche T1CKI/RC0 ou par un oscillateur (RC ou quartz) T2 (8 bits) : Il est incrémenté par l’horloge interne
  26. 26. Brochage du 16F877/16F874: Remarque : Les 16F873 et 16F874 présentent peu d’intérêt par rapport aux 16F876 et 16F877, en effet ils possèdent moins de mémoires programmes et ils sont à peu près au même prix.
  27. 27. Le µC dispose de 3 PORTS (A,B et C) pour le 16F876 et 5 PORTS (A,B,C,D et E) pour le 16F877. Tous les ports d’entrées sorties Input/ Output sont bidirectionnels. La plupart des lignes de PORTs ont une double fonction. • Le PORT A (5 bits) I/O pure et/ou convertisseur analogique et/ou TIMER 0. La broche RA4 du PORT A (Entrée du TIMER 0 T0CKI) est du type DRAIN OUVERT. • Le PORT B (8 bits) I/O pure et/ou programmation in situ ICSP/ICD (Broche RB3/PGM, RB6/PGC et RB7/PGD) et l’entrée d’interruption externe RB0/INT. Remarque : Si le PIC est utilisé en mode ICSP/ICD il faut laisser libre les broches RB3/PGM, RB6/PGC ainsi que RB7/PGD) et les configurer en entrée. • Le PORT C (8 bits) I/O pure et/ou TIMER 1 et/ou SPI / I2C et/ou USART. • Le PORT D (8 bits) I/O pure et/ou port parallèle 8 bits associé au PORT E. • Le PORT E (3 bits) I/O pure et/ou pilotage du PORT E RE0/RD, RE1/WR et RE2/CS. Toutes les lignes des PORTs peuvent fournir un courant de 25mA par ligne de PORT. Une limite de 40mA par PORT doit être respectée pour des questions de dissipation.
  28. 28. Tableaux récapitulatifs des pic16f étudiés
  29. 29.  Différence entre pic 16F627/28:
  30. 30. PIC 16F876 PIC 16F873 Operating Frequency DC-20 MHZ DC-20 MHZ RESETS (and Delays) POR, BOR (PWRT, OST) POR, BOR (PWRT, OST) Flash Program Memory (14 bit- words) 8K 4K RAM Data Memory (bytes) 368 192 EEPROM Data Memory 256 128 Interrups 13 13 I/O Ports Ports A,B,C Ports A,B,C Timers 3 3 Capture/compare/PWM Modules 2 2 Serial Communications MSSP,USART MSSP,USART Parallel Communications -- -- 10-bit Analog-to-Digital Module 5 input channels 5 input channels Instruction Set 35 instructions 35 instructions  Différence entre pic 16F676/73:
  31. 31. PIC16F874 PIC16F877 Operating Frequency DC-20 MHZ DC-20 MHZ RESETS (and Delays) POR, BOR (PWRT, OST) POR, BOR (PWRT, OST) Flash Program Memory (14 bit- words) 4K 8K RAM Data Memory (bytes) 192 366 EEPROM Data Memory 128 256 Interrups 14 14 I/O Ports Ports A,B,C,D,E Ports A,B,C,D,E Timers 3 3 Capture/compare/PWM Modules 2 2 Serial Communications MSSP,USART MSSP,USART ParallelCommunications PSP PSP 10-bit Analog-to-Digital Module 8 input channels 8 input channels Instruction Set 35 instructions 35 instructions  Différence entre pic 16F877/74:
  32. 32. Nouveauté concernant les pic16F: Microchip annonce, depuis le salon DESIGNWest à San José (Californie), l’extension de sa famille de microcontrôleurs à cœur milieu de gamme amélioré : les microcontrôleurs 8 bits PIC16F(LF)178X intègrent des périphériques analogiques avancés et de communication, tels que des convertisseurs analogiques-numériques (CAN) 12 bits, des convertisseurs numériques-analogiques (CNA), des amplificateurs opérationnels et des comparateurs rapides, ainsi qu’un EUSART compatible LIN et des périphériques de communication SPI et I2C™.Ces nouveaux microcontrôleurs affichent également le meilleur niveau de contrôle PWM et de précision du marché grâce aux nouveaux modules PSMC (Programmable Switch-Mode Controllers - contrôleurs programmables à découpage). Les modèles « LF » de ces microcontrôleurs sont dotés de la technologie XLP très faible consommation, affichant une consommation en fonctionnement et en mode veille respectivement d’à peine 32 µA/MHz et 50 nA, permettant d’améliorer la durée de vie des batteries et de réduire la consommation en veille. Grâce à leur faible consommation et à leur intégration avancée analogique et numérique, les microcontrôleurs à usage général PIC16F(LF)178X sont idéaux pour les applications du type éclairage par LED, gestion de batteries, alimentation numérique et contrôle de moteurs entre autres. les normes relatives à la consommation énergétique se multiplient dans le monde entier. Grâce aux microcontrôleurs PIC16F(LF)178X, les développeurs peuvent créer de meilleurs produits moins gourmands en énergie.Le cœur 8 bits milieu de gamme amélioré de Microchip permet de meilleures performances, dont une vitesse de 32 MHz, l’enregistrement automatique du contexte pour une gestion plus rapide des interruptions, plus d’efficacité dans le jeu d’instructions avec une densité de code plus élevée, ainsi qu’un contrôle direct des ports plus rapide et plus performant.
  33. 33. Merci pour votre attention 

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