ETUDE

Convertisseur Analogique-Numérique :

Un microcontrôleur n'est pas capable de traiter directement les grandeurs analogiques que lui envoient les capteurs c'est pour cela qu'il faut d'abord que ces grandeurs passent par un convertisseur analogique-numérique qui aura pour objectif de convertir ces grandeurs analogiques en valeur analogiques. Le PIC18F4550 a à sa disposition des CAN de 10 bits ce qui veut dire que nos valeurs seront codées de 0 à 1023. Pour pouvoir utiliser ses CAN il faut aux préalables configurer 3 registres : ADCON0, ADCON1 et ADCON2. Deux autres registres sont liés aux CAN et ne sont destinés uniquement à être lus afin de pouvoir récupérer la valeur numérique en sortie des CAN.

• ADCON0

Les bits CHS permettent de sélectionner le CAN dont nous nous servirons. Sachant que nous avons au total 7 CAN différents, cette valeur variera successivement de 0 à 6 afin de balayer chaque CAN et de pouvoir lire leur valeur une à une. Pour ce qui est des bits ADON et GO/DONE, nous imposerons un 1 logique au bit ADON afin de pouvoir activer les conversions et GO/DONE à 0 pour ne pas ne pas en activer.

• ADCON1

Nous fixons la valeur des bits PCFG à 0b1000 afin d'avoir les entrées A0 à A6 configurés en tant qu'entrée analogiques. Concernant les bits VCFG0, nous leurs imposons la valeur 0b00 afin que les tensions de référence des CAN soit Vdd, soit 5V, et Vss. Le quantum de nos CAN est par conséquent de 4.88e-3 et est donné par la formule suivante (sachant que nous travaillons sur 10 bits) :

• ADCON2

Sur le registre ADCON2, nous avons décidé de décaler le résultat de la conversion analogique-numérique à gauche. Pour cela, nous avons mis le bit ADFM à 0. Concernant les bits ACQT, nous leurs avons imposé une valeur de 0b000 afin d'avoir un temps d'acquisition égale à 0 TAD et imposé une fréquence de conversion de Fosc/2, soit ADCS = 0b0000

• ADRESH et ADRESL

Ces 2 registres de 8 bits permettent de lire le résultat de la conversion analogique-numérique. Les 2 MSB du résultat seront stockés dans le registre ADRESH, tandis que les 8 autres bits seront stockés dans ADRESL. Pour récupérer ce résultat et pouvoir et le traiter correctement, il nous suffit de faire un décalage à gauche de ADRESH et lui concaténer ADRESL. Cette opération s'effectue avec la ligne de code suivante :

Au final, pour ce qui est de la partie conversion analogique-numérique, nous utiliserons 2 fonctions. Une pour initialiser les registres utilisés par les CAN qui se nomme can_init et une autre, can_result, qui aura pour rôle de lire les valeurs sur les sorties des CAN.

Fonction
void can_init(void)
Description
Permet d'initialiser les registres pour l'utilisation des CAN
Entrée(s)
Aucune
Sortie(s)
Aucune

Fonction
unsigned short can_result(unsigned short AN_num)
Description
Permet de lire le résultat en sortie d'un CAN en fonction du numéro du CAN passé en argument
Entrée(s)
Unsigned short AN_num : numéro du CAN censé être lu
Sortie(s)
Unsigned short res : résultat lue en sortie du CAN

TEST

Nous allons à présent tester que les 7 CAN soient bien configurés et fonctionnent correctement. Pour ce faire, nous allons connecter la pin A0 du PIC18F4550 au potentiomètre fourni sur la carte TP Synthèse et les pin A1, A2, A3, A5, E0 et E1 sur 1 des 3 points fournis par un pont diviseur de tensions consisté de 2 résistances de même valeur.

Par conséquent, sachant que le PIC18F4550 est alimenté en 5V et vu la configuration de nos CAN, A0 peut varier entre 0 et 1023 tandis que les autres sorties du CAN, elles peuvent uniquement prendre les valeurs 0, 512 et 1023 correspondant respectivement aux grandeurs analogiques 0V, 2,5V et 5V.

Pour vérifier ce bon fonctionnement, nous changerons la valeur du potentiomètre ainsi que le branchement des différentes pins des CAN pour ensuite lire et afficher leurs valeurs sur un terminal à chaque fois que la touche E sera pressée. Nous pourrons par conséquent observer les résultats, les comparer à ceux attendus et ainsi attester ou non du bon fonctionnement des CAN

En effectuant ces tests, nous obtenons les résultats ci-dessous. Nous avons réalisé un tableau récapitulatif du premier test que nous pouvons voir sur la capture d'écran du terminal ci-dessous. Nous pouvons constater que nous obtenons bel et bien les valeurs attendus. En effet, nous lisons bien une valeur de 0 lorsque le CAN correspondant est relié à la masse, 512 lorsqu'il est relié au potentiel 2,5V fourni par le pont diviseur de tension et 5V lorsqu'il est relié à l'alimentation 5V. Quand au CAN0, en variant le potentiomètre, nous pouvons voir que la valeur numérique suit linéairement la tension aux bornes de ce potentiomètre en fonction de sa valeur de résistance appliquée.

N° CAN
CAN0
CAN1
CAN2
CAN3
CAN4
CAN5
CAN6
Tension en entrée (V)
~1,25V
2,5
5
2,5
2,5
5
0
Valeur numérique
295
512
1023
512
512
1023
0