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File metadata and controls

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Informations générales

  • Le dsPIC33f tourne à une fréquence de 40MHz (40 millions d'instructions par seconde), dénommée FCy

Niveaux logiques

La marge de bruit d'une sortie X vers une entrée Y est donnée, pour LO : VilY - VolX , pour HI : VihY - VohX

Abbréviations utilisée dans cette section:

  • Voh: Voltage Output High
  • Vih: Voltage Input High
  • Vth: Voltage THreshold
  • Vil: Voltage Input Low
  • Vol: Voltage Output Low

Norme TTL

  • Voh: 2.4V
  • Vih: 2.0V
  • Vth: 1.5V
  • Vil: 0.8V
  • Vol: 0.4V

Norme HCMOS

  • Voh: 4.5V (4mA)
  • Vih: 3.5V (70%)
  • Vth: 2.5V
  • Vil: 1.5V (30%)
  • Vol: 0.3V (4mA)

PIC18F (compatibilité TTL)

  • Voh: 4.3V (3mA)
  • Vih: 2.0V
  • Vth: 1.5V
  • Vil: 0.8V
  • Vol: 0.6V (8mA)

PIC18F (Schmidt Trigger)

  • Voh: 4.3V (3mA)
  • Vih: 4.0V (80%)
  • Vth: 2.0V (flan descendant) / 3.0V (flanc montant)
  • Vil: 1.0V (20%)
  • Vol: 0.6V (8mA)

Entrées / Sorties numériques

Plusieurs séries d'I/O (PORTA à PORTG), x ci-après. Certaines font 8 bits de large, d'autres 16.

Attention, certaines pattes sont partagées avec l'ADC ou le PWM

Registres de direction des pattes I/O

  • 1 = entrée, 0 = sortie
  • TRISx = 0x0001 pour configurer la patte 0 en entrée, tout le reste en sortie
  • TRISxbits.TRISx0 = 1 pour configurer l'entrée individuellement

Registres de sortie des pattes I/O

  • LATx = 0x0001 pour écrire tous les bits en une fois
  • LATxbits.LATx0 = 1 pour écrire un bit individuellement

Registres d'entrée des pattes I/O

  • int val = PORTx pour lire toutes les entrées en une fois
  • int val = PORTx.Rx0 pour lire l'entrée individuellement

Timers

Configuration

  • Registres de période des timers: PR1 à PR9, en nombre de cycles du processeur (même unité que FCy)

  • PRx = n; va multiplier par n la durée d'une période du timer x et du coup, diviser par n le nombre de périodes par seconde. Pour faire simple, en prennant p = n/FCy (secondes) et f = FCy/n (Hz) (!Attention! n < 2^16 )

  • Démarrer le timer: T1CONbits.TON = 1 à T9CONbits.TON = 1

  • Vérifier si la valeur du timer est atteinte: IFS0bits.T1IF à IFS0bits.T9IF

  • Il faut remettre ce bit à 0 manuellement !

Prescaling

Les registres de timer font 16 bits (max 65535/FCy = 1638 microsecondes). On peut utiliser un prescaler (diviseur d'horloge), de facteur 8, 64 ou 256.

  • T1CONbits.TCKPS = 0b00 Pas de prescaling (1)
  • T1CONbits.TCKPS = 0b01 Prescaling de 8
  • T1CONbits.TCKPS = 0b10 Prescaling de 64
  • T1CONbits.TCKPS = 0b11 Prescaling de 256

De nouveau ici si on note m, la valeur de prescale alors la fréquence de référence est F/m, on a alors la période p = m*n/F [s] et f = F/(n*m) [Hz] .

Mode 32 bits

Il est possible d'utiliser les timers 2 et 3 (16 bits) ou 4 et 5 en combinaison pour obtenir un timer 32 bits

  • Mettre la paire 2/3 en mode 32 bits : T2CONbits.T32 = 1
  • Mettre les 16 bits de poids faible dans PR2
  • Mettre les 16 bits de poids fort dans PR3
  • Configurer eventuellement le prescaling sur le timer 2
  • Configurer eventuellement l'interruption sur le timer 3
  • Lancer le timer 2 : T2CONbits.TON = 1

ADC

Le PIC est équippé de 32 entrées analogiques, dont 3 utilisables sur la carte d'extension (AN0, AN1, AN3). Les ADC convertissent une tension de max 3.3V sur 10 ou 12 bits. La conversion n'est pas instantanée (plusieurs microsecondes). Il y a deux étapes : l'échantillonage et la conversion. La fin de l'échantillonage et le début de la conversion peut être gérée par un timer ou manuellement. Le début de l'échantillonage peut être automatique ou manuel. La durée de la conversion est paramétrable par l'horloge interne du convertisseur. Dans la suite, remplacer x par le numéro de l'ADC (1 ou 2)

  • Mettre l'horloge pour contrôler le temps de conversion. La numérisation nécessite 12 périodes (12 T AD ) en mode 10 bits et 14 périodes (14 T AD ) en mode 12 bits. Lorsqu’elle est basée sur l’horloge du cycle machine (F CY ), l’horloge de l’ADC est configurable à l’aide des 8 bits ADCS de ADxCON3. La période T AD est alors donnée par : (AD1CON3bits.ADCS+1)/F_cy Pour qu’une numérisation se déroule correctement, cette période doit être supérieure à 75ns.
  • On peut mesurer la valeur sur 12 bits en mettant le bit ADxCON1bits.AD12B à 1
  • Choisir l'entrée sur laquelle écouter : ADxCHS0.CHS0A = y où y est l'entrée
  • Mettre l'entrée choisie en mode analogique : ADxPCFGLbits.PCFGy = 0
  • ADxCON1bits.ASAM = 1 : autoreset à 1 de ADxCON1bits.SAMP pour relancer l'échantillonage dès qu'une conversion est terminée. Sinon, il faudrait manuellement relancer l'échantillonage : ADxCON1bits.SAMP = 1.
  • Activer l'ADC : ADxCON1bits.ADON = 1
  • Mettre fin à l'échantillonage et lancer la conversion: ADxCON1bits.SAMP = 0 Cette mise à 0 est automatique si un timer est relié au convertisseur.
  • Quand la conversion est terminée, le bit ADxCON1bits.DONE est mis à 1 et est automatiquement remis à 0 au lancement d'une conversion. Il est toutefois préférable de consulter le flag d'interruption (IEC0bits.ADxIE)
  • Le résultat de la conversion est lisible dans le registre ADCxBUF0 (16 bits).

Relier l'ADC au Timer 3

Il est possible de configurer l'ADC1 pour lancer une conversion sur débordement du timer 3 (idem pour l'ADC2 avec le timer 5), auquel cas il n'est pas nécessaire de tester et réinitialiser le bit IFS0bits.TxIF par contre il faut remettre le bit IFS0bits.ADxIF à 0. La routine d'interruption est _ADC1Interrupt

  • "Connecter" l'ADC 1 au timer 3: AD1CON1bits.SSRC = 2
  • "Connecter" l'ADC 2 au timer 5: AD2CON1bits.SSRC = 2

Interruptions

Il est possible d'appeler une fonction "callback" lors du déclenchement d'un évènement comme le débordement d'un timer, la fin d'une conversion ADC ou la réception d'un caractère sur le port série.

  • Activer l'interruption pour un timer: IEC0bits.TxIE = 1 (où x est le numéro du timer de 1 à 3)
  • Activer l'interruption pour un ADC: IEC0bits.ADyIE = 1 (où y est le numéro de l'ADC)

Il faut ensuite écrire la routine d'interruption correspondante:

/* Routine d'interruption de débordement du Timer 1 */
void _ISR _T1Interrupt (void){}

/* Routine d'interruption de fin de conversion de l'ADC1 */
void _ISR _ADC1Interrupt (void){}

Puis remettre le flag à 0 IFS0bits.TxIF = 0 IFS0bits.ADCyF = 0

PWM

Le dsPIC33F possède 8 périphériques de comparaison de sortie (Output Compare), connectés sur les ports RD0 à RD7, renommés OC1 à OC8 si utilisés comme tel. Le principe du PWM peut être vu comme un timer à deux registres de comparaison (un registre de période totale, un registre de période active).

Pour ce faire, on configure un timer usuellement, et on définit une période active dans un deuxième registre, dans les mêmes unités que la période du timer.

Le rapport entre la période active et la période totale peut s'appliquer à la tension d'alimentation d'un moteur, par exemple. Ex : rapport = periode_active/periode alors tensionMoyenneMoteur = tensionAlimMoteur * rapport

Seul les timers 2 et 3 peuvent être utilisés pour le PWM

Configuration

  • Définition de la période du timer: PR2 = periode ou PR3 = periode
  • Définition de la période "active": OCxRS = periode_active (inférieur à PR2)
  • Définition du timer source: OCxCONbits.OCTSEL = 0 (timer 2 = 0, timer 3 = 1)
  • Passage de la borne en mode PWM: OCxCONbits.OCM = 0b110
  • Passage de la borne RDx correspondante en sortie : TRISDbits.TRISDx = 0

Ne pas oublier de lancer le timer

Exemple:

PR2 = 40000   // Timer 2 à 1kHz
OC1CONbits.OCM = 0b110 // passage en mode PWM
OC1RS = 10000 // Période active de 1/4 de la période du timer 
              // (25% de puissance moyenne)
OC1CONbits.OCTSEL = 0 //timer source : 2
TRISDbits.TRISD0 = 0 // OC1->RD0, passage de la born RD0 en sortie
T2CONbits.TON = 1 // lancement de la PWM

Communication série (UART)

UART: Universal Asynchronous Receiver Transmitter. Le dsPIC33f en comporte 2 qui utilisent le protocole série standard RS-232.

Il faut configurer plusieurs paramètres:

  • Le baud-rate (souvent 9600, 62500 ou 115200 bauds)
  • La taille d'un symbole (nombre de bits, généralement 8)
  • Le bit de parité: aucun, pair ou impair (contrôle d'erreur)
  • Le stop bit: marque un stop après l'émission d'un symbole (généralement 1 bit) car on ignore combien de temps peut se passer avant la prochaine émission d'un symbole et il faut s'assurer que la ligne soit en état LO pour recevoir le start bit suivant.

On désigne parfois le format en plus court. Exemple: 8N1 = symboles de 8 bits, pas de bit de parité, 1 stop bit.

Certains paramètres doivent être fixés en fonction du périphériques de l'autre côté de la connexion.

Configuration

Les UARTs 1 et 2 sont dénommés x ci après

  • Ecrire le baud rate dans UxBRG, selon la formule ( FCy/(16*baudrate) ) - 1
  • Si besoin d'un plus grand baud rate, on peut mettre le bit UxMODEbits.BRGH à 1, la formule devient ( FCy/(4*bauds) ) - 1
  • Sélection du mode de parité et de la taille des symboles: UxMODEbits.PDSEL = 0b00
  • Sélection du nombre de bits de stop: UxMODEbits.STSEL = 0 (0=1 stop bit, 1=2stop bits)
  • Controle de flux : UxMODEbits.UEN = 0
  • Sélection du mode de réception: UxSTAbits.URXISEL = 0b00
  • Sélection du mode d'interruption pour l'envoi: UxSTAbits.UTXISEL = 0b00
  • Activation de l'UART: UxMODEbits.UARTEN = 1
  • Activation de l'émetteur: UxSTAbits.UTXEN = 1 (uniquement si on souhaite émettre)
  • Activation de l'interruption: IEC0bits.U1RXIE pour l'UART 1, IEC1bits.U2RXIE pour l'UART 2

Modes de parité

Signification des valeurs pour le flag UxMODEbits.PDSEL

  • 0b00 8 bits de données, pas de bit de parité
  • 0b01 8 bits de données, parité paire
  • 0b10 8 bits de données, parité impaire
  • 0b11 9 bits de données, pas de bit de parité

Modes de réception

Signification des valeurs pour le flag UxSTAbits.URXISEL

  • 0b00 ou 0b01 Déclenchement de l'interruption après réception d'un symbole
  • 0b10 Déclenchement de l'interruption quand le buffer est rempli aux 3/4
  • 0b11 Déclenchement de l'interruption quand le buffer de réception est rempli

Modes d'émission

Signification des valeurs pour le flag UxSTAbits.UTXISEL

  • 0b00 Déclenchement de l'interruption quand une place vient d'être libérée dans le buffer (envoi en cours)
  • 0b01 Déclenchement de l'interruption quand tous les envois sont terminés
  • 0b10 Déclenchement de l'interruption quand le buffer vient d'être vidé (envoi du dernier message en cours)
  • 0b11 Réservé

Émission

  • Avant d'émettre, il faut vérifier qu'il y a de la place dans le buffer d'émission (BufferFull) : while (UxSTAbits.UTXBF == 1)
  • Placer le caractère dans le buffer (FIFO): UxTXREG = caractère
  • Attendre que le caractère soit transmis: while (UxSTAbits.TRMT == 0) (facultatif)

Réception

Si la réception est configurée sur interruption, il faut définir une Interrupt Service Routine

void _ISR _UxRXInterrupt(void){
    /* Tant qu'il ya des données disponibles dans le buffer d'entrée... */
    while (UxSTAbits.URXDA){
        char received = UxRXREG;
    }
}

Il ne faut pas shifter le buffer d'entrée manuellement (FIFO hardware). Attention, une donnée lue est supprimée du buffer, la lecture suivante passera au symbole suivant.