Comment programmer l’horloge d’un pic 18F
Mise en situation
Lorsque nous commençons nos premiers balbutiements avec les microcontrôleurs, un des premiers obstacles rencontrés est assurément le choix d’une source d’horloge de cadence du microcontrôleur ainsi que ses paramètres de configuration.
Pour les membres de la famille des PIC 18F, il y a quatre choix possibles pour cadencer la puce, soit à partir:
– d’un signal d’horloge externe,
– d’un circuit oscillant RC (résistance/condensateur) externe,
– d’un cristal externe,
– ou de l’horloge interne du microcontrôleur.
Dans les montages effectués par les bricoleurs maisons, le choix se situe habituellement entre l’horloge interne et le cristal externe.
L’horloge interne du PIC 18F
Le PIC 18F4553 possède une horloge interne qui peut être utilisée pour cadencer ce dernier. C’est une solution économique – pas de pièces supplémentaires à ajouter au montage – qu’on utilisera si une valeur maximale de 8 MHZ convient et qu’une imprécision d’environ +- 2% de la fréquence n’aura pas d’impact sur le système.
L’horloge interne offre les cadences suivantes :
8 MHz – (111) * 4 MHz – (110) 2 MHz – (101) 1 MHz – (100) 500 kHz – (011) 250 kHz – (010) 125 kHz – (001) 31.25 kHz – (000)
tableau 1
* Les valeurs entre parenthèses seront utilisées dans nos programmes pour renseigner la vitesse de l’horloge interne.
Comment programmer l’horloge interne du PIC 18F4553?
La source de l’horloge – interne, cristal, RC … – est sélectionnée via les bits de configuration FOSC (fréquence de l’oscillateur).
La façon la plus simple, sous MPLAB X IDE et XC8, est d’utiliser la directive de compilation suivante dans notre programme :
#pragma config FOSC = INTOSC_EC
Sans autre configuration, le microcontrôleur sera cadencé à 8 MHz par l’horloge interne du PIC.
De plus, la fréquence de l’oscillateur divisée par 4 (Fosc/4) sera présentée à la broche 14 (OSC2/CLK0/RA6) du PIC.
Cela sera utile pour prendre des lectures de fréquences lors de nos expérimentations.
Note: Le PIC 18F exécute ses instructions en quatre (4) cycles d’horloge. Fosc/4 permet donc de synchroniser les circuits externes avec la cadence d’exécution d’une instruction.
Plan des broches (Pin-out) du PIC 18F4553
Image 1
Le diagramme de bloc du PIC 18F4553
Image 2
Préparons le montage suivant
Image 3
Note: Les deux condensateurs, sur l’image précédente, serviront au Labo avec un cristal externe.
Image 4
Le code source
[sourcecode language= »c »]
/*
* Project: Tester l’horloge interne du 18F4553 sous MPLAB X IDE v2.10 et XC8
* Auteur: Alain Boudreault
* Date: 2014.06.14
* —————————————————————————–
* Description:
*
* Le but de ce projet est de tester toutes les combinaisons de IRCFn
* pour faire varier la vitesse de l’horloge interne et
* de mesurer fz/4 sur OSC2.
*
* Des LEDs, sur PORTD, sont utilisés comme rétroaction visuelle
* aux changements de la vitesse.
*
* La plage horloge s’étend de 31.25 kHz à 8 MHz.
*
* Le PORTB – 3 bits seront requis – est utilisé en entrées
* pour composer les valeurs possibles.
*
* Ce port a l’avantage d’avoir des résistances pull-UP internes ce qui
* allège le montage physique.
*
* Pour activer les pull-UP: RBPU = 0;
*
* Il est possible d’ajuster finement la fréquence d’horloge avec OSCTUNE
*
* 011111 Fréquence maximale
* 000000 Fréquence centre
* 111111
* 100000 Fréquence minimum
* Par exemple, OSCTUNE = 0b00000111;
*
*/
#include "pic18F4553.h"
#define LED_TRIS TRISAbits.TRISA1
#define LED_PIN PORTAbits.RA1
#define LECTURE0 PORTBbits.RB0
#define LECTURE1 PORTBbits.RB1
#define LECTURE2 PORTBbits.RB2
#define VITE 0b01110000
#define LENT 0b00000000
#define ENTREE 1
#define SORTIE 0
#define END_OF_TIME 1
#pragma config FOSC = INTOSC_EC // Horloge interne avec fz/4 sur OSC2
#pragma config PBADEN = OFF // PORTB<4:0> broches configurées en digital I/O sur Reset
unsigned char i = 0;
void delay() {
long int counter = 0;
for (counter = 0; counter<500; counter++) { asm("NOP"); }
} // delay
void main(void) {
TRISC0 = SORTIE;
TRISD = 0; // LEDs pour la rétroaction visuelle
LED_TRIS = 0;
// Activer les pull-up du PORTB
RBPU = 0;
while (END_OF_TIME) {
// Ajuster la vistesse de l’horloge en fonction des pins de configuration
OSCCONbits.IRCF0 = !LECTURE0;
OSCCONbits.IRCF1 = !LECTURE1;
OSCCONbits.IRCF2 = !LECTURE2;
// Allumer le LED témoin si vitesse horloge >= 1 MHz
if (!LECTURE2 == 1 )
LED_PIN = 1;
else
LED_PIN = 0;
// Afficher la séquence des LEDs témoins
PORTD = i++;
delay();
} // while
} // main()
[/sourcecode]
Explications du code
[sourcecode language= »css »]
À suivre …
[/sourcecode]
Résultats du montage
Lecture de la broche 14 – OSC2/CLK0/RA6:
Test 1 – Le montage est sous tension et les broches Rb0, RB1 et RB2 sont connectées à VDD (ground).
Note: Le programme va inverser l’état de ces broches, par exemple, !LECTURE0.
Pourquoi procéder ainsi? Parce que nous utilisons les ‘pull-up’ interne du PORTB. La valeur par défaut des broches du PORTB est donc à logique ‘1’. Pour changer l’état, il faut donc passer à logique ‘0’.
Donc, nous obtiendrons 111 comme valeur de lecture pour RB:2..0.
Avec IRCF:111 = Fosc/4 = 2mHz
Image 5
Résultat:
Le PIC est cadencé à 8mHz, il exécute 2 millions d’instructions par seconde et une impulsion cadencée à 2mHz est présente à la broche RA6.
Test 2 – Le montage est sous tension et seulement la broche RB2 est connectée à VDD (ground).
Avec IRCF:100 = Fosc/4 = 252.63kHz
Résultat:
Le PIC est cadencé à 1mHz (lecture réelle à 1.01mHz – souvenez-vous de l’imprécision de +- 2%), il exécute 252 milles instructions par seconde et une impulsion cadencée à 252kHz est présente à la broche RA6
Test 3 – Le montage est sous tension et aucune broche n’est connectée à VDD (ground).
Avec IRCF:000 = Fosc/4 = 7.84kHz
Résultat:
Le PIC est cadencé à 32.5kHz, il exécute 7800 instructions par seconde et une impulsion cadencée à 7.8kHz est présente à la broche RA6
Voici le résultat vidéo du projet avec changement en temps réel de Fosc en faisant varier la valeur des broches 33- RB0, 34 – RB1 et 35 -RB2
[youtube=http://www.youtube.com/watch?v=WaoQdw7j-qM]
Référence Microchip – 18F4553, 18F4550
Article rédigé par Alain Boudreault (aka:VE2CUY, aka:puyansude) 2014.06.15