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Année académique 2017-2018
11/12/2017
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Dernière modification : le 19/12/2014 par MATHYS, Pierre

Langue/Language


Systèmes à microcontrôleurs
ELEC - H307

I. Informations générales
Intitulé de l'unité d'enseignement * Systèmes à microcontrôleurs
Langue d'enseignement * Enseigné en français
Niveau du cadre de certification * Niveau 6 (1e cycle-BA)
Discipline * Electricité
Titulaire(s) * [y inclus le coordonnateur]
II. Place de l'enseignement
Unité(s) d'enseignement co-requise(s) *
Unité(s) d'enseignement pré-requise(s) *
Connaissances et compétences pré-requises * Electronique appliquée (ELEC-H301) ou équivalent / Bases de l'algorithmique
Programme(s) d'études comprenant l'unité d'enseignement - CEPULB - Conseil de l'Éducation Permanente de l'Université Libre de Bruxelles (3 crédits, obligatoire)
III. Objectifs et méthodologies
Contribution de l'unité d'enseignement au profil d'enseignement *
Objectifs de l'unité d'enseignement (et/ou acquis d'apprentissages spécifiques) *

Compétences spécifiques

A l'issue de ce cours, les étudiants doivent être capables de résoudre un problème simple de contrôle-commande à l'aide d'un microcontrôleur

  • en hardware
    • établir un schéma-bloc simple identifiant tous les organes externes et les entrées-sorties requises du micro-contrôleur
    • identifier les problèmes d'entrée-sortie numériques (incompatibilités de niveaux, sortance …..) et analogiques (adaptation d'impédance, niveaux du signal)
    • résoudre ces problèmes et compléter le schéma-bloc par la glue logic ou le conditionnement de signal approprié
    • choisir les périphériques internes les plus appropriés
    • choisir la méthode et la cadence d'échantillonnage des signaux (polling, interruptions périodiques,…)
  • en software
    • faire une découpe fonctionnelle et un organigramme du programme
    • si le problème s'y prête concevoir une machine d'état
    • programmer en langage C

Pour ce faire ils doivent avoir acquis tout le vocabulaire de base de la discipline, et compris le fonctionnement de tous les éléments de base qui constituent de tels systèmes

Compétences générales (voir référentiel de compétences de l'Ecole Polytechnique)

  • Résolution de problème technique en mobilisant les connaissances acquises et avec un démarche scientifique et rigoureuse
  • Travail en équipe
  • Communication technique et interpersonnelle
  • Gestion de projet

 

Contenu de l'unité d'enseignement *
  • Introduction : définition, d'un microprocesseur et d'un microcontrôleur, exemple de système à micro-contrôleur et fil rouge du cours: l'ouvre-porte de garage
  • Les bistables, principalement le D latch et le D Flip-Flop: temps caractéristiques, principe des mémoires à un bit et des registres, notions de 3-state et de bus, logique synchrone et pipe-line
  • Notions d'instruction et de cycle machine. Pipe-line élémentaire du PIC. Interruptions
  • Horloge, bistable T, compteurs, timers; exemple du PIC
  • Entrées/sorties numériques et glue logic, problèmes de compatibilité de niveaux logiques, de sortance. Polling et interruptions. Entrées/sorties du PIC. Entrées-sorties temporisées par les timers. Communication en parallèle
  • Transmissions en série. Notion de registre à décalage. Transmission synchrone et asynchrone. U(S)ART. Le standard RS-232.
  • Mémoires: schéma-bloc, signaux d'interface, structure matricielle, classification, applications des différentes technologies
  • Mémoire vive et registres du PIC,  notion d'adressage direct et indirect, bancs de mémoire, matérialisation des pointeurs, stack

 

Méthodes d'enseignement et activités d'apprentissages *

Cours ex-cathedra (12h=6x2h)
Laboratoires (24h=6x4h) par groupes de 3 étudiants comprenant  2 séances de familiarisation avec le matériel et les outils de déveleppement, puis 4 séances sur un mini-projet  basé sur une carte à microcontrôleur

Support(s) de cours indispensable(s) * Oui (1)
Autres supports de cours

Deux supports sont fournis

  • les fichiers des diaporamas animés projetés aux cours (exécutables Windows ne nécessitant aucune visionneuse particulière)
  • le syllabus composé des mêmes diaporamas sous forme de figures statiques sur une demi-page, accompagnées d'un commentaire détaillé sur l'autre demi-page. Ce syllabus est disponible sous forme imprimée dans les colis de cours du Cercle Polytechnique ou en fichier pdf

Rem: les fichiers sont téléchargeables sur le site Web du service BEAMS (accès restreint: le lien et le mot de passe seront fournis aux étudiants inscrits au cours)

Références, bibliographie et lectures recommandées *
  • Microcontroller Cookbook, Second Edition [Paperback] by Mike James (Ed Newnes)
  • Designing Embedded Systems with PIC Microcontrollers by Tim Wilmshurst (Ed Newnes)
  • Embedded Systems World Class Design by Jack Ganssle (Ed Newnes)
IV. Evaluation
Méthode(s) d'évaluation *
  • La matière des examens couvre toutes les notions vues au cours et au laboratoire, ainsi que dans les cours prérequis.
  • Les examens se passent "à cahier ouvert", les étudiants peuvent consulter en permanence les notes de cours fournies, leurs notes personnelles et leur cahier de laboratoire. Tout autre document est interdit.
  • il n'y a pas de séparation entre théorie et pratique, mais bien des exercices de réflexion et des problèmes

1°) examen écrit

  • l'examen écrit est obligatoire. Les étudiants recevront les feuilles d'examen sur lesquelles ils répondront directement.
  • il est toujours permis de demander des explications complémentaires pendant l'examen. Un étudiant bloqué peut demander de l'aide, la sous-question concernée sera notée 0
  • l'examen dure 3h.

2°) examen oral

  • l'examen oral est facultatif, quelle que soit la note de l'écrit
  • tous les étudiants de la demi-journée entrent en même temps et reçoivent les mêmes questions, tirées au sort
  • après une heure de préparation, les étudiants sont interrogés tour-à-tour, quel que soit l'état d'avancement de leurs réponses, reçoivent éventuellement des indications pour continuer.
  • il y a autant de tours que nécessaire pour que tout le monde ait terminé, avec une limite de 4h.
  • Bien que l'examen oral soit avec notes, les étudiants doivent pouvoir définir sans notes avec précision les concepts fondamentaux du cours

Critères de jugement

  • compréhension des concepts inclus dans le cours
  • pertinence des solutions techniques proposées
  • la rigueur du raisonnement
  • clarté et la précision de l'expression orale et écrite, l'emploi des termes propres

 

Construction de la note (en ce compris, la pondération des notes partielles) *

La totalité de la note est acquise à l'examen

  • Si l'étudiant ne passe que l'écrit, la note finale est celle de l'écrit
  • Si l'étudiant passe l'écrit et l'oral facultatif, la note finale est la moyenne des deux examens, écrêtée à un écart maximum de -2/+4 par rapport à la note de l'examen écrit
  • les notes sur 20 sont arrondies au demi-point

Remarques pour la seconde session

  • l'éventuelle note d'oral de première session sera automatiquement incluse dans la note finale si elle est supérieure ou égale à 10 et supérieure à la note de l'écrit de seconde session.
Langue d'évaluation *

Français ou anglais

V. Organisation pratique
Institution organisatrice * ULB
Faculté gestionnaire * Ecole polytechnique Bruxelles
Quadrimestre * Deuxième quadrimestre (NRE : 17472)
Horaire * Deuxième quadrimestre
Volume horaire

Cours:  12h = 6x2h

Labos: 24h = 6x4h

L'étudiant est censé consacrer le temps nécessaire à la préparation des Laboratoire, pour lesquels il dispose des énoncés à l'avance

VI. Coordination pédagogique
Contact *

Titulaire : Pierre MATHYS

Assistant responsable : Raoul SOMMEILLIER

Lieu d’enseignement *

Campus du Solbosch

Cours: voir GEHOL

Laboratoires : S.UA5.217

 

 

VII. Autres informations relatives à l’unité d’enseignement
Remarques

Deuxième quadrimestre

Cours et laboratoires : Février à Mai

Examen : Juin


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