Ce cours sera remplacé par le cours GPA771 à compter de la session d'automne 2021.

À la fin de ce cours, l’étudiant sera en mesure :

• de démontrer les principes de la microélectronique dans l’automatisation et dans le traitement de l’information;
• d'appliquer ces principes dans le contexte d’instrumentation et inspection industrielle.

Organisation de matériel et du logiciel. Architecture de microcontrôleurs. Outils pour la conception et la programmation structurée de microcontrôleurs. Microcontrôleurs à logique floue. Configurations matérielles. Gestion d’exceptions. Module de temporisation. Convertisseur analogique-numérique. Interfaces de communications.

Séances de laboratoire : développer des applications en commande industrielle et en traitement d’information.

Précision sur le préalable : il concerne les étudiants des profils M, I et P.

Le cours GPA770 est axé vers l’intégration de diverses technologies électroniques et informatiques. Les objectifs du cours sont de transmettre à l’étudiant les connaissances et les techniques permettant l’application de la microélectronique dans les systèmes de contrôle et de traitement d’information. L’étudiant atteint ces objectifs à travers l’apprentissage :

• des concepts fondamentaux de la micro-informatique industrielle, des systèmes numériques contrôlés par un programme stocké dans une mémoire, et des différents types de microcontrôleurs, leurs caractéristiques respectives et leurs applications industrielles particulières;

• des méthodes pour effectuer la programmation de microcontrôleurs en macro-assembleur avancé et structuré (PDL), en langage à haut niveau (« C »), ainsi qu’avec un mariage des deux types de programmation;

• des compromis occasionnés par la mise en œuvre de fonctions à accomplir dans le matériel, par rapport à celles faites dans le logiciel;

• des approches pour exploiter les unités fonctionnelles internes d’un microcontrôleur, et pour étendre ses capacités (mémoires, entrées/sorties, etc.), afin qu’il puisse répondre à des besoins qui excèdent ses propres capacités internes;

• des techniques de conception de raccords et d’interfaces numériques et analogiques requises pour communiquer avec le monde extérieur;

• des habiletés au laboratoire- programmation, de simulation, et d’intégration des microcontrôleurs à un environnement réel, en utilisant les outils de développement conçus à cet effet.

39  heures de cours

36  heures de laboratoires

  5  heures de travail personnel par semaine (lectures, exercices, préparation des laboratoires, travail libre au labo, etc.)

Les concepts de base du cours GPA770 seront appris à l’aide d’un microcontrôleur générique qui est commun et versatile. Cette approche pédagogique se justifie par la similitude des concepts sous-jacents et par les composantes fonctionnelles reliées à différents microcontrôleurs. L’étudiant sera donc en mesure de transposer les connaissances acquises avec ce microcontrôleur particulier, pour maîtriser la grande diversité microcontrôleurs et microprocesseurs que l’on retrouve en industrie.  De plus, cette approche permet de maîtriser des aspects logiciels et matériels d’un système microélectronique de pointe.

Afin d’atteindre les objectifs d’apprentissage, ce cours est fortement orienté vers la réalisation d’activités de conception et de synthèse en laboratoire.

        Stations de travail

                Logiciel

• Environnement de développement intégré CodeWarrior de Freescale inc.

• Possiblement: VMware Horizon Client pour un accès à distance aux ordinateurs du laboratoire.

Matériel

• Microcontrôleur MC9S12C32 de la famille HCS12 de Motorola Inc.
• Carte de développement PK-HCS12C32 de softTec Microsystems
• Robot mobile miniature 'Carpet Rover Basic' de Lynxmotion Inc.

***: Ou un travail de synthèse de pondération équivalente s'il n'est pas possible de se présenter physiquement au laboratoire.

•  -10 points par jour de retard.

1. PACK, D. J. et S.F.BARRETT (2008). Microcontroller Theory and Applications: HC12 and S12, 2e éd. Prentice-Hall, ISBN :  0-13-615205-7.

2. Motorola, S12CPUV2 Reference Manual, HCS12 Microcontrollers, Motorola inc., rev 4.003/2006

3. Tremblay, M., Granger, É. et Grenier, D., Cahier de laboratoires pour le GPA770 – Microélectronique appliquée, ÉTS, rév.: octobre 2014.

1. CADY, F.M. etJ.M. SIBIGROTH (2000). Software and Hardware Engineering: Motorola M68HC12, Oxford University Press.

2. CAVANAGH, J.F. (1984).Digital Computer Arithmetic: Design and Implementation, McGraw-Hill.

3. COMER, B. J. et D.T. COMER (2003). Advanced Electronic Circuit Design, John Wiley and Sons.

4. CRAINE, J.F. et J.R. MARTIN (1985). Microcomputer in Engineering and Science, Addison- Wesley.

5. HUANG, H.-W. (2003). MC68HC12 An Introduction: Software and Hardware Interfacing, Thomson Delmar Learning.

6. KERNIGHAN, B.W. et D.M. RITCHIE (1991). The C Programming Language, 2^e éd., Prentice-Hall.

7. MILLER, G.H. (2004). Microcomputer Engineering, Prentice-Hall, 3^e éd.

8. PEATMAN, J.B. (1988). Design with Microcontrollers, McGraw-Hill

9. TOCCI, R. J. (1996). Circuits numériques : théorie et applications, Les éditions Reynald Goulet.

N.B.: Les manuels suivants de Motorola se retrouvent en fichiers PDF sur le site www.freescale.com et sur le site du cours.

• Le manuel de référence du 68HCS12 :                         MC9S12C128V1.PDF
• Le manuel de référence du CPU12 :                             S12CPUV2.PDF

https://www.etsmtl.ca/etudes/cours/gpa770/

COORDONNÉES DE L'ENSEIGNANT :

Groupe 02: