Tutorat de microprocesseurs - Sujet 8 - Thermostat

DJERABA Taky - HUBERT Thomas - PREUD'HOMME Geoffrey

Sujet

<!-- TODO Faire un bref résumé de ce qu'on nous demande -->

Architecture matérielle

Entrées

On utilisera 4 boutons : pour valider, revenir en arrière, incrémenter et décrémenter. Ils sont branchés sur les ports d'interruption INT0 à INT3 respectivement pour éviter une scrutation afin d'économiser de l'énergie.

Le capteur de température est connecté sur le convertisseur analogique-numérique numéro 8 (ADC8).

Étude du fonctionnement

Menu

Voici la hiérarchie du menu qui sera utilisée pour configurer le thermostat :

• Veille
  • Association mode ↔ heure de la semaine
    • Lundi
    • Mardi
    • Mercredi
    • Jeudi
    • Vendredi
    • Samedi
    • Dimanche
  • Température du mode jour
  • Témpérature du mode nuit
  • Réglage de la date et heure
    • Jour de la semaine
    • Heures
    • Minutes

On peut passer d'un menu à son menu hiérarchiquement supérieur (parent) avec le bouton retour. On passe d'un menu à un autre de niveau identique mais de même parent (frère) avec les boutons Incrémenter et Décrémenter. Lorsque l'on appuie sur le bouton valider, deux choses peuvent se produire : si le menu possède des sous-menus (enfants), il passe au premier enfant, sinon, il permettra l'édition d'une valeur que l'on poura incrémenter ou décrémenter avec les boutons du même nom, et qui seront sauvegardées à l'aide du bouton retour.

<!-- TODO On bloque le choix des températures à 5,5 30,1, expliquer pourquoi on fait ça -->

États

• 0→1 : Veille (Heure, Température)
• 2 : Menu Association mode ↔ Heure de la semaine
• 3→9 : Menu jours (Lundi - Dimanche)
• 10→16 : Paramétrage des jours (Lundi - Dimanche)
• 17 : Menu température du mode jour
• 18 : Paramétrage température du mode jour
• 19 : Menu température du mode nuit
• 20 : Paramétrage température du mode nuit
• 21 : Menu réglage de la date et heure
• 22→24 : Menu réglage du jour / heure / minute
• 25→27 : Paramétrage du jour / heure / minute

Stockage des données

Les accès à la RAM nécessitant plus d'instructions et donc étant plus gourmands en énergie, on stockera le maximum d'informations dans les registres, de préférences les données étant lues/écrites les plus fréquemment. On y stockera donc :

• 4 registres : les 4 digits de l'afficheur 7 segments en cours d'affichage. Ces informations devant être récupérées 4 fois toutes les quelques millisecondes, on ne calculera leur représentation que lors de leur changement et on les stockera dans ces registres.
• 1 registre (dont 6 bits inutilisés) : afficheur 7 segment actuellement en cours d'affichage. Cela permet d'alterner les 4 dans l'ordre. <!-- TODO Voir si c'est pas possible d'utiliser le timer pour stocker ces infos -->
• 3 registres : Stockage du temps. Le compteur de temps le plus grand mais à la fois diviseur de la période de changement de mode veille et d'une heure sur l'Atmega 2560 est deux secondes. On comptera le temps de la semaine avec cette période de deux secondes. Il y a alors $\frac{7 \times 24 \times 60 \times 60 }{ 2 }$ $=302400$ valeurs possibles pour ce compteur de temps. On a donc besoin de 3 registres $\left( 2^{8 \times 2} = 65536 {8 \times 3} \right)$ pour stocker cette valeur. Afin de simplifier, sur le premier registre on utilisera 3 bits pour stocker le jour de la semaine, 5 bits pour l'heure du jour, on utilisera le deuxième registre pour stocker la minute de l'heure, et le troisième registre pour stocker le

Les associations de chaque heure de la semaine à son mode (jour/nuit) seront stockées dans la RAM. Bien qu'en théorie nous n'avons besoin que de $\frac{ \text{nb jours/semaine} \times \text{nb heures/jour} \times \text{nb bits pour stocker le mode} }{ \text{nb bits stockables sur une adresse} }$ $=\frac{7 \times 24 \times 1 }{ 8 }$ $=\frac{168}{8}$ $=21$ adresses pour stocker ces informations, on préfèrera utiliser une adresse par heure de la semaine, soit $168$ adresses. Bien que l'on perd en espace mémoire disponible, on garde en rapidité d'éxecution (et donc en énergie), en effet il n'est pas nécessaire d'utiliser des masques pour récupérer la valeur des bits individuels. Dans notre cas le microprocesseur n'abritera aucun autre programme avec qui il devra partager la RAM, et la consommation énergétique ne change pas selon le nombre d'adresses utilisées, il n'y a donc que des avantages à utiliser cette technique.

Configuration des interfaces

ADC

On le configurera de manière à mettre les 8 premiers bits de points forts sur un registre complet <!-- TODO comment ça s'appelle ce mode -->. En effet, les valeurs de témpératures allant de 5,0° à 30,6°, en choisissant une précision de 0,1° on obient 256 valeurs possibles, ce qui peut se stocker sur un seul régistre. Une précision supplémentaire ne semble pas nécessaire.

Il sera de plus configuré pour s'activer sur demande et activera une interruption dès que la conversion est terminée afin d'éviter toute scrutation.

Algorithme

Pseudo-code

!include(principal.txt lang=avrpseudo)