Cours:TPS 2103 tp horlogeI2c

Fiche résumé

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Éléments de correction

Contexte : l'afficheur LCD alphanumérique

Ce type d'afficheur permet d'afficher un certain nombre de caractères ( lettre, chiffre, caractères spéciaux).

Ces afficheurs se distinguent principalement par :

• le nombre de caractères par ligne
• le nombre de lignes
• la couleur de rétroéclairage
• sa dimension

L'afficheur est donc découpé en cases, chacune étant un caractère de la table ASCII (American Standard Code for Information Interchange) :

• chaque caractère est associé à un nombre
• les codes ASCII de 0 à 127 sont les codes standards
• les codes de 128 à 255 sont les codes étendus

Remarque : le code ASCII est rarement utilisé directement, les insctructions suivantes sont équivalentes :

char c;
c='A';
c=0x41;
c=65;
c=0b01000001;

L'afficheur possède 16 broches, détaillées ci-contre. Parmi celles-ci, 11 broches sont utiles pour dialoguer avec l'afficheur : RS , R/W , E , D[7..0] Le bus de données peut-être configuré en mode 8 bits ou 4 bits afin de limiter le nombre de broches nécessaires. Dans ce cas il faudra 2 périodes pour transférer une donnée ( 2 x 4 bits). Ce bus est de type parallèle, half-duplex, synchrone ( signal E ) Il sert à la fois pour : configurer l'écran modifier les caractères affichés positionner/déplacer le curseur (emplacement du prochain caractère)

Pinout de l'afficheur utilisé : VSS Masse de l’écran. VDD Alimentation positive de l’écran. V0 Permet de régler le contraste en faisant varier la tension sur cette borne. RS Register Select R/W Read/Write, pour écrire dans l’afficheur on place cette entrée à 0 E Enable, permet d’indiquer à l’afficheur que la donnée sur son bus de data est valide D0 Bus de communication parallèle 8 bits (data) pour l’échange de données D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A Anode des leds pour le rétroéclairage de l’afficheur K Cathode des leds pour le rétroéclairage de l’afficheur

écran LCD et GPIO expander

Nous allons utiliser le shield i2c utilisé lors du TP précédent pour connecter l'écran sur la carte arduino Nano que nous allons programmer.

Ce ShieldLCD comporte un écran LCD avec son potentiomètre de réglage du contraste ainsi 6 boutons poussoirs. Il est fait pour être utilisé avec une carte Arduino UNO mais fonctionne aussi sur un Arduino MEGA.

Ici nous allons utiliser une librairie modifiée pour l'utilisation au travers d'un MCP23017.

Télécharger la librairie donnée dans la partie ressources, et exécuter le programme d'exemple suivant pour vérifier le bon fonctionnement

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_RGBLCDShield.h>
#include <utility/Adafruit_MCP23017.h>

Adafruit_RGBLCDShield lcd = Adafruit_RGBLCDShield();

int32_t time=0;

int main()
{
  sei();
  Serial.begin(9600);
  lcd.begin(16, 2);

  lcd.print("Hello, world!");
  Serial.print("Took "); Serial.print(time); Serial.println(" ms");

  uint8_t i=0;
  while(1)
  {
    // set the cursor to column 0, line 1
    // (note: line 1 is the second row, since counting begins with 0):
    lcd.setCursor(0, 1);
    // print the number of seconds since reset:
    lcd.print(time);
    time++;
    _delay_ms(1000);
  }
}

horloge i2c : DS1307

Nous allons ajouter une horloge i2c, et utiliser l'écran LCD pour afficher l'heure sous la forme

Lun 28 Mar 2022
05 :36 :54

Attention :

• il conviendra d'ajouter au besoin un 0 pour conserver un affichage de chaque champ (heure/minute/seconde) sur 2 caractères.
• jour/mois seront affichés sur 3/4 caractères

Connecter cette target i2c et lister à l'aide d'un logiciel "i2c scanner" les périphériques i2c.

En utilisant ladatasheet du circuit DS1307 en déduire l'adresse configurée du composant

Ecrire un programme permettant d'afficher la date sous la forme demandée

Remarques :

• le bit CH doit être mis à 0 pour que l'horloge fonctionne
• il est judicieux d'utiliser un tableau de chaînes de caractères pour les jours/mois
  • const char* jours[]={"Lun","Mar",....};
• Le codage BCD est utilisé :
  • pour coder en binaire le nombre 45
    • on code 5 en binaire : 0101
    • on code 4 en binaire : 0100
    • le code bcd de 45 sur 8 bits est : 01000101
  • le chiffre des dizaines n'est pas nécessairement codé sur 4 bits (dépend de la valeur maximale)
  • pour convertir un nombre bcd en code ascii :
    • trouver la valeur des unités en masquant les bits des dizaines.
    • trouver la valeur des dizaines en masquant les unités et en faisant un décalage
    • pour convertir un nombre en code ASCII, ajouter 0x30 : char c=n+0x30;
• Vous pouvez vous servir de la date de compilation de votre programme pour initialiser l'horloge, ci dessous un programme d'exemple affichant l'heure et la date de compilation sur la liaison série.

  char Month[12];
  uint16_t Year;
  uint8_t Day, monthIndex;
  const char *monthName[12] = {
      "Jan", "Feb", "Mar", "Apr", "May", "Jun",
      "Jul", "Aug", "Sep", "Oct", "Nov", "Dec"
    };

  sscanf(__DATE__, "%s %d %d", Month, &Day, &Year);
  for (monthIndex = 0; monthIndex < 12; monthIndex++) {
    if (strcmp(Month, monthName[monthIndex]) == 0) break;
  }
  Serial.print(Month);
  Serial.print(" : ");
  Serial.println(monthIndex);
  Serial.println(Day);
  Serial.println(Year);
  uint16_t Hour, Min, Sec;
  sscanf(__TIME__, "%d:%d:%d", &Hour, &Min, &Sec);
  Serial.println(Hour);
  Serial.println(Min);
  Serial.println(Sec);

Réglage de l'heure

Les boutons sont reliés directement à la carte Arduino via la nappe I2C.

Pour limiter le nombre d’entrée pour les cinq boutons, on utilise qu’une seule entrée analogique A2.

Chaque bouton modifie un pont diviseur de tension.

Suivant la valeur de la tension mesurée on sait quel bouton est appuyé.

Le bouton Reset est relié directement à l’entrée numérique D13. (ne fonctionne pas !!)

Avec Vcc = 5V déterminez les tensions sur AD0 en fonction du bouton appuyé. R2 = 3k, R3 = 315, R4 = 593, R5 = 1348, R6 = 914 pour la version 2 du Shield LCD Keypad. Réalisez un programme qui indique le bouton appuyé sur la liaison série.

Utiliser les boutons pour permettre un réglage de l'heure

Ressources

• Librairie arduino pour l'afficheur i2c Fichier:Adafruit RGB LCD i2cShield.zip
• datasheet DS1307