De0NanoExtension

Projet carte extension pour DE0Nano 2016/2017 (Violette et Villaire)

Première Partie : Étude théorique

Présentation du projet

Le but de ce projet est de réaliser un shield multifonction, généraliste, sur une De0Nano. Les composants qui vont être utilisés sont un afficheur 4x7 segments, un bouton à codage rotatif, 2 registres à décalage (74HC595), des boutons poussoirs et des leds. Avec un nombre d'entrées/sorties limitées, nous avons décidé de mettre sur la carte 4 leds et 3 boutons poussoirs, en plus du bouton incrémental, de l'afficheur, et des registres à décalage.

Conception du schéma Eagle

Voici le schéma Eagle complet : Schéma individuel du bouton incrémental :

Schéma individuel des 3 boutons poussoirs :

Pour l'afficheur 4x7 segments, on a du créer une librairie, car notre composant n'existait pas :

Au début, nous avons pris le "moule" d'une carte arduino, afin d'avoir une idée de la taille du shield à réaliser.

Conception du routage Eagle

Modèle:Routage complet

Modèle:Routage de la face Top

Modèle:Routage de la face Bot

Troisième Partie : Test de la carte

Test des leds

const int L1 = 10; //Déclaration des broches
const int L2 = 11; 
const int L3 = 12; 
const int L4 = 13; 

void setup() 
{
  pinMode(L1, OUTPUT); //Les broches sont des broches de sortie
  pinMode(L2, OUTPUT); 
  pinMode(L3, OUTPUT); 
  pinMode(L4, OUTPUT); 
}
void loop() 
{

  digitalWrite(L1, HIGH); //Toutes les leds s'allument pendant 1 seconde
  digitalWrite(L2, HIGH); 
  digitalWrite(L3, HIGH);
  digitalWrite(L4, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(L1, LOW); 
  digitalWrite(L2, LOW);
  digitalWrite(L3, LOW); 
  digitalWrite(L4, LOW); 
  delay(1000);
  
}

Test des boutons poussoirs

int pinBouton;
int pinBouton2;
int pinBouton3;
int pinLed1, pinLed2, pinLed3; //Déclaration des variables

void setup()
{
  pinBouton = 3;
  pinBouton2 = 5;
  pinBouton3 = 6;   

  pinLed1 = 10;
  pinLed2 = 11;
  pinLed3 = 12; //Initialisation des variables



  pinMode(pinBouton, INPUT); //Mode lecture pour les boutons
  pinMode(pinBouton2, INPUT);
  pinMode(pinBouton3, INPUT);

  pinMode(pinLed1, OUTPUT); //Mode écriture pour les leds
  pinMode(pinLed2, OUTPUT);
  pinMode(pinLed3, OUTPUT); 
}

void loop()
{

  
  boolean etatBouton = digitalRead(pinBouton);
  boolean etatBouton2 = digitalRead(pinBouton2);
  boolean etatBouton3 = digitalRead(pinBouton3); //Lecture de l'état du bouton et stockage dans etatBouton
  
  if (etatBouton==LOW) //Test si bouton appuyé
  {
    digitalWrite(pinLed1,LOW);   //led1 allumée
    digitalWrite(pinLed2,HIGH); //led2 éteinte
    digitalWrite(pinLed3,HIGH);//led3 éteinte
  }

  if (etatBouton2==LOW) //Test si bouton2 appuyé

  {
    digitalWrite(pinLed1,HIGH);  //led1 éteinte
    digitalWrite(pinLed2,LOW);  //led2 allumée
    digitalWrite(pinLed3,HIGH);//led3 éteinte
  }

   if (etatBouton3==LOW) //Test si bouton3 appuyé

  {
    digitalWrite(pinLed1,HIGH); //led1 éteinte
    digitalWrite(pinLed2,HIGH);//led2 éteinte
    digitalWrite(pinLed3,LOW);//led3 allumée
  }

 

}

Quatrième Partie : Réalisation d'un programme

Nous avons décidé de tester la carte avec une carte Arduino UNO. Le programme utilisé est :

/* Define shift register pins used for seven segment display */
#define LATCH_DIO 4
#define CLK_DIO 7
#define DATA_DIO 8

/* Segment byte maps for numbers 0 to 9 */
const byte SEGMENT_MAP[] = {
  0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0X80,0X90};
/* Byte maps to select digit 1 to 4 */
const byte SEGMENT_SELECT[] = {0xF1,0xF2,0xF4,0xF8};

byte x=0;
byte x1=0;
byte x2=0;
byte x3=0;

#define PinA 1    //  1ere sortie du codeur
#define PinB 0    //  2e sortie du codeur

volatile boolean mouvement;
volatile boolean up;

unsigned int valeur = 0;  

// routine déclanchée quand le signal A passe de haut a bas


void setup ()
{
  /* Set DIO pins to outputs */
  pinMode(LATCH_DIO,OUTPUT);
  pinMode(CLK_DIO,OUTPUT);
  pinMode(DATA_DIO,OUTPUT);

  pinMode(PinA,INPUT);
  pinMode(PinB,INPUT);  

  // activation des pullups internes de l'Arduino, si on n'utilise pas de pullups externes.
  //  digitalWrite (PinA, HIGH); 
  //  digitalWrite (PinB, HIGH); 

  attachInterrupt (0,routineInterruption,FALLING);   // interruption sur front descendant

  Serial.begin (9600);   // initialisation du moniteur série
  Serial.println("Veuillez tourner le bouton");
}

void routineInterruption ()  {     
  //if (digitalRead(PinA))
    up = digitalRead(PinA);
  
  //  else
  //  up = !digitalRead(PinB);
  mouvement = true;
}


/* Main program */
void loop()
{

  /* Update the display with the current counter value */


  if (mouvement)  {		  // on a détecté une rotation du bouton  
    if (up)
      //valeur++;
      incrementBCD(&valeur);
    else
      //valeur--;
      decrementBCD(&valeur);
    mouvement= false;         

    Serial.println (valeur);

  }

  WriteNumberToSegment(0 , (valeur&0xF000)>>12);
    delay(1);
    WriteNumberToSegment(1 , (valeur&0x0F00)>>8);
    delay(1);
    WriteNumberToSegment(2 , (valeur&0x00F0)>>4);
    delay(1);
    WriteNumberToSegment(3 , (valeur&0x000F));
    delay(1);
}

/* Write a decimal number between 0 and 9 to one of the 4 digits of the display */
void WriteNumberToSegment(byte Segment, byte Value)
{
  digitalWrite(LATCH_DIO,LOW);
  shiftOut(DATA_DIO, CLK_DIO, MSBFIRST, SEGMENT_MAP[Value]);
  shiftOut(DATA_DIO, CLK_DIO, MSBFIRST, SEGMENT_SELECT[Segment] );
  digitalWrite(LATCH_DIO,HIGH);
}

void incrementBCD(unsigned int *cnt) { 
  (*cnt)++;    
  if ((*cnt & 0x000F) > 0x0009) *cnt += 6; 
  if ((*cnt & 0x00F0) > 0x0090) *cnt += 0x0060;
  if ((*cnt & 0x0F00) > 0x0900) *cnt += 0x0600; 
  if ((*cnt & 0xF000) > 0x9000) *cnt += 0x6000;  
} 

void decrementBCD(unsigned int *cnt) { 
  (*cnt)--;    
  if ((*cnt & 0x000F) == 0x000F) *cnt -= 6; 
  if ((*cnt & 0x00F0) == 0x00F0) *cnt -= 0x0060; 
  if ((*cnt & 0x0F00) == 0x0F00) *cnt -= 0x0600; 
  if ((*cnt & 0xF000) == 0xF000) *cnt -= 0x6000; 
}