Gestion afficheurs, 2014/2015, TD1

Présentation

Le but de ce projet est de réaliser un circuit de décodage pour des afficheurs 16 segments connectés à la Nanoboard. Nous devons également créer un programme, permettant de faire défiler un message sur ces afficheurs, à l'aide de la Foxboard.

Partie informatique

On doit réaliser une page html qui demande une chaîne de caractère à renvoyer sur quatre afficheurs 16 segments. Les caractères transmis devront pouvoir défiler sur les différents afficheurs, et l'utilisateur devra être en mesure de contrôler la vitesse de défilement.

Première séance : Découverte du projet

On a d'abord commencé a se familiariser avec le projet, les codes fournis et a créer le code c permettant le décodage et l'affichage des caractères sur les afficheurs.

Nous avons commencé par étudier les codes fournis et par la suite les adaptation à notre application.

Ensuite, la recherche de la correspondance entre chaque segments d'un afficheur et le code binaire (ou hexadecimal) rentré occupa notre temps.

Et enfin, nous avons élaborer les différents chiffres, lettres et quelques caractères en fonction des mots binaires envoyés. Nous avons donc établit tout l'alphabet, en concordant majuscule et minuscule.

Deuxième séance : Codage C

Nous nous sommes attardés dans un premier temps à la mise en place de la fonction ci dessous. Celle ci vise à mettre en concordance les mots binaires ( ou hexadécimaux ) représentant les caractères sur les afficheurs, élaborés dans le code c, avec la chaîne de caractère que l'utilisateur souhaite afficher. A ce stade, l'utilisateur rentre ce qu'il veut afficher dans le terminal.

Par la suite, nous avons créer un fichier .txt, où l'utilisateur inscrit ce qu'il veut afficher et le code c traduit comme précédemment.

Nous avons installé le serveur Websocket et les modules complémentaires, il ne reste qu'à le lier avec notre code c pour pouvoir le rendre opérationnel.

Partie électronique

Première séance : Découverte du projet

Pour débuter ce projet, nous ne savions pas par où commencer. Nous avons donc étudié en détails le sujet afin de définir précisément ce que l'on attendait de nous.

Ensuite, nous avons essayé de retranscrire le plus méticuleusement possible la consigne, en définissant un cahier des charges.

Au niveau électronique, on nous demandait d'afficher 4 octets, présents en entrée, sur 4 afficheurs 16 segments. De plus, l'entrée devait disposer d'un bit autorisant la lecture, tandis que la sortie pourrait sélectionner lequel des afficheurs fonctionnerait.

Nous avons également pris connaissance des travaux des élèves des années précédentes.

Etant donné que par la suite nous devions utilisé le logiciel Altium pour effectuer le circuit, nous avons suivi le tutoriel proposé. On a pu découvrir les différentes bibliothèques qui contenaient les bascules, les clocks, les compteurs et d'autres outils majeurs, utiles à la résolution de nos problèmes.

Puis nous nous sommes renseignés sur le fonctionnement de la Nanoboard et des afficheurs 16 segments grâce aux datasheets proposées.

Nous avons défini les principaux éléments pour réaliser ce montage :

- Des bascules D pour mémoriser le message.

- Des multiplexeurs et démultiplexeurs pour isoler chaque bit du message.

- Des compteurs pour autoriser l'enregistrement du message dans chaque bascule.

- Un décodeur pour sélectionner les afficheurs qui doivent fonctionner.

Nous avons fini cette séance en réalisant une ébauche du montage.

Deuxième séance : Schéma Altium

Lors de la deuxième séance, notre objectif était de réaliser et finaliser notre montage.

Le circuit peut se décomposer en deux parties : la mémorisation et l'affichage.

La partie mémorisation est constituée d'un démultiplexeur qui isole chaque bit du message d'entrée, les dirigeant dans 4 bascules qui enregistreront ces données. Un compteur nous permet d'autoriser ou non l'enregistrement des données dans les registres.

La partie affichage récupère les données des registres par un multiplexeur qui reforme le message complet. Le message arrive alors au niveau des afficheurs 16 segments. Un décodeur, muni d'un compteur et d'une clock, nous permet de sélectionner (tour à tour) lequel des quatre afficheurs va fonctionner. Ainsi chaque afficheur va pouvoir, tour à tour, afficher le contenu d'un registre, permettant ainsi de faire "défiler le message".

Lors de la réalisation du circuit, nous avons rencontré quelques légers problèmes.

Tout d'abord il fallait bien faire correspondre la valeur de la taille de chaque bus de donnés en sortie et en entrée. Il était impératif de faire correspondre ces valeurs pour la compilation du programme.

Nous avons aussi pris le soin de choisir des compteurs 2 bits(0..3), pour parcourir les 4 afficheurs ainsi que les 4 bascules.

Cependant, après la réalisation de notre montage, les premiers essais réalisés n'étaient pas concluant. Nous n'obtenions pas le même message en entrée qu'en sortie. Pour corriger ce problème, nous avons utilisé plusieurs entrées/sorties fictives, à l'aide des DIGITAL I/O (voir schéma ci-dessus), positionnées à différents endroits du circuit pour pouvoir isoler les erreurs existantes. Nous avons pu alors corriger toutes nos erreurs de montage et nous avons effectué des tests à nouveau.

Ces derniers ce sont alors avérés concluant. Nous pouvions afficher sur l'afficheur de notre choix le message d'entrée stocké dans les registres.

Pour la présentation et l'explication du test, chaque cadran avait son utilité :

Le premier cadran correspond au rendu sur l'afficheur sélectionné (par le décodeur).

Le deuxième cadran correspond au message souhaité en entrée.

Pour le troisième, lorsque la clk est à 1, le message en entrée est envoyé dans les registres.

La quatrième fenêtre correspond à la fréquence de défilement.

La cinquième fenêtre correspond à l'afficheur choisi par le décodeur (4 possible).

Le dernier cadran correspond aux valeurs des 4 registres 16 bits.

Sur les deux images suivantes, on observe parfaitement le message qui défile.

Chaque registre contient une valeur différente, le premier contient la valeur 1, le deuxième la valeur 2 et ainsi de suite.

Sur la première image ci-dessous, c'est l'afficheur 2 qui est sélectionné (5ème cadran). Dans le premier cadran, on observe qu'il affiche le bon message : la valeur 2 contenu dans le deuxième registre.

Sur la deuxième image ci-dessous, c'est l'afficheur 4 qui est sélectionné (5ème cadran). Dans le premier cadran, on observe à nouveau le bon message : la valeur 4 contenu dans le quatrième registre.

Troisième séance

Pour réaliser le câblage, nous avons rencontré plusieurs problèmes. Tout d'abord nous ne pouvions pas connecter les branches des 4 afficheurs 16 segments sur la Nanoboard, car elle ne disposait pas d'assez de ports. Nous avons donc penser à les relier deux à deux, et les faire clignoter assez vite pour que l'on ai l'impression d'un affichage continu. Pour ce faire nous devions utiliser des transistors.

Ensuite, en regardant les datasheets des afficheurs et de la Nanoboard, nous avons conclu, que nous devrions utiliser des résistances pour limiter le courant dans les broches.

Cependant, par manque de temps et des difficultés à trouver des solutions au câblage, nous n'avons pas pu câbler les afficheurs.