Lernzettel: Génération et contrôle de signaux numériques

📋 Plan du Cours

1. Timer pour signal carré 1000 Hz
2. Vérification de fréquence à l’oscilloscope
3. Mode CTC pour signal carré 500 Hz
4. Clignotement PORTB.2 sur appui bouton 10 secondes

📖 1. Timer pour signal carré 1000 Hz

🔑 Notions clés & Définitions

• Timer : Mécanisme matériel d’horloge utilisé pour déclencher des actions à intervalles réguliers.
• Signal carré : Signal périodique alternant deux niveaux, avec une fréquence déterminée par la durée de chaque période.
• PORTC.2 : Broche de sortie associée au bit 2 du port C, utilisée ici pour émettre le signal carré.
• Prèdiviseur 64 : Facteur de division de la fréquence d’horloge du timer, réduisant la cadence des événements du timer.

📝 Points essentiels

• Le TP demande de générer un signal carré de 1000 Hz sur la broche PORTC.2 avec un timer.
• Le réglage imposé pour l’Activité 1 est un prèdiviseur de 64.
• Le signal doit être produit par programmation du timer, pas par temporisation logicielle seule.
• La fréquence cible (1000 Hz) sert de référence pour la vérification à l’oscilloscope.
• Le matériel indiqué pour réaliser et tester le signal est Arduino Uno et un oscilloscope.

💡 Astuce mémo

1000 Hz → PORTC.2 + prèdiviseur 64 : même “cible” à vérifier à l’oscilloscope.

📖 2. Vérification de fréquence à l’oscilloscope

🔑 Notions clés & Définitions

• Oscilloscope : Instrument de mesure affichant la forme d’un signal électrique pour en déduire sa fréquence.
• Fréquence : Nombre de périodes par seconde d’un signal périodique, exprimé en Hz.

📝 Points essentiels

• L’Activité 1 impose de vérifier la fréquence du signal généré à l’oscilloscope.
• La vérification porte sur la fréquence annoncée par le programme (1000 Hz à l’Activité 1).
• L’oscilloscope sert à contrôler que la sortie sur PORTC.2 correspond bien à la cible.
• Le TP relie directement génération par timer et contrôle expérimental par mesure.
• Le même principe de vérification s’applique ensuite aux fréquences modifiées (500 Hz).

💡 Astuce mémo

Générer au timer, puis “preuve” à l’oscilloscope.

📖 3. Mode CTC pour signal carré 500 Hz

🔑 Notions clés & Définitions

• Mode CTC : Mode de timer où le compteur est remis à zéro après une valeur de comparaison, ce qui fixe la cadence du signal.
• PORTC.2 : Broche de sortie utilisée pour afficher le signal carré généré par le timer.
• Signal carré 500 Hz : Signal périodique alternant deux niveaux dont la fréquence est réglée à 500 Hz.

📝 Points essentiels

• L’Activité 2 demande de modifier l’Activité 1 pour obtenir un signal carré de 500 Hz sur PORTC.2.
• La fréquence doit être atteinte en changeant la configuration du timer par rapport à 1000 Hz.
• Une seconde partie de l’Activité 2 impose de réécrire le code en utilisant le mode CTC.
• Le mode CTC est donc le mécanisme choisi pour produire la nouvelle fréquence.
• La sortie reste un signal carré mesurable à l’oscilloscope pour confirmer la fréquence 500 Hz.

💡 Astuce mémo

500 Hz → passer en mode CTC (nouvelle écriture du code) pour ajuster la cadence.

📖 4. Clignotement PORTB.2 sur appui bouton 10 secondes

🔑 Notions clés & Définitions

• PORTB.2 : Broche de sortie associée au bit 2 du port B, utilisée pour le clignotement commandé par le bouton.
• Bouton poussoir : Entrée numérique utilisée pour déclencher l’action du programme lorsqu’on appuie dessus.
• ATmega328 : Microcontrôleur de la famille AVR utilisé dans le TP, avec des ports et timers pour piloter les E/S.

📝 Points essentiels

• L’Activité 3 demande d’activer et de faire clignoter PORTB.2 pendant 10 secondes après appui sur un bouton poussoir.
• Le déclenchement de la temporisation de 10 secondes dépend d’une action utilisateur (appui).
• Le clignotement concerne la broche PORTB.2, pas une autre sortie.
• Le TP associe aussi PD4 (T0) à PB2 dans la description matérielle du montage.
• Le microcontrôleur mentionné pour ces E/S est l’ATmega328.

💡 Astuce mémo

Appui bouton → clignote PORTB.2 pendant 10 s : “bouton = départ du chrono”.

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre la broche de sortie : le signal carré des Activités 1 et 2 doit être sur PORTC.2, tandis que l’Activité 3 clignote PORTB.2.
2. Oublier que le prèdiviseur de 64 est explicitement demandé pour l’Activité 1, ce qui fausse la fréquence mesurée.
3. Générer 500 Hz en modifiant seulement la fréquence cible sans passer au mode CTC quand l’Activité 2 le demande.
4. Mesurer la fréquence à l’oscilloscope sans vérifier que la sortie correspond bien à la broche attendue (PORTC.2 ou PORTB.2).
5. Ne pas respecter la durée : l’Activité 3 impose un clignotement limité à 10 secondes après appui, pas un clignotement permanent.

✅ Checklist Examen

1. Générer un signal carré de 1000 Hz sur PORTC.2 avec un timer et un prèdiviseur de 64.
2. Vérifier expérimentalement la fréquence du signal généré à l’oscilloscope.
3. Modifier le programme pour obtenir un signal carré de 500 Hz sur PORTC.2.
4. Réécrire le code de génération du signal carré en utilisant le mode CTC pour la fréquence 500 Hz.
5. Programmer le clignotement de PORTB.2 pendant 10 secondes après appui sur un bouton poussoir.