Bienvenue sur la page de notre projet.Ce projet sera réalisé à l'hivers 2000 dans le cadre du cours Réaliser un projet de conception.Ce projet expérimentera une interface par port usb.


Description de l'entreprise :

L'entreprise visé par le projet d'interface d'expérimentation du port USB est le Collège de Sherbrooke et plus particulièrement le département de génie électrique. Ce projet a été trouvé dans le cours préparer un projet de conception à l'automne 2000 et sera réalisé à l'hivers 2000. L'idée a été soumise à notre professeur qui l'a accepté.

Mise en situation:

La plupart des cartes d'interfaces qui sont disponibles au Collège de Sherbrooke sont, soit connecter par port parallèle ou série, ou soit via le bus "ISA" d'un ordinateur personnel. Le problème est que le bus "ISA" n'est plus présent dans les nouveaux ordinateurs. Une des solutions serait de remplacer toute les cartes "ISA" par des carte "PCI", mais ceci implique qu'il faut s'enregistrer au près de Microsoft et demande une expertise qui n'est pas disponible au Collège. Donc nous avons conclue que peut-être qu'une carte d'interface par câble "USB" pourrait être une solution envisageable. Il faut préciser que notre but ne sera pas de résoudre ce problème, mais plutôt d'expérimenter les possibilités qu'offre le port "USB". Le carte d'interface que nous utiliserons sera la carte PC-INTER3. Cette carte possède 24 entrées/sorties et 24 interrupteurs pouvant contrôler les entrées /sorties. Cette carte est couramment utilisée pour s'interfacer avec des systèmes éducationnels, comme le convoyeur et la maison utilisé dans le cours réaliser un système de commande.


Description générale du projet :

Partie matériel :

La partie matériel est constitué d'une petite carte qui se branchera sur le port USB d'un ordinateur compatible PC . Cette petite carte renfermera trois port de 8 lignes en entrées ou en sorties , soit 24 lignes d'entrées et de sorties au totale . Chaque port sera accessible par un connecteur situé sur le circuit imprimé . La communication par le protocole USB est effectué par un UART USB de la compagnie Philips. Cette méthode vise à simplifié la communication entre le microcontrôleur et le bus USB. Également, en cas de bris, cette solution est plus abordable que de remplacer un microcontrôleur avec UART USB interne en entier .Le microcontrôleur utilisé provient de la compagnie Motorola . Il sera utilisé pour communiquer et contrôler l'UART USB et initialiser la communication avec le port USB de l'ordinateur . Ce microcontrôleur recevra les commandes ou les données et en fera la gestion . Il contrôle l'état des 24 lignes en entrées ou en sorties . Il sera le cœur du projet, puisqu'il fera la gestion de la communication USB et changera l'état des 3 ports de 8 lignes selon la demande de l'utilisateur .

Partie logiciel :

Pour pouvoir communiquer avec notre interface USB, un gestionnaire de périphérique 'Device Driver' est requis . Ce gestionnaire de périphérique est obligatoire pour créer un lien entre notre partie matériel et le système d'exploitation . Par ajout, il servira à identifier notre carte 24 entrées/sorties USB parmi les nombreuses autres cartes qui peuvent être connectées .Une librairie de fonction, 'Dynamic Link Library, DLL' sera inclus avec la partie logiciel pour faciliter l'accès aux port d'entrées et de sorties de la carte et aux lignes individuellement . Cette librairie sera semblable à celle de la PC-INTER 3 .Pour conclure, un petit logiciel de test permettra de vérifier la communication avec la carte USB . Ce logiciel pourra contrôler l'état des 24 lignes en entrées ou en sorties .

Contraintes et caractéristiques :

Partie matériel :

La partie matériel devra contenir un minimum de 24 lignes en entrées et en sorties pour être compatibles à la PC-INTER 3 créé par la compagnie Microtech du collège de Sherbrooke .Une série de 8 Del 'Led' pour chaque port sera intégré sur le circuit imprimé pour visualiser les changements d'état des 24 lignes en sorties et facilité une lecture rapide des sorties sans accéder au logiciel de contrôle . Également, 8 interrupteurs pour chaque port seront disponibles pour changer manuellement la valeur des 24 lignes en entrées . Ces interrupteurs permettront de faire des test, par exemple la création d'un logiciel utilisant les 24 entrées de la carte .Par ajout, les ports seront simple d'accès . Des connecteurs avec vis, permettront à l'utilisateur de se relier sur chaque port en entrée ou en sortie . En utilisant des connecteurs, l'utilisateur pourra enlever la carte USB sans déranger son montage ou son circuit qui est relié sur la carte . Cette méthode simplifie les branchements avec la carte .Pour conclure la partie matériel, les sorties doivent être alimentés par des amplificateurs 'Buffer' pour permettre l'alimentation d'une Del 'Led' directement sans utiliser un circuit de puissance supplémentaire ou le microcontrôleur . Cette méthode facilite la conception de prototype ou de circuit externe en réduisant le nombre de pièce, circuit de puissance, pour alimenter une entrée logique .

Partie logiciel :

La plate-forme de développement ou d'utilisation devra être Microsoft Windows 98 ou Windows 2000 pour permettre une communication avec le contrôleur USB de l'ordinateur, puisque Windows 95 gère avec difficulté le contrôleur USB . Par conséquent, toutes les librairies de fonctions 'DLL' et le gestionnaire de périphérique 'Device Driver' seront compatible pour le système d'exploitation Microsoft Windows .Pour faciliter la compréhension de la librairie de fonction, chaque prototype de fonctions sera largement documenté et un exemple de code sera donné pour faciliter l'intégration de la librairie . Également, des exemples de programmes, avec source comprise, sous différents logiciels de développements sera inclus avec la carte 24 e/s pour port USB . Nous pouvons citer des exemples sous Borland C++ Builder 4 et Microsoft Visual Basic 6 .

Schémas de principe et solutions :

1- Notre première solution serait de proposer un interface convertisseur USB à série et en utilisant un 68hc11 pour le contrôler. Le rôle du 68hc11 se résume à lire les données de son port parallèle et a envoyer la valeur sur son port série en envoyant les ordres nécessaires au port série. L'ordinateur lui n'aura qu'a envoyer ses ordres au 68hc11 en passant par le convertisseur. Le schéma bloc 1 illustre l'interface à réaliser pour adapter la PC-INTER3.



2-La deuxième solution peut sembler plus simple , mais demeure plus complexe à réaliser. Il s'agit d'utiliser un microcontrôleur ayant un contrôleur USB intégré.Le microprocesseur serait un PIC16c765 de la compagnie Microchip . Les instructions de ce microcontrôleur sont plus complexe et l'aide disponible est réduite comparé au 68hc11 et du convertisseur USB . Aussi nous aurons plus d'expérience dans la programmation du 68hc11 pour en faire un système autonome. Le schéma bloc 2 illustre cette solution



3-La troisième solution envisagé sera d'utilisé un connecteur spécial USB à port série qui rend transparent l'utilisation du port USB . Du côté de l'ordinateur, le port USB sera vu comme un port série, et du côté de la PC-INTER3, il sera relié comme un port série. Cette solution est la plus simple mais devient une interface série à série et non USB à USB . Donc cette solutions est vraiment la dernière a envisager . Le schéma de principe deviendrait serait le même que la deuxième solution, sauf que le microcontrôleur serait un 68hc11 qui utiliserait seulement sont port série .