Électronique Numérique

Le cours ELN3301 — Électronique Numérique (Semestre 3, UE3 « Génie Électrique Avancé III ») donne au futur technicien supérieur GEEL les bases numériques indispensables aux équipements modernes : régulateurs de charge et onduleurs pilotés par microcontrôleur, compteurs communicants, automates et superviseurs, systèmes d’acquisition des mini-réseaux solaires. Il part de la représentation des données (binaire, codes, flottants), passe par les circuits logiques intégrés, les mémoires et les FPGA, puis aborde la programmation en C d’un microcontrôleur STM32 et les protocoles de communication série et industriels (UART, SPI, I2C, RS-485/Modbus, CAN, Modbus TCP).

Objectifs d’apprentissage

• Maîtriser les systèmes numériques et la représentation des données.
• Concevoir des circuits logiques combinatoires et séquentiels sur FPGA.
• Programmer des microcontrôleurs en langage C pour des applications GEEL.
• Comprendre les protocoles de communication numérique industriels.

Prérequis

Automatisme 1 (AUT2301) : logique combinatoire et séquentielle, algèbre de Boole, bascules. Informatique Appliquée Python (INF1303) : variables, types, structures de contrôle, fonctions — le passage au langage C s’appuie sur ces notions.

Plan du cours

1. Leçon 1 — Systèmes de Numération et Codage
2. Leçon 2 — Circuits Logiques Numériques
3. Leçon 3 — Microcontrôleurs
4. Leçon 4 — Protocoles de Communication Numérique

Travaux pratiques

• TP1 : Programmation microcontrôleur STM32 — mesure et affichage (Leçon 3).
• TP3 : Acquisition de données PV sur I2C avec capteur ACS712 (Leçon 3).
• TP2 : Communication Modbus RTU entre API et superviseur (Leçon 4).

Modalités d’évaluation

Volume horaire : CM 16 h, TD 8 h, TP 10 h, travail personnel (TPE) 26 h, soit 60 h de charge totale pour 3 crédits. Évaluation mixte : contrôle continu (CC) 40 % — exercices de TD, programmes et comptes rendus de TP, quiz en ligne — et examen terminal (ET) 60 %, épreuve écrite (conversions, analyse de circuits, lecture et écriture de code C, décodage de trames).

Bibliographie

• Floyd T., Digital Fundamentals, Pearson (trad. fr. Systèmes numériques, Reynald Goulet).
• Mazidi M. A. et coll., STM32 ARM Programming for Embedded Systems, MicroDigitalEd.
• Tocci R., Widmer N., Moss G., Digital Systems: Principles and Applications, Pearson.
• Spécifications Modbus Organization : Modbus Application Protocol et Modbus over Serial Line (modbus.org).