Entrées-sorties - Définition

Exemple de système à microprocesseur

Une machine à laver est un excellent exemple de système de contrôle piloté par microprocesseur. Les principaux éléments de la machine sont :

• un tambour dans lequel sera placé le linge à laver ;
• un moteur pour faire tourner ce tambour à vitesse plus ou moins grande selon la phase du programme (lavage, essorage…) ;
• une résistance chauffante pour chauffer l'eau ;
• une électro-vanne pour autoriser l'entrée de l'eau de la distribution dans la cuve de lavage au début du cycle ;
• une pompe pour vider l'eau en fin de cycle ;
• un détecteur de niveau d'eau pour arrêter le remplissage de la cuve ;
• un thermomètre électronique pour arrêter le chauffage lorsque l'eau a atteint la température désirée ;
• un ou plusieurs commutateurs pour sélectionner le programme, la température de l'eau, la vitesse d'essorage ;
• un bouton de mise en marche et d'arrêt de la machine ;
• un ou plusieurs voyants ou indicateurs (témoin de marche, état d'avancement du programme…).

Le processeur va recevoir des informations des périphériques d'entrée :

• commutateur(s) ;
• détecteur de niveau ;
• thermomètre électronique.

En fonction de ces informations, il va envoyer des commandes aux périphériques de sortie :

• moteur ;
• résistance chauffante ;
• électro-vanne ;
• pompe ;
• voyants et indicateurs.

Périphériques de sortie

Les sorties sont associées à des trappes ou appels systèmes.

Une sortie peut être (cette liste n'est pas exhaustive) :

• un signal (électrique, onde…) ;
• un flux de données (réseau), une écriture sur disque ou une mise en mémoire ;
• un affichage, un son.

Dans les systèmes à microprocesseurs, on utilise des diodes électroluminescentes (DELs) ou des ampoules à incandescence comme voyants ou indicateurs, des afficheurs numériques ou alphanumériques à DELs ou à cristaux liquides pour l'affichage des messages du système, des relais (pour commander des charges nécessitant des courants et/ou des tensions élevés), des optocoupleurs…

Dans les systèmes informatiques, le choix est vaste : écran pour l'affichage, imprimante pour la production de documents sur papier, convertisseurs numériques/analogiques…

Périphériques d'entrée

Une entrée est un flux de données provenant soit :

• du réseau,
• d'une lecture d'information sur disque,
• d'une saisie clavier, d'un mouvement de souris, d'un crayon optique
• ou de tout autre périphérique prévu pour interagir avec un système informatique.

Ces signaux d'entrée génèrent des Interruptions matérielles qui sont traitées en priorité par le gestionnaire d'interruptions du noyau du système d'exploitation.

Dans les systèmes à microprocesseurs, tels la machine à laver évoquée ci-dessus, on trouve des boutons poussoirs, des commutateurs.

De nombreux microcontrôleurs incorporent des compteurs ; les signaux mis en forme et appliqués aux entrées de comptage constituent aussi des signaux d'entrée du système.

Dans les systèmes informatiques, le choix est bien plus vaste : clavier, souris, crayon optique, numériseur, convertisseurs analogiques/numériques…

Insistons sur le fait que, pour être traités par le processeur, les signaux, quels qu'ils soient, doivent être convertis en signaux logiques compatibles avec le processeur. Dans certains cas, il faudra donc placer des convertisseurs de niveau ou des étages d'isolement (souvent des opto-coupleurs).