La façon la plus simple et la plus gratifiante d'apprendre la programmation de puces électroniques est de travailler avec un microcontrôleur. Un microcontrôleur est essentiellement un ordinateur sur puce avec son propre processeur, sa mémoire RAM et ses broches d'entrée/sortie. Certains microcontrôleurs ont des convertisseurs analogique-numérique intégrés. Il existe de nombreux types de microcontrôleurs, mais le moyen le plus simple de commencer est d'utiliser une carte Arduino. Un Arduino est une petite carte de circuit imprimé qui comprend un microcontrôleur et tous les circuits externes nécessaires pour la programmer et l'exécuter. Avec un Arduino, vous pouvez vous lancer directement dans l'apprentissage de la programmation.
Choisissez un microcontrôleur que vous souhaitez apprendre. La série PIC de Microchip et les puces AVR d'Atmel sont des choix populaires, ainsi que la carte Arduino. La plupart des microcontrôleurs utilisent une version du langage de programmation C, mais il existe des variantes. Chaque fabricant utilise également son propre langage d'assemblage. Le code assembleur est moins clair que le C, mais est plus efficace car plus proche du langage machine de la puce. Parce que le langage assembleur est si compact et que la mémoire d'un microcontrôleur est limitée, de nombreux programmes sont écrits dans une combinaison de C et d'assembly.
Lisez la fiche technique du microcontrôleur que vous avez choisi et découvrez les circuits externes dont vous aurez besoin pour l'exécuter. Vous aurez besoin d'une maquette pour prototyper des circuits, de composants pour le circuit d'alimentation, d'un câble de programmation et éventuellement d'une puce mémoire EEPROM pour le stockage du programme. Si vous utilisez un Arduino, vous n'avez pas besoin de câbler de circuits externes avant de programmer la puce.
Téléchargez un logiciel d'édition de code et un compilateur pour votre puce. Le code de "compilation" le transforme du langage relativement clair dans lequel vous l'avez écrit en un langage que la puce peut comprendre. Le code d'un microcontrôleur doit être compilé pour cette puce spécifique, par conséquent, téléchargez le compilateur auprès du fabricant de votre microcontrôleur. Arduino utilise son propre langage de programmation, similaire au C, mais plus facile à apprendre. Un logiciel gratuit d'édition et de compilation pour Arduino est disponible sur son site Web, ainsi que de nombreux didacticiels.
Configurez votre microcontrôleur sur la maquette. Suivez les instructions de la fiche technique pour les circuits externes tels que l'alimentation. Différents microcontrôleurs nécessitent différentes quantités de tension et de courant pour fonctionner, vous avez donc besoin de circuits qui conditionneront correctement l'alimentation.
Suivez les instructions que vous avez trouvées pour le langage de programmation de votre puce, en ligne ou dans un livre, pour écrire votre premier programme simple. Ne prenez pas les devants et essayez quelque chose de compliqué. La première étape consiste simplement à programmer avec succès la puce avec quelques instructions simples. Par exemple, essayez d'écrire un programme qui fera clignoter une LED allumée et éteinte. Votre matériel pédagogique contiendra probablement également des exemples de projets d'introduction.
Connectez votre microcontrôleur à l'alimentation et connectez l'interface de programmation à votre ordinateur. Compilez et téléchargez votre logiciel pour le tester.
Développez vos compétences en ajoutant des fonctionnalités à votre logiciel et en le rendant plus complexe. Par exemple, essayez d'ajouter un cadran à votre projet de LED clignotante qui vous permettra de modifier la vitesse à laquelle la LED clignote.
Apprenez plus de code et devenez confiant dans votre programmation en travaillant sur des exemples de projets de plus en plus compliqués et en essayant vos propres idées. Ne vous contentez pas de lire tout le livre pour ensuite essayer quelque chose de compliqué. Vous apprenez à programmer en programmant, pas seulement en lisant.