LA CARTE TELEPHONIQUE ou TELECARTETM

Pour répondre à ces questions, nous vous proposons quelques expériences à réaliser avec vos élèves
de l'option MPI

Un peu d'histoire	Le matériel nécessaire
Les connexions	Le programme
Premières observations	Le codage de l'information
Liaison avec le programme de seconde MPI.	Téléchargement / Contacts

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Un peu d'histoire

La "carte à puce" est une invention française, brevetée par Roland Moreno en 1974.

L'innovation consiste à loger dans l'épaisseur d'une carte, la "puce" d'un circuit intégré
et un connecteur extra-plat permettant de le raccorder facilement à des circuits extérieurs.

Pour en savoir plus sur la télécarte

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Matériel nécessaire

Un ordinateur de type compatible PC
Un câble parallèle pour imprimante parallèle
Un module adapté comprenant un connecteur pour carte à puce :

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Les connexions

L'affectation des 8 contacts est normalisée :

Une alimentation électrique est nécessaire au fonctionnement d'un circuit intégré :
c'est le rôle des contacts 1 et 5.
Une tension de 5 V (entre Vcc et la masse) est fournie par la cabine publique ou par l'ordinateur dans notre montage.

Les 3 autres lignes "utiles" pour lire le contenu de la carte:
H (Horloge) et Raz (Remise à zéro) sont 2 lignes de contrôle et D(Donnée) est la ligne où transitent les données.

Par rapport à la carte :

les lignes H et Raz fonctionnent en entrée, la ligne D fonctionne en sortie lors d'une lecture (seul cas envisagé ici).
Lors de la connection de modules dans une chaîne électronique, une sortie ne peut être connectée qu'à une entrée :

La connection de notre module Cartapus peut ainsi être schématisée

L'ordinateur communique avec l'extérieur par l'intermédiaire de ports de communication .
Certains de ces ports sont normalisés, c'est le cas des ports parallèles et séries.
Le module Cartapus peut être considéré comme un périphérique (simple) connectable sur le port parallèle à la place habituellement occupée par l'imprimante.

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Le programme

Un programme est toujours nécessaire pour"piloter" un périphérique.

Il active les lignes Raz et H en sortie (par rapport au port parallèle), en imposant des niveaux de tension OV ou 5V.
En respectant un certain protocole ou algorithme (fourni sur demande), il est ainsi possible de lire successivement sur la ligne D les informations binaires (bits) contenues dans la carte.
Ces informations sont affichées à l'écran et stockées sur disque sous la forme d'un fichier d'extension CAR.

Nous avons utilisé le langage QuickBasic sous MSDOS. Contrairement à QBasic, ce langage permet après compilation de fournir un fichier directement exécutable depuis DOS ou WINDOWS.
Le langage doit permettre d'écrire et de lire dans un port de communication ( instructions OUT et INP en QuickBasic)

Lancer le programme LIRECART.

Le programme demande l'adresse du port parallèle. Il s'agit d'un nombre entier qui caractérise l'emplacement du port sur l'ordinateur. 888 est l'adresse (décimale) du port parallèle n°1 (LPT1) sur la grande majorité des ordinateurs.
Sur certains ordinateurs (Goupil ou IBM anciens modèles) l'adresse est 956. En cas de doute, lancer au préalable le programme MSD (MicroSoft Diagnostic) ou un autre utilitaire.
Le programme demande ensuite un nom de fichier (8 caractères max.) pour enregistrer les informations sur disque.
Le lecteur par défaut est celui d'où est lancé le programme. Vérifier que l'utilisateur a des droits d'écriture sur ce lecteur (cas d'un lecteur réseau)
Le fichier obtenu est un fichier-texte récupérable dans un traitement de textes ou un simple éditeur.

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Premières observations

Voici le résultat obtenu avec une télécarte 50 neuve :

1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 00 0 1 0
0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Les informations sont de nature binaire
L'unité élémentaire d'information est le BIT (2 seules valeurs possibles : 0 ou 1)
Une télécarte peut être considérée comme une mémoire de capacité égale à 256 bits ou 32 octets.

0 et 1 correspondent en fait à des niveaux de tension sur les lignes :

0 correspond ici à une tension de OV
1 correspond ici à une tension de 5V

Ces notions sont fondamentales en électronique numérique.

Toutes les informations utilisées en informatique sont codées en binaire :
les caractères (code A.S.C.I.I. 7 ou 8 bits), les sons (codage 8 ou 16 bits par échantillonnage), les images (la teinte d'un pixel est codée sur un nombre de bits plus ou moins élevé), les instructions exécutées par un microprocesseur sont codées sur 8, 16, 32, 64, ... bits.

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Le codage de l'information

Le codage utilisé utilisé par France Telecom a évolué au cours du temps.

On distingue actuellement 2types de codage des informations. On distinguera dans la suite les "anciennes cartes" et les "cartes actuelles". Apparemment rien ne permet de les distinguer extérieurement si ce n'est la mention T2G au dos de la carte.

1) Le cas des anciennes cartes :

Comparons les contenus d'une même télécarte 50 au cours de sa vie ...

a) Carte neuve 50 unités disponibles

1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0
1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0
1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

b) Il reste 5 unités

1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0
1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0
1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

c) Il reste 4 unités

1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0
1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0
1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

d) La carte est épuisée

1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0
1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0
1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

Observations :

On pourra constater que la consommation d'une unité ne modifie qu'un seul bit : ce bit passant de 0 à 1.
On pourra vérifier que le nombre d'unités consommées est égal au nombre de bit à 1 à partir du 11ème bit de la quatrième ligne.
Les 8 derniers bits sont mis à 1 lorsque la carte est épuisée.
Cinq bits caractérisent le type de carte (00110 pour une télécarte 50, 10011 pour une télécarte 120)

2) Le cas des cartes actuelles :

Comparons les contenus de différentes télécartes 50

a) UPSA11.CAR 11 unités disponibles

1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

b) UPSA10.CAR 10 unités disponibles

1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

c) NEUVE.CAR 50 unités disponibles

1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0
0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

d) PLUNEUVE.CAR 49 unités disponibles

1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0
0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

e) 42UNIT.CAR 42 unités disponibles

1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0
0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

f) EPUISEE.CAR

1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0
0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Observations :

On pourra constater que la consommation d'une unité peut modifier plusieurs bits :
ces bits passant de 0 à 1 ou de 1 à 0.
Certains bits semblent invariants et communs à toutes les télécartes 50 actuelles ; la configuration des 128 derniers bits permet de distinguer rapidement anciennes et nouvelles cartes.
On peut constater que 13 bits permettent de calculer le nombre d'unités consommées pour une télécarte 50.

Envoyez-nous un mél si vous ne trouvez pas la solution !

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Liaison avec le programme MPI

Seconde option M.P.I.

Chaque groupe de 2 élèves disposant d'un module Cartapus, nous pensons que l'étude de la télécarte peut constituer une introduction concrète et motivante à l'option MPI.

Tronc commun

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Téléchargement / Contacts

La réalisation du module Cartapus est relativement simple et économique (prix des composants : environ 15 euros). Vous pouvez également acquérir le module (voir Contacts ci-dessous)

Pour télécharger :

La liste des composants	LISTE.TXT
Le typon au format BigCI (.CIP   logiciel Micrelec)	CARTAPUS.ZIP
Le typon au format BMP	typons_cartapus2.zip
Les images des tirages papier des typons	typons_cartapus.zip
Le programme	LIRECART.EXE
Le programme source Quickbasic	cartpus2.bas
Données concernant la carte (schémas, etc ...)	cartapuschem.zip
Ensemble des documents :  (telecarte.zip 120 ko)

Faites nous part de vos remarques ou expériences !

Contacts

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