Cours : Logique séquentielle. Les bascules

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1 Cours : Logique séquenielle. Les bscules Cours logique séquenielle P V.4 /6 Lycée Jules Ferry Versilles - CRDEMA 27-28

2 TABLE DES MATIERES :. INTRODUCTION LES BASCULES BASCULE R-S PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Schém....3 Tble de vérié REPRÉSENTATION NORMALISÉE CHRONOGRAMMES ASSOCIES VERROU D (LATCH D OU TRANSPARENT LATCH) REPRESENTATION NORMALISEE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Tble de vérié CHRONOGRAMMES ASSOCIES BASCULE D (FLIP-FLOP) REPRESENTATION NORMALISEE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Tble de vérié CHRONOGRAMMES ASSOCIES BASCULE JK REPRESENTATION NORMALISEE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Tble de vérié CHRONOGRAMMES ASSOCIES COMPTEURS/DECOMPTEURS EXEMPLE DE REPRESENTATION DE COMPTEURS FONCTIONNEMENT DES COMPTEURS/DECOMPTEURS COMPTEURS BINAIRES COMPTEURS DECIMAUX (COMPTEUR BCD) MODE SYNCHRONE MODE ASYNCHRONE APPLICATIONS DIVISEUR PAR 2 AVEC BASCULE D Schém Chronogrmmes ssociés Trvil demndé DIVISEUR PAR 2 AVEC BASCULE JK Schém Chronogrmmes ssociés Trvil demndé....6 Cours logique séquenielle P V.4 2/6 Lycée Jules Ferry Versilles - CRDEMA 27-28

3 INTRODUCTION. L logique combinoire présene des sories qui, à un insn donné, ne dépenden que des vleurs présenes sur les enrées. L logique séquenielle prend en considérion les condiions nérieures à l'insn donné, ce qui perme de réliser des disposiifs à mémoire. 2 LES BASCULES. Les bscules son de mnière générle des bisbles, ce qui perme d'obenir des niveux logiques sbles sur leur sories (soi "" ou ""). Elles rélisen de ce fi une foncion mémoire emporire permen insi de socker des informions. Ces dernières pouvn êre ussi nnulées à ou momen. Bisble: ui possède deux és sbles. En logique ceci se rdui pr les és logiques "" ou "". Monosble: ui possède un seul é sble, l'ure é es emporire. 3 BASCULE R-S. L bscule R-S consiue le poin mémoire de bse. Elle compore deux enrées R e S e deux sories e. én oujours le complémen de. Les leres R e S proviennen des iniiles de deux mos nglo-sxons: R signifin Rese qui veu dire replcer (dns l'é iniil), S signifin Se qui veu dire plcer (dns un é), 3. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT. Exemple de bscule RS rélisée à prir de deux opéreurs logiques de ype OU-NON à deux enrées. 3.. Schém. R S Cours logique séquenielle P V.4 3/6 Lycée Jules Ferry Versilles - CRDEMA 27-28

4 3..2 Tble de vérié. L ble de vérié ci-dessous monre le foncionnemen de L bscule RS Explicion: enrée enrée sorie sorie R S n n n - n -?? Le cs R= e S= correspond à l mémorision de l'informion. L sorie ne chnge ps d'é pr rppor u précéden n=n-. L'enrée S perme de fixer l sorie à "". L'enrée R perme de fixer l sorie à "". Remrque: L'pplicion de S= e R= es un cs indéerminé, qu il es inerdi d uiiser dns les pplicions. 3.2 REPRÉSENTATION NORMALISÉE. R b S Cours logique séquenielle P V.4 4/6 Lycée Jules Ferry Versilles - CRDEMA 27-28

5 3.3 CHRONOGRAMMES ASSOCIES. Chronogrmmes de l bscule RS. b 4 VERROU D (LATCH D OU TRANSPARENT LATCH). 4. REPRESENTATION NORMALISEE. D b C e b son des vribles d'enrées. C es une enrée de synchronision (enrée d'horloge). elle perme de synchroniser le foncionnemen du verrou D. Cours logique séquenielle P V.4 5/6 Lycée Jules Ferry Versilles - CRDEMA 27-28

6 Noion de dépendnce. Le chiffre ffecé sur les enrées C e D signifie que l'enrée D ne ser cive que si l'enrée C es civée u prélble. Le foncionnemen de l'enrée D es condiionné pr l'é de l'enrée C. 4.2 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Tble de vérié. L ble de vérié ci-dessous monre le foncionnemen du verrou D. enrée enrée sorie sorie D C n n b n - n - n - n Explicion: hu. L sorie sui l'informion présene sur l'enrée D n que l'enrée C es u niveu logique und l'enrée d'horloge (C) es à l'é logique "", l sorie grde en mémoire le niveu logique que possédi D u momen de l rnsiion de C de "" vers " " e ceci jusqu'à ce que C prenne à nouveu l vleur "". Cours logique séquenielle P V.4 6/6 Lycée Jules Ferry Versilles - CRDEMA 27-28

7 4.3 CHRONOGRAMMES ASSOCIES. Chronogrmmes du verrou D. b 5 BASCULE D (FLIP-FLOP). 5. REPRESENTATION NORMALISEE. b D C Remrque: Ce symbole signifie que l'enrée es dynmique e qu'elle es civée sur une rnsiion monne 5.2 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Tble de vérié. L ble de vérié ci-dessous monre le foncionnemen de l bscule D. enrée enrée sorie sorie D C n n b X n - n - Cours logique séquenielle P V.4 7/6 Lycée Jules Ferry Versilles - CRDEMA 27-28

8 5.2.2 Explicion: L sorie prend l'informion présene en D u momen de l'ppriion d'un fron monn sur l'enrée C (b psse de à ) e seulemen à ce insn. Le rese du emps grde l'informion en mémoire jusqu'u prochin fron monn sur C. 5.3 CHRONOGRAMMES ASSOCIES. Chronogrmmes d'une bscule D. b 6 BASCULE JK. 6. REPRESENTATION NORMALISEE. J C Remrque: Les enrées J e K son des enrées normlisées e synchrones vec celle de C. b K Cours logique séquenielle P V.4 8/6 Lycée Jules Ferry Versilles - CRDEMA 27-28

9 6.2 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Tble de vérié. L ble de vérié ci-dessous monre le foncionnemen de l bscule JK. enrée Enrée enrée sorie sorie J K C n n b X X n - n - n - n - Foncionnemen Mémoire Mémoire Se Rese n - n - Toggle 6.3 CHRONOGRAMMES ASSOCIES Chronogrmmes d'une bscule JK. b Cours logique séquenielle P V.4 9/6 Lycée Jules Ferry Versilles - CRDEMA 27-28

10 7 COMPTEURS/DECOMPTEURS. Les compeurs e/ou décompeurs son consiués d'un gencemen inerne de bscules e d'opéreurs logiques qui, selon leur câblge, perme de réliser un compge e/ou un décompge. Selon le ype de compeur/décompeur désiré ce gencemen diffère. Cerins circuis possèden une (ou des) enrée(s) qui perme(en) de sélecionner le mode compge ou le mode décompge en foncion du niveu logique ppliqué sur ces dies enrées, ce son des circuis compeur/décompeur. 7. EXEMPLE DE REPRESENTATION DE COMPTEURS. 7.2 FONCTIONNEMENT DES COMPTEURS/DECOMPTEURS. Il exise deux ypes de compge/décompge: BINAIRE ou DECIMAL, e deux modes de compge/décompge: SYNCHRONE ou ASYNCHRONE COMPTEURS BINAIRES. Un compeur es di "compeur binire" lorsque le compeur effecue un compge binire, c'es à dire que l'ensemble des és logiques que peuven prendre les sories du compeur forme des mos ou des nombres binires. Exemple: Si un compeur possède 4 sories, b, c e d, le nombre de code possible ser 2 4 = 6. Le compeur peu comper jusqu'à 5:,, 2, 3,..., 5. Cours logique séquenielle P V.4 /6 Lycée Jules Ferry Versilles - CRDEMA 27-28

11 Tbleu des vleurs pour un compeur à 4 sories. Sories du compeur Sories du compeur d c b d c b Chronogrmmes ssociés. b c d Cours logique séquenielle P V.4 /6 Lycée Jules Ferry Versilles - CRDEMA 27-28

12 7.2.2 COMPTEURS DECIMAUX (COMPTEUR BCD). Un compeur es di "compeur déciml" ou "compeur BCD" lorsque le nombre de mos binires possibles fournis pr ses sories es u plus de dix, cel signifie que le compeur ne pourr comper u delà de l vleur 9, e donc l prochine vleur correspondr à l vleur de dépr. Un compeur déciml possède 4 sories binires, b, c e d comme un compeur binire. Mis le nombre de codes possibles en sorie ne ser que de, du code bin=déc u code bin=9déc. No: Compeur BCD signifie Compeur Binire Codé Déciml. Tbleu des vleurs pour un compeur BCD à 4 sories. Sories du compeur Sories du compeur d c b d c b Cours logique séquenielle P V.4 2/6 Lycée Jules Ferry Versilles - CRDEMA 27-28

13 7.2.3 MODE SYNCHRONE. Un "Compeur Synchrone" signifie que les bscules qui composen le compeur son synchronisées pr le même signl (signl d'horloge) e donc "bsculen" u même insn. Pr conséquence le chngemen d'é des différenes sories (, b,..., n) que composen le compeur ne peu s'effecuer qu'à des insns ideniques. Chronogrmmes. b c Cours logique séquenielle P V.4 3/6 Lycée Jules Ferry Versilles - CRDEMA 27-28

14 7.2.4 MODE ASYNCHRONE. Un "Compeur Asynchrone" signifie que les "bsculemens" des bscules du compeur s'effecuen les uns près les ures. Le chngemen d'é de l sorie d'une bscule uoriser le chngemen d'é de l sorie de l bscule suivne e insi de suie. C'es un foncionnemen di en cscde. L conséquence de ce ype de foncionnemen es que le chngemen d'é des sories du compeur ne s'effecue ps à des insns réguliers. Chronogrmmes. b c Cours logique séquenielle P V.4 4/6 Lycée Jules Ferry Versilles - CRDEMA 27-28

15 8 APPLICATIONS. 8. DIVISEUR PAR 2 AVEC BASCULE D. 8.. Schém. D S C 8..2 Chronogrmmes ssociés. S 8..3 Trvil demndé. Condiions iniiles: à l'insn =, =S= Il vous pprien de représener e de compléer les chronogrmmes ci-dessus. Monrer que l fréquence F S es bien divisée pr 2 pr rppor à celle F. Cours logique séquenielle P V.4 5/6 Lycée Jules Ferry Versilles - CRDEMA 27-28

16 8.2 DIVISEUR PAR 2 AVEC BASCULE JK Schém. "" J S C K Chronogrmmes ssociés. S Trvil demndé. Condiions iniiles: à l'insn =, =S= Il vous pprien de représener e de compléer les chronogrmmes ci-dessus. Monrer que l fréquence F S es bien divisée pr 2 pr rppor à celle F. Cours logique séquenielle P V.4 6/6 Lycée Jules Ferry Versilles - CRDEMA 27-28