Introduction à l électronique. Numérique. Licence Physique et Applications. Électronique séquentiel

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Jean-Charles Fradette
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1 Introduction à l électronique Numérique Licence Physique et Applications Électronique séquentiel Fabrice CAIGNET LAA - CN [email protected]

2 Plan du Cours I. Introduction II. Les bascules A. Bascules B. Bascules JK C. Bascules D III. Les compteurs A. Asynchrones B. ynchrones

3 I. I. Introduction notion de de système séquentiel Définition Le système combinatoire est un système dont l état des sorties ne dépend que de l état des entrées L évolution des sorties est définie par une fonction booléenne des variables d entrée, La notion temporelle ne fait pas partie de cette représentation. ue ue se se passerait-t-il si si on on prenait prenait en en compte l aspect temporel, et et si si on on rebouclait un un système sur sur lui-même???

4 I. I. Introduction notion de de système séquentiel Définition n E E Variables d entrée E r Variables de sortie r Le Le système système séquentiel séquentiel est est un un système système dont dont l état l état des des sorties sorties dépend dépend :: --De De l état l état des des entrées entrées --De De l état l état des des sorties sortiesà l instant l instant précédent précédent n y Y y y Y y (t+) = f(e,(t)) y m Y y m m L aspect L aspect temps temps de de réponse réponse du du système système est est primordial primordial Variables internes

5 I. I. Introduction notion de de système séquentiel Définition Exemple de l importance temporelle: A B C Déterminer la fréquence d oscillation A B C Ici Ici c est c est le le temps temps de de réponse réponse de de l inverseur l inverseur qui qui est est primordial primordial

6 I. I. Introduction notion de de système séquentiel Définition Exemple simple : Donner l équation du système On donne le schéma électrique A Donner la table de vérité B (t) Importance Importance de de définir définir (t) (t) à l instant l instant ttet et à l instant l instant t+ t+

7 II. II. Les Les bascules La La bascule On considère le schéma électrique suivant upposition!! O t t+ O

8 II. II. Les Les bascules La La bascule t t t+ t État mémoire t Interdit Mise à Mise à État interdit t+= t+= Équation Équation ::

9 II. II. Les Les bascules La La bascule Autre forme de la bascule : () () Ici la table de vérité reste la même, mais on utilise des NANDs

10 II. II. Les Les bascules La La bascule Application : circuit anti-rebond +5V kω kω

11 II. II. Les Les bascules La La bascule Même bascule que précédemment, mais active sur le niveau haut d une horloge () t t () t t En électronique numérique, on appelle horloge un dispositif délivrant un signal périodique carré dont l'amplitude évolue entre V et +VAl représentant respectivement le et le logiques

12 II. II. Les Les bascules La La bascule et et ses ses déclinaisons Bascule Active sur niveau Bascule Active sur front montant Bascule Active sur front descendant t+ t+ t+ X X t - X X t - X X t t t t Inter Inter Inter

13 II. II. Les Les bascules La La bascule JK JK On désire à partir d un bascule réaliser une bascule dont le tableau de vérité est donné : J K t+ t O t t+= t+= Équation Équation ::

14 J K J K J K J K La bascule JK La bascule JK Application : réalisation d un diviseur de fréquence par n t t t t 3 II. Les bascules II. Les bascules

15 II. II. Les Les bascules La La bascule D D D D t+ t+= t+= Équation Équation :: X t a fonction principale est de synchroniser les données (les transférer uniquement sur la commande de )

16 II. II. Les Les bascules Généralités sur sur les les bascules :: fonctionnement synchrone et et asynchrone Entrées ortie Preset Clear J K n+ emarques AYNC x x x x x x x x x * Mise à Mise à état imprévisible YNC n n état stable mise à mise à commutation les entrées asynchrones agissent au niveau bas; il faut les porter au logique pour qu elles agissent Preset Clear

17 III. III. Les Les compteurs Les compteurs se présentent généralement sous la forme de circuits intégrés. Ces derniers contiennent principalement des bascules. Ils comptent, suivant le système de numération binaire, le nombre d impulsions appliquées à leur entrée. uivant qu une nouvelle impulsion incrémente ou décrémente la valeur du mot binaire de sortie, le circuit fonctionne respectivement en compteur ou en décompteur.

18 III. III. Les Les compteurs Compteur 3 bits bits Entrée de mise à AZ poids fort orloge COMPTEU orties poids faible Il Il existe existe deux deux types types de de compteurs :: --les les compteurs Asynchrones --les les compteurs ynchrones

19 J K J K J K AZ III. Les compteurs III. Les compteurs chéma d un compteur 3 bits Asynchrone chéma d un compteur 3 bits Asynchrone chéma réalisé avec des bascules JK

20 III. III. Les Les compteurs Chronogrammes d un d un compteur 3 bits bits --Asynchrone :: orloge active sur front descendant

21 III. III. Les Les compteurs ésumé d un d un compteur 3 bits bits --Asynchrone :: Le compteur précédent compte de à 7. On dit que c est un compteur modulo 8. En observant les signaux on remarque que : F = F/ F = F/4 F = F/8 F : fréquence du signal F : fréquence du signal F : fréquence du signal F : fréquence du signal Un Un compteur peut servir de de diviseur de de fréquences.

22 III. III. Les Les compteurs Compteur 3 bits bits --ynchrone :: Dans Dans la la structure asynchrone, l impulsion de de progression du du compteur est est appliquée sur sur l entrée d horloge du du premier étage, étage, les les entrées d horloge des des autres autres bascules reçoivent le le signal signal de de sortie sortie de de l étage l étage précédent. Dans Dans la la structure synchrone, l horloge est est la la même même pour pour tous tous les les étages. Le Le basculement de de toutes toutes les les sorties sorties se se fait fait en enmême temps. temps. Mise en en œuvre d un compteur synchrone 3 bits

23 III. III. Les Les compteurs Exemple d un d un compteur ynchrone :: le le 74XX93

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