Proposé par MADAK Page 1/11

Transcription

1 Chaîne d informaion ) rucure de la chaîne d informaion Maière d œuvre enrane AGIR Déches e peres Consignes de l opéraeur Maière d œuvre sorane Dans une chaîne foncionnelle, la chaîne d informaion perme: D acquérir (ou prélever) l informaion, la raier pour conrôler l acion réalisée sur la maière d œuvre e de communiquer l éa du sysème à l uilisaeur ou à un aure sysème. Acquérir Traier Communiquer Ordres vers la foncion Disribuer Grandeur physique à déecer - Posiion - Présence Capeurs - Viesse - Tempéraure - Force - Pression... Unié De raiemen La chaîne d informaion Consiuans de dialogues Informaions vers l uilisaeur ou aure sysème 2 ) La naure d une informaion Dans une chaîne d informaions, l informaion es ransmise à l aide d un signal élecrique qui peu êre une ension élecrique (en général) ou un couran élecrique. UNE INFORMATION DE NATURE LOGIQUE Vmax à l éa Es une informaion qui ne peu prendre que 2 éas ( ou, éa bas ou éa hau), on parle égalemen d informaion Tou Ou Rien (TOR). v à l éa Cee informaion sera ransmise par un signal logique. ignal logique UNE INFORMATION DE NATURE ANALOGIQUE Es une informaion don l éa peu varier de manière coninue enre un éa hau e un éa bas. Cee informaion sera ransmise par un signal analogique. UNE INFORMATION DE NATURE NUMERIQUE Es une informaion qui peu prendre un cerain nombre de valeurs limiées Cee informaion sera ransmise par plusieurs signaux logiques. Vmax v ignal analogique ignal numérique Proposé par MADAK Page /

2 Chaîne d informaion 3 ) La foncion Acquérir Grandeur physique Acquérir Informaion Capeurs Un capeur qui fourni un signal logique es appelé un déeceur Un capeur qui fourni un signal Numérique es appelé un Codeur Un capeur qui fourni un signal analogique es appelé un Capeur Exemple de déeceur Déeceur de posiion Déeceur de proximié Déeceur phooélecrique Inerrupeur à lame souple (IL) ymbole ymbole ymbole ymbole Déecion d objes solide par conac physique Déecion d objes à Faible disance (quelques mm) Déecion d objes à une disance (quelque m) Déecion de la présence de champ magnéique (ex : pison d un vérin) 4 ) La foncion Traier Informaions Issues des capeurs Traier Informaions raiées Unié de raiemen Il exise 2 ypes de raiemens : 4. ) TRAITEMENT CABLE : réalisé par le câblage de composans élecriques, pneumaique ou élecronique (Cares élecroniques). Le raiemen es figé (réservé au sysème simple) 4. 2) TRAITEMENT PROGRAMME : réalisé par un sysème à microprocesseur, Par auomae programmable ou par ordinaeur. Le raiemen es réalisé par un programme qu on peu modifier ou faire évoluer rucure des uniés de raiemen programmable : * Unié cenrale à base de microprocesseur qui raie les informaions suivan un programme. * Mémoire de programmes : elle sauvegarde le programme duran le raiemen * Mémoire de données : elle sauvegarde les données duran le raiemen * Inerfaces d enées: reçoi les informaions depuis l exérieur * Inerfaces de sories: converi les données raiées en ordres vers l exérieur * Horloge : elle fixe la viesse de raiemen * Alimenaion : elle fourni l énergie élecrique au sysème de raiemen Unié de raiemen Proposé par MADAK Page 2/

3 Chaîne d informaion ysème à microprocesseur auomae programmable ordinaeur 4. 3) LOGIQUE COMBINATOIRE a) Variable logique Une Variable logique es une variable qui ne peu posséder que 2 éas disincs (noé éa ou ) Exemple: La lampe L es soi éeine, soi allumée (L es une variable logique) L L i la lampe L es éeine L = i la lampe L es allumée L = L inerrupeur I es soi fermé, soi ouver (I es une variable logique) i l inerrupeur I es ouver I = i l inerrupeur I es fermé I = La ension E es soi égale à v ou 5v (E es une variable logique) i la ension E es égale à v E = i la ension E es égale à 5v E = b) Circui logique combinaoire E 5 L = L = I I I = I = E= E= Un circui logique combinaoire (booléen) es un sysème logique dans le quel l éa des sories ne dépenden que de l éa des enrées auremen pour la même combinaison des variables d enrées on a la même combinaison des variables de sories Variables d enrées Circui logique combinaoire Variables de sories c) La able de vérié Elle représene l'éa des variables de sories pour chaque combinaison des variables d'enrées Le nombre de colonnes = Nombre de variables d'enrées + Nombre de variables de sorie Le nombre de lignes = 2 n (n : Nombre de variables d'enrée) Exemples de able de vérié (TV) : a, b, c : variables d enrées e : variable de sorie 2 2 combinaisons des variables d enrées TV : 2vaiables d enrées e une variable de sorie a b 2 3 combinaisons des variables d enrées TV : 3vaiables d enrées e une variable de sorie a b c Proposé par MADAK Page 3/

4 Chaîne d informaion d) Foncions logiques de base Foncion complémen (inverse) Inerpréaion élecrique : La lampe () es en série avec le conac fermé, elle s éein quand le conac (a) es acionné. Equaion logique: = a Table de vérié = a = a = a Chronogramme de la foncion inverse ymbolisaion européenne Foncion AND (ET) ymbolisaion américaine Inerpréaion élecrique : La lampe (s) s allume si e seulemen si on appuie sur (a) e (b). Equaion logique: = a. b Table de vérié a b = a.b & =. Chronogramme de la foncion AND =. ymbolisaion européenne ymbolisaion américaine Foncion OR (OU) Inerpréaion élecrique : La lampe (s) s allume si on appuie sur (a) ou sur (b), à plus fore raison sur les deux Equaion logique: = a + b Table de vérié a b = a+b = + Chronogramme de la foncion OR = + ymbolisaion européenne ymbolisaion américaine Proposé par MADAK Page 4/

5 Chaîne d informaion Foncion NAND (NON ET) Inerpréaion : C es une foncion ET don la sorie es inversée. Equaion logique: = a. b Table de vérié a b = a. b Chronogramme de la foncion NAND & =. =. ymbolisaion européenne Foncion NOR (NON OU) ymbolisaion américaine Inerpréaion : C es une foncion OU don la sorie es inversée. Equaion logique: = a + b Table de vérié a b = a + b Chronogramme de la foncion NOR = + = + ymbolisaion européenne Foncion XOR (OU EXCLUIVE) Inerpréaion: C es une foncion OU qui exclue le cas ou (a) e (b) son à. Equaion logique: = a b Table de vérié a b = a b ymbolisaion américaine Chronogramme de la foncion XOR = = a b = a b ymbolisaion européenne ymbolisaion américaine Proposé par MADAK Page 5/

6 Chaîne d informaion Applicaion Donner le schéma logique (logigramme) des foncions suivanes à base de pores ET, OU e NON: = =.. cc +.. cc +.. cc.. Logigramme de 2 cc e) implificaion des foncions logiques: Pour abouir à une soluion économique il fau chercher à simplifier les équaions logiques. Méhode algébrique Logigramme de 2 avec des pore AND e OR e inverse Règles générales de l algèbre de BOOLE Commuaivié Associaivié Disribuivié Theorème de Morgane. =.. (. cc) = (. ). cc =.. cc. ( + cc) = (. ) + (. cc). = + + = + + ( + cc) = ( + ) + cc = + + cc + (. cc) = ( + ). ( + cc) + =. Règles pariculiaires Représenaion élecrique Equaion Représenaion élecrique Equaion + = + = + = + =. =. =. =. = Proposé par MADAK Page 6/

7 Chaîne d informaion Mise en équaion des foncions logiques - On peu déerminer l équaion de sorie d un sysème combinaoire à parir de sa able de vérié L équaion du sysème es égale à la somme logique (OU logique) de ous les ermes pour les quelles la sorie vau. - Chaque erme (pour sorie à ) es le produi (ET logique) de oues les variables d enrées en noan : - La variable si son éa vau - La variable complémenée si son éa vau Exemple: Trois inerrupeurs (a, b, c) commanden une lampe (L). La lampe s allume si seulemen deux inerrupeurs son fermés. Table de vérié : a b c L LL = ppoooooo = EEEE = EEEE cc = llll =.. cc LL = pppppppp = EEEE = EEEE cc = llll 2 =.. cc LL = pppppppp = EEEE = EEEE cc = llll 3 =.. cc LL =.. cc +.. cc +.. cc Méhode algébrique pour la simplificaion des équaions logiques On uilise les propriéés de l algèbre de Boole. Pour cela, on essaie de mere en faceur les ermes de l équaion pour faire apparaîre des ermes de la forme (a + a ) puisque a + a = e que b.=b. Exemple: implifier l équaion suivane EE =.. cc +.. cc +.. cc +.. cc =. cc( + ) +.. (cc + cc) =. cc +. HH =.. cc +.. cc +.. cc +.. cc =.. (cc + cc ) +. (cc + cc ) =. +. = ( + ) = Remarque: lorsque les éas son moins nombreux que les éas, il es avanageux d écrire le complémen de la somme logique des lignes où la variable de sorie prend la valeur. Exemple: d après la able de vérié suivane cc LL LL.. cc.. cc.. cc.. cc.. cc.. cc.. cc.. cc LL =.. cc +.. cc +.. cc +.. cc +.. cc +.. cc =.. (cc + cc) +.. (cc + cc) +. cc ( + ) = cc = cc = +. cc = ( + ). ( + cc ) = + cc LL =.. cc +.. cc =. cc + =. cc AAAAAAAAAA LL =. cc = + cc La simplificaion algébrique des foncions logiques peu convenir pour les cas où le nombre de variables d enrée ne dépasse pas 2 ou 3. Proposé par MADAK Page 7/

8 Chaîne d informaion On préfère uiliser, en général, la méhode des ableaux de Karnaugh. Tableau de KARNAUGH : Le ableau de Karnaugh es équivalen à la able de vérié; Une ligne de la able de vérié es équivalene à une case du ableau de KARNAUGH où on noe l'éa logique de la sorie. Le passage d'une case à la case suivane se fai par changemen de l'éa d'une seule variable d'enrée (les combinaisons des variables d enrées son en code gray). Pour deux variables ab: Pour rois variables abc : Représenaion d'un T K à parir de la Table de vérié Exemple : Représener le ableau de KARNAUGH de d après la able de vérié suivane Table de vérié a b Tableau de Karnaugh Exemple 2: Représener le ableau de KARNAUGH de 2 d après la able de vérié suivane Table de vérié a b c 2 Représenaion d'un T K à parir de foncion logique: =.. cc +.. cc +.. cc Table de vérié a b c 2 Tableau de karnaugh Tableau de karnaugh 2 2 Proposé par MADAK Page 8/

9 Chaîne d informaion Règles de simplificaion : - Il fau regrouper ous les du ableau de KARNAUGH - Le nombre de cases groupées correspond à une puissance de 2 (2 n =, 2, 4, 8, 6,...). Les cases regroupées doiven êre adjacenes (une variable d'enrée change d'éa d'une case à l'aure: cases voisines vericalemen ou horizonalemen, ou par symérie ou les cases du bord du ableau (comme si le ableau es enroulé sur un cylindre). - Le groupemen peu êre en ligne, en colonne, en carré, ou recangle. - Il fau chercher le groupemen le plus grand e On doi commencer par les qui son regroupables de façon unique. - L équaion simplifiée es égale à la somme logique (OU logique) de ous les ermes - Chaque erme (engendré par un groupemen) es le produi (ET logique) des variables d enrées qui, dans le groupemen en passan d une case à la case suivane, on gardés les mêmes éas (on élimine les variables qui changen d éas) en noan : - La variable si elle garde l éa dans le groupemen, - La variable complémenée si elle garde l éa dans le groupemen. Applicaion: ) Compléer le groupemen e éablir les équaions simplifiées des TK des foncions suivanes : = 3 3 = cc 2 ) implifier l équaion suivane : =.. cc +.. cc +.. cc +.. cc =. cc +. cc 5 ) La foncion Communiquer Informaions raiées Communiquer 2 =. cc +. cc Informaions d éas vers l uilisaeur ou aure sysème 2 Les cases exernes du ableau son adjacenes comme si le ableau es enroulé sur un cylindre Consiuan de dialogue avec l uilisaeur ou aure sysème 5. ) COMMUNICATION AVEC L UTILIATEUR : a) aisie des consignes (des informaions qui von de l opéraeur vers le sysème) : en uilisan un pupire de commande, Clavier, ourie,... ec. Pupire de commande Clavier ourie Proposé par MADAK Page 9/

10 Chaîne d informaion b) Emission de compes rendus (Informaions renseignan sur l éa du sysème) en uilisan : Un écran, une imprimane ou un afficheur numérique (ils permeen d afficher des informaions numériques) Un afficheur analogique (il perme d afficher des informaions analogiques) Des voyans ou averisseur sonore (il perme d afficher des informaions logiques) Ecran Imprimane Afficheur Numérique Afficheur analogique Voyans Averisseur sonore 5. 2) COMMUNICATION AVEC D AUTRE YTEME Pour permere des échanges d informaions de naure élecrique enre les différenes paries d un sysème ou enre des sysèmes différens. On uilise des liaisons, filaire simples, parallèles, séries ou en réseau. a) Liaison filaire simple : il s agi d un simple câble comprenan deux ou rois fils principalemen uilisé pour ransmere une informaion logique. b) Liaison parallèle : Elle perme la ransmission d informaions numériques à l aide d un câble comporan un grand nombre de fils. Le emps de ransmission es relaivemen cour mais les disances doiven êre faibles, quelques mères. C es le ype de liaison uilisé pour les imprimanes. Cordon e por Parallèle c) Liaison série : Elle perme la ransmission d informaions numériques à l aide d un câble comporan un nombre rédui de fils (2fils +informaions de conrôle). Exemple de liaison série : la liaison UB (Universal erial Bus) : d) Liaison UB :(Universal erial Bus) Cordons e pors UB Proposé par MADAK Page /

11 Chaîne d informaion Connexion des périphériques exernes sur un ordinaeur sous ension. Deux des quare fils du câble serven à fournir du couran élecrique, les deux aures véhiculen des données e des commandes. d) Liaison en réseau : perme la communicaion de plusieurs sysèmes suivan un proocole Exemple de liaison en réseau. Liaison WIFI : (Wireless Fideliy) Le réseau informaique wifi uilise les ondes herziennes (comme la élévision). Il perme de relier des ordinaeurs là où il serai difficile ou rop coûeux de mere un câble. Les ordinaeurs A, B e C ne son reliés par aucun câble. Le poin d accès ou AP relie ous les ordinaeurs enre eux. Liaison blueooh : Blueooh es la echnologie équivalene à l UB mais sans fil e ser donc à relier des périphériques avec un ordinaeur ou d aures périphériques en uilisan des ondes radio avec une porée faible, de plusieurs mères seulemen. Proposé par MADAK Page /