Cours (1000) 2 On pourrait appeler ce cours : «Bistables et bascules» Aujourd'hui on apprendra : c'est quoi un bistable c'est quoi une bascule différentes sortes de bistables différentes sortes de bascules Bascule
Pourquoi on apprend ça a? Bon, la matière de ce cours est important parce-que : les circuits combinatoires sont limités les circuits séquentiels nous permettent de faire des choses plus intéressantes les circuit séquentiels nécéssitent des mémoires c'est pour ça qu'on présente en premier les bistables et bascules (mémoires à un bit)
Mémoire numérique à un bit C'est quoi une mémoire numérique à un bit? C'est un circuit capable de mémoriser un valeur de soit logique-1 ou logique-0. Peut-être ça c'est évident, mais c'est moins évident comment indiquer à cette mémoire quel valeur elle doit stocker. Par exemple on peut explicitement setter et reseter la mémoire (bistable) ou on peut échantillonner une entrée selon une horloge (bascule). On commence avec le bistable (simple) et après on examine la bascule (plus complèxe)...
Bistable = «teeter totter» Si on pèse sur le lapin à gauche, il reste en bas. Si on pèse sur le lapin à droite, il reste en bas : RESET Logique-0 SET Logique-1 Si on ne pèse sur aucun lapin, rien ne change. On a mémorisé un bit en fonction de quel lapin est en bas! Si on pèse sur les deux en même temps, on casse le «teeter totter».
Bistable SR (Set / Reset) Voilà le circuit d'un bistable SR qui fait justement ça : S R Q Q' État 0 0 0/1 1/0 Stable 0 1 0 1 Reset 1 0 1 0 Set 1 1 0 0 Aaah! Quand R = 1 on fait un reset et la sortie Q devient 0. Quand S = 1 on fait un set et la sortie Q devient 1. En l'absence d'un reset ou set (RS = 00), la sortie ne change pas. Si on essai de setter et reseter en même temps ça va mal!
Bistable SR avec «enable» On peut ajouter un contrôle d'activation à notre bistable : En S R Q(t+1) Transition 0 x x Q(t) Stable 1 0 0 Q(t) Stable 1 0 1 0 Reset 1 1 0 1 Set 1 1 1 x Aaah! Regardez le deuxième circuit. C'est possible de construire un bistable SR à partir de portes NET, mais les entrées deviennent inversées.
Bistable «D» Après une modification légère, notre bistable SR avec contrôle devient un bistable «D». Ceci élimine la transition «Aaah!» : En D Q(t+1) Transition 0 x Q(t) Stable 1 0 0 Reset 1 1 1 Set EN = 0 EN = 1
Bistable «D»» = trappe On peut penser au bistable «D» comme étant une trappe. Quand on l'ouvre (Enable = 1), l'entrée tombe à la sortie : Entrée : Sortie : Ici on voit que quand on ouvre la trappe avec Monsieur T. à l'entrée, ce dernier tombe et écrase la tête de David Hasselhoff qui représentait la sortie précédente.
Deux trappes = bascule À quoi sert cette analogie imbécile? Regardez qu'est-ce-que se passe quand on met deux trappes ensemble : Entrée : Étage intermédiare : Sortie : Maintenant Monsieur T ne sort qu'avec l'ouverture de la 2 ième trappe.
Bascule maître-esclave En mettant ensemble deux bistables, on obtient une bascule maîtreesclave. L'entrée «Clk» n'ouvre qu'une trappe à la fois comme était le cas avec Monsieur T dans l'acétate précédente : CLK = 1 CLK = 0 Maître Esclave Ça fait que l'entrée ne passe par la sortie qu'après un front descendant de l'horloge «Clk». Un front descendant est une transition de 1 vers 0.
Bascule D En modifiant un peu le circuit, on obtient la bascule «D» qui transition sur le front montant de l'horloge. Clk Q(t+1) x Q(t) D (Front montant) Symbole Q(t+1) est la valeur de la sortie après un front montant, tandis que Q (t) est la valeur avant le front montant.
Bascule D «de luxe» Et, si on veut toujours la capacité de setter et reseter la bascule hors du contrôle de l'horloge (c'est à dire asynchronement) : Symbole
Bascule T (Toggle) Et, si on modifit légèrement la bascule «D» on obtient la bascule préférée de Monsieur T : Symbole Clk T Q(t+1) x x Q(t) 0 Q(t) 1 Q(t) (toggle) La sortie est inversée sur un front montant de l'horloge avec T = 1. Sinon ça ne change pas.
Bascule JK (Jolt / Kill) Encore quelques modifs et on obtient une bascule omnipotente : Symbole Clk J K Q(t+1) x x x Q(t) 0 0 Q(t) 0 1 0 1 0 1 1 1 Q(t) (Kill) (Jolt) (toggle)
Sommaire (par Monsieur T) Knight Rider is an inferior show to the 'A' Team that's why I crushed you like a bug David Hasselhoff!
Lecture et devoirs Lecture recommandé : 6.1 6.1 Et, si vous n'avez rien d'autre à faire : Revisez votre intra Problèmes pertinents : 6.1, 6.3, 6.4, 6.8, 6.12 I pity the fool who don't do his devoirs!