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F.CAIGNET

lectronique Numrique Licence Physique et Application

Introduction llectronique

Numrique

Licence Physique et Applications

lectronique squentiel

Introduction llectronique

Numrique

Licence Physique et Applications

lectronique squentiel

Fabrice CAIGNETLAAS - [email protected]://www.laas.fr/~fcaignet

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I. Introduction

II. Les basculesA. Bascules RSB. Bascules JKC. Bascules D

III. Les compteursA. AsynchronesB. Synchrones

Plan du CoursPlan du Cours

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I. Introduction notion de systme squentielI. Introduction notion de systme squentiel

Le systme combinatoire est un systme dont ltat des sorties ne dpend que de ltat des entres

Lvolution des sorties est dfinie par une fonction boolenne des variables dentre, La notion temporelle ne fait pas partie de cette reprsentation.

Que se passerait-t-il si on prenait en compte laspect temporel, et si

on rebouclait un systme sur lui-mme???

Que se passerait-t-il si on prenait en compte laspect temporel, et si

on rebouclait un systme sur lui-mme???

DfinitionDfinition

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DfinitionDfinition

E1

E2

En

y1

y2

ym

S1

S2

Sr

Y1

Y2

Ym

y1

y2

ym

E1

E2

En

S1

S2

Sr

Le systme squentiel est un systme dont ltat des sorties dpend :

- De ltat des entres- De ltat des sorties

linstant prcdent

Le systme squentiel est un systme dont ltat des sorties dpend :

- De ltat des entres- De ltat des sorties

linstant prcdent

S(t+1) = f(E,S(t))S(t+1) = f(E,S(t))

Variables dentre

Variables internes

Variables de sortie

Laspect temps de rponse du systme est primordial

Laspect temps de rponse du systme est primordial

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Exemple de limportance temporelle:


DfinitionDfinition

Dterminer la frquence doscillation

A B C0

1 01 0 1

A

B

C

Ici cest le temps de rponse de linverseur qui est

primordial

Ici cest le temps de rponse de linverseur qui est

primordial

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Exemple simple :


DfinitionDfinition

On donne le schma lectrique

S(t)

A

B

Donner lquation du systme

Donner la table de vrit

Importance de dfinir S(t) linstant t et linstant t+1Importance de dfinir S(t) linstant t et linstant t+1

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II. Les basculesII. Les bascules

La bascule RSLa bascule RS

On considre le schma lectrique suivant

R

S

Q

Q

O

O

0

1

1

0

Qt+1QtSR

Supposition!!

0 0 0 0

0 0 1 1

O

1

0 1

0

0

0 1

1

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R

S

Q

Q

Interdit11

001

110

Qt00

Qt+1SR

tat mmoire

Mise 1

Mise 0

tat interdit

S

R

Q

t

t

t

quation :

Qt+1=

quation :

Qt+1=


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Autre forme de la bascule RS :


S

R

Q

Q

1

1

&

&

(1)

(2)

Ici la table de vrit reste la mme, mais on utilise des NANDs


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Application : circuit anti-rebond

Q

Q

&

&

+5V 10k

10k


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La bascule RSHLa bascule RSH

Mme bascule que prcdemment, mais active sur le niveau haut dune horloge

S

R

Q

Q

&

&

(1)

(2)

&

&

H

En lectronique numrique, on appelle horloge un dispositif dlivrant un signal priodique carr dont l'amplitude volue entre 0V et +VAl reprsentant respectivement le 0 et le 1 logiques

S

R

Q

t

t

t

t

H


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La bascule RS et ses dclinaisonsLa bascule RS et ses dclinaisons

R

S

Q

QH

R

S

Q

QH

R

S

Q

QH

Bascule RSActive sur front

montant

Bascule RSActive sur front

descendant

Bascule RSActive sur niveau

QtXX0

1

1

1

1

H

Inter11

001

110

Qt00

Qt+1SR

QtXX0-1

H

Inter11

001

110

Qt00

Qt+1SR

QtXX0-1

H

Inter11

001

110

Qt00

Qt+1SR


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La bascule JKLa bascule JK

On dsire partir dun bascule RS raliser une bascule dont le tableau de vrit est donn :

Qt11

101

O10

Qt00

Qt+1KJ

quation :

Qt+1=

quation :

Qt+1=


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J

H

K

Q

Q

J

H

K

Q

Q

J

H

K

Q

Q

J

H

K

Q

Q

H

0

0

0

0

0

1

1

11

12

2

22

23

3

33

3

1

1

1

1

1

1

1

1

La bascule JKLa bascule JK

Application : ralisation dun diviseur de frquence par 2n

H

t

t

t

t

Q0

Q1

Q2

Q3


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La bascule DLa bascule D

Q

Q

&

&&

&

1

D

H

D

H

Q

Q

Qt010

X01

011

Qt+1DH

quation :

Qt+1=

quation :

Qt+1=

Sa fonction principale est de synchroniser les donnes (les transfrer uniquement sur la commande de H)


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Gnralits sur les bascules : fonctionnement synchrone et asynchroneGnralits sur les bascules : fonctionnement synchrone et asynchrone


tat stablemise 1mise 0commutation

Qn10

Qn

0011

0101

1111

1111

SYNC

Mise 1Mise 0

tat imprvisible

10*

xxx

xxx

xxx

100

010

ASYNC

RemarquesQn+1KJHClearPreset

SortieEntres

les entres asynchrones agissent au niveau bas; il faut les porter au 0 logique pour quelles agissent

R

S

Q

QH

Clear

Preset

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Les compteurs se prsentent gnralement sous la forme de circuits intgrs.Ces derniers contiennent principalement des bascules.

Ils comptent, suivant le systme de numration binaire,le nombre dimpulsions appliques leur entre.

Suivant quune nouvelle impulsion incrmente ou dcrmentela valeur du mot binaire de sortie, le circuit fonctionne respectivement en compteur ou en dcompteur.

III. Les compteursIII. Les compteurs

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COMPTEURHorloge

Entrede mise 0

RAZ

Sorties

Q2

Q1

Q0


Compteur 3 bitsCompteur 3 bits

poids faible

poids fort

Il existe deux types de compteurs :- les compteurs Asynchrones- les compteurs Synchrones

Il existe deux types de compteurs :- les compteurs Asynchrones- les compteurs Synchrones

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J

H

K

Q

Q

J

H

K

Q

Q

J

H

K

Q

Q

H

0

0

0

0

0

1

1

11

1 2

2

22

2

1

1

1

1

1

1

RAZ

R0 R1 R2


Schma dun compteur 3 bits AsynchroneSchma dun compteur 3 bits Asynchrone

Schma ralis avec des bascules JK

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Horloge active sur front descendant

Q2

Q0

Q1

H

01

0

0

0

01

0101

0

1

1

0

0

1 1

1

1

1

0

0 1

0

0 1

1

0

1

0

0

1

0

0

0

0

0

1

1

0

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2


Chronogrammes dun compteur 3 bits - Asynchrone :Chronogrammes dun compteur 3 bits - Asynchrone :

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Le compteur prcdent compte de 0 7.

On dit que cest un compteur modulo 8.

F0 = F/2

F1 = F/4

F2 = F/8

F : frquence du signal HF0 : frquence du signal Q0

F1 : frquence du signal Q1

F2 : frquence du signal Q2

En observant les signaux on remarque que :

Un compteur peut servir de diviseur de frquences.Un compteur peut servir de diviseur de frquences.


Rsum dun compteur 3 bits - Asynchrone :Rsum dun compteur 3 bits - Asynchrone :

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Dans la structure synchrone, lhorloge est la mme pour tous les tages. Le basculement de toutes les sorties se fait en mme temps.

Dans la structure synchrone, lhorloge est la mme pour tous les tages. Le basculement de toutes les sorties se fait en mme temps.

Dans la structure asynchrone, limpulsion de progressiondu compteur est applique sur lentre dhorloge du premier tage, les entres dhorloge des autres bascules reoivent le signal de sortie de ltage prcdent.

Dans la structure asynchrone, limpulsion de progressiondu compteur est applique sur lentre dhorloge du premier tage, les entres dhorloge des autres bascules reoivent le signal de sortie de ltage prcdent.


Compteur 3 bits - Synchrone :Compteur 3 bits - Synchrone :

Mise en uvre dun compteur synchrone 3 bitsMise en uvre dun compteur synchrone 3 bits

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Exemple dun compteur Synchrone : le 74XX193Exemple dun compteur Synchrone : le 74XX193

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