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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 - CNRSfcaignet@laas.frhttp://www.laas.fr/~fcaignet

  • F.CAIGNET

    lectronique Numrique Licence Physique et Application

    I. Introduction

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

    III. Les compteursA. AsynchronesB. Synchrones

    Plan du CoursPlan du Cours

  • F.CAIGNET

    lectronique Numrique Licence Physique et Application

    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

  • F.CAIGNET

    lectronique Numrique Licence Physique et Application

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

    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

  • F.CAIGNET

    lectronique Numrique Licence Physique et Application

    Exemple de limportance temporelle:

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

    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

  • F.CAIGNET

    lectronique Numrique Licence Physique et Application

    Exemple simple :

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

    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

  • F.CAIGNET

    lectronique Numrique Licence Physique et Application

    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

  • F.CAIGNET

    lectronique Numrique Licence Physique et Application

    La bascule RSLa bascule RS

    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=

    II. Les basculesII. Les bascules

  • F.CAIGNET

    lectronique Numrique Licence Physique et Application

    Autre forme de la bascule RS :

    La bascule RSLa bascule RS

    S

    R

    Q

    Q

    1

    1

    &

    &

    (1)

    (2)

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

    II. Les basculesII. Les bascules

  • F.CAIGNET

    lectronique Numrique Licence Physique et Application

    La bascule RSLa bascule RS

    Application : circuit anti-rebond

    Q

    Q

    &

    &

    +5V 10k

    10k

    II. Les basculesII. Les bascules

  • F.CAIGNET

    lectronique Numrique Licence Physique et Application

    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

    II. Les basculesII. Les bascules

  • F.CAIGNET

    lectronique Numrique Licence Physique et Application

    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

    II. Les basculesII. Les bascules

  • F.CAIGNET

    lectronique Numrique Licence Physique et Application

    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=

    II. Les basculesII. Les bascules

  • F.CAIGNET

    lectronique Numrique Licence Physique et Application

    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

    II. Les basculesII. Les bascules

  • F.CAIGNET

    lectronique Numrique Licence Physique et Application

    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)

    II. Les basculesII. Les bascules

  • F.CAIGNET

    lectronique Numrique Licence Physique et Application

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

    II. Les basculesII. Les bascules

    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

  • F.CAIGNET

    lectronique Numrique Licence Physique et Application

    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

  • F.CAIGNET

    lectronique Numrique Licence Physique et Application

    COMPTEURHorloge

    Entrede mise 0

    RAZ

    Sorties

    Q2

    Q1

    Q0

    III. Les compteursIII. Les compteurs

    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

  • F.CAIGNET

    lectronique Numrique Licence Physique et Application

    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

    III. Les compteursIII. Les compteurs

    Schma dun compteur 3 bits AsynchroneSchma dun compteur 3 bits Asynchrone

    Schma ralis avec des bascules JK

  • F.CAIGNET

    lectronique Numrique Licence Physique et Application

    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

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