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CHAPITRE A3 LES SYSTÈMES SEQUENTIELS Leçon N°: A3-1 LES BASCULES Objectifs de l

CHAPITRE A3 LES SYSTÈMES SEQUENTIELS Leçon N°: A3-1 LES BASCULES Objectifs de la leçon : - Identifier un système séquentiel (Rappel sur les mémoires). - Identifier et mettre en œuvre des bascules RS, RSH, JK, D et T I- Mise en situation : 1- Problème : Commande d’un moteur électrique M par deux boutons poussoirs (m) et (a) : Initialement, le moteur (M) est à l’arrêt; une impulsion sur le bouton poussoir marche (m) entraîne la rotation du moteur, ce dernier reste en fonctionnement même après le relâchement de (m). L’impulsion sur le bouton arrêt (a) provoque l’arrêt du moteur. 2- Analyse de fonctionnement et la table de vérité : m a M Au repos Appui sur "m" Relâchement de "m" Appui sur "a" Relâchement de "a" II- Fonction mémoire: La fonction mémoire permet de mémoriser l'état de la sortie même après la disparition de la cause. Quelque soit la technologie utilisée : électrique, pneumatique, électronique. La fonction mémoire est représentée par le symbole suivant: Remarque : L’appui simultanée sur (m) et (a) entraîne soit…………..………. soit …………………. du moteur. Alors, on distingue deux types des mémoires : ……………………………………………………….. ………………………………………………………. Les Systèmes séquentiels Page 1 sur 8 3- Définition d'un système séquentiel: …………………………………………………….. ……………………………………………………. ……...……………………………………………. ………...….. E0 et E1 :……………………………………………………… S et S :………………………………………………………… S E0 E1 S - - - - - - - X=……………. M=…………… M X x m a + - ……………………………………… ………. x M X m a + - ………………………………………… ……… X=……………. M=…………… Manuel d’activités : Activité N°1 page 49 III- les bascules: En technologie électronique, une bascule est un système séquentiel dont le circuit de base est une mémoire. Une bascule est identifiée par son nom et son mode de commande. On distingue: o ………………………………………………........................ o ……………………………………………………………… 1- Bascule asynchrone RS : Dans une bascule asynchrone, les ordres appliqués sur les entrées de commande provoquent immédiatement le changement d’état de la sortie. a- Symbole : b- Table de vérité : Commentaires c- Equation: d- Logigramme : Avec des portes NAND: bascule RS à marche prioritaire. Les Systèmes séquentiels Page 2 sur 8 R Q Q 0 0 - - 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 × × - - - - - S R Q Q S :……………………………………………………………………. R : …………………………………………………………………… no change undefined S R Q Q Bascule RS à marche prioritaire Qn+1=………………………… Bascule RS à arrêt prioritaire Qn+1=………………………… Bascule RS intégré S0 4 R0 3 S1 6 R1 7 S2 12 R2 11 S3 14 R3 15 E 5 Q0 2 Q1 9 Q2 10 Q3 1 U1 4043 4043 : 4 bascules RS VDD :16 VSS :8 ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Avec des portes NI: bascule RS à arrêt prioritaire. e- Chronogramme : une bascule RS initialement déclenchée (à t = 0; Q = …..) : 2- Les bascules synchrones: a) Nécessité : La bascule RS ne permet pas de contrôler les instants de commutations des sorties Q et Q. Cela peut être un inconvénient dans le cas d’une cascade de bascule où certaine information risque d’être perdues à cause des temps de propagations et des temps de monté des signaux. Au contraire une bascule synchrone sera pilotée par un signal externe appelé Horloge et qui lui délivre des impulsions périodiques. On dit qu’il y a synchronisation des basculements sur les impulsions d’horloge. L’horloge agissant pendant toute la durée du niveau haut. L’horloge agissant pendant le front montant. Passage de 0 à 1 L’horloge agissant pendant toute la durée du niveau bas. L’horloge agissant pendant le front descendant. Passage de 1 à 0 b) Mode d’action du signal d’horloge H ou T (trigger) ou CLK: 2-1 : Bascule RSH : Les Systèmes séquentiels Page 3 sur 8 R S Q Q Manuel d’activités : Activité N°2 page 50 ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… S 1 0 t t t R 1 0 Q 1 0 H H H H Niveau haut Niveau bas Front descendant Front montant H t a- Symboles : b- Table de vérité :(bascule cédée par niveau haut) H R S Qn+1 Commentaires d- Diagramme de fluence : ordre des entrées de commande : SR e- Chronogramme d’une bascule RSH initialement déclenchée et commandée par le niveau haut du signal d’horloge : 2-2 : Bascule JK: Les Systèmes séquentiels Page 4 sur 8 ……………..…………….. ………………..………….. …………………………… ….. S H R Q Q S H R Q Q …………….. …………………………… ..………….. c- Table de transition (table de vérité simplifiée) : Valable pour les bascules RS et RSH S R Qn Qn+1 Rmque 0 1 1 0 0 0 1 1 Logigramme avec des portes logiques NAND H J K H Q S R Q S 15 11 5 Vcc :16 GND :8 Bascule JK intégré 1S 1J 1CLK 1R 1Q 1Q 1K 2 4 3 1 6 7 2S 2J 2CLK 2R 2Q 2Q 2K 14 12 13 10 9 74111 74111 : Deux bascules JK avec S et R déclenchement sur front montant. Manuel d’activités : Activités N°3 et N°4 pages 51 et 52 1 0 1 0 1 0 1 0 H S R Q t t t t a- Symboles : J :……………………………………………………………………………...…………………………… K :……………………………………………………………………………..…………………………… S ou PRE [preset] :……………………...………………………………………………………………… R ou CLR [clear] : ………………………………………...………………………………………………. b–Table de vérité : (Bascule JK commandée par le front montant de signal d’horloge) Fonctionnement S R H J K Q n+1 Remarques ………………… ………………… 0 1 Φ Φ Φ 1 0 Φ Φ Φ 1 1 Φ Φ Φ ………………… ………………… 0 0  0 0 0 0  1 0 0 0  0 1 0 0  1 1 c- Equation : d- Table de transition et diagramme de fluence : e- Chronogramme d’une bascule JK commandée par le front montant du signal d’horloge : Les Systèmes séquentiels Page 5 sur 8 J K Qn Qn+1 Rmque 0 1 1 0 0 0 1 1 ……………………………… ……………………………………. ……………………………………. ……………………………………. ………………………………….…… ……………………………….……… ………………………….…………... Φ : état indifférent 0 ou 1 Ordre des entrées de commande : JK R Q S R J K H Q H J K Q t t t t S t R t 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 2-3 : Bascule D: ……………………………………………………………………………………………………………… a- Symboles : b- Table de vérité : (Bascule D commandée par le front descendant de signal d’horloge) Fonctionnement S R H D Qn+1 Commentaires ………………… ………………… 0 1 Φ Φ 1 0 Φ Φ 1 1 Φ Φ ………………… ………………… 0 0  1 0 0  0 Les Systèmes séquentiels Page 6 sur 8 …………………………………… …………………………………… …………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… D H S R Q Q Manuel d’activités : Activité N°5 page 53 H D S Q R S R Q Manuel d’activités : Activité N°7 pages 55 et 56 4013 : Deux bascules D avec S et R déclenchement par front montant. Bascule D intégré 4013 S 5 6 1D 1CLK 1R 1Q 1Q 3 2 1 1S 4 S 9 8 2D 2CLK 2R 2Q 2Q 11 12 13 2S 10 Vcc : 14 GND : 7 c- Equation : e- Chronogramme d’une bascule D initialement déclenchée (à t=0, Q=0) et sensible au front descendant du signal d’horloge : 2-4 : Bascule T: La bascule T synchrone est déclenchée par le signal d’horloge H ou T. L’unique entrée T commande l’état de la bascule. La sortie Q change d’état à chaque impulsion du signal d’horloge T et conserve son état le reste du temps. Logigramme : Symbole : Les Systèmes séquentiels Page 7 sur 8 D Qn Qn+1 Rmque …………………… d- Table de transition (table de vérité simplifiée) et diagramme de fluence : Manuel d’activités : Activité N°6 page 54 H D Q t t t t t 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 Manuel d’activités : Activité N°8 pages 57 et 58 Q Q T Bascule T à front descendant T Q Q SD RD T Q Q SD RD Bascule T à front montant Table de vérité : Equation : Diagramme de fluence Qn T Qn+1 0 0 0 1 1 0 1 1 Chronogramme : h) Bascules équivalentes : 1) Bascules équivalentes à la bascule D : à partir d’une bascule RS à partir d’une bascule JK 2) Bascules équivalentes à la bascule T : à partir d’une bascule RS à partir d’une bascule D à partir d’une bascule JK Les Systèmes séquentiels Page 8 sur 8 Manuel d’activités : Activités N°9, N°10, N°11 et N°12 pages 59, 60, 61 et 62    ε 0 1 0 0 1 1 μ0 δ μ1 T Qn+1= t t T Q H S D R Q Q H J D K Q Q H S R Q Q H D Q Q H J K Q Q « 1 » H J K Q Q « 1 » H J K Q Q H J K Q Q « 1 » « uploads/Industriel/ chap-3-les-bascules.pdf