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Université Abderrahmane Mira – Bejaia Faculté de la technologie Département d’é

Université Abderrahmane Mira – Bejaia Faculté de la technologie Département d’électronique Réalisation Pratique - Module ETCS 000111001001111000110001 110000011001000111100101 01011001111001011010011 Compteur à afficheur numérique à 3 caractères Etudiants: Bouiche Hachemi Brahami Mohamed Boumertit Sofiane 21/01/2010 Tous droits réservés © 2010 2 3 Table des matières I. Introduction II. Diagramme Du Projet III. Présentation du projet IV. Alimentation V. Compteurs – 74HC4518 VI. Décodeurs DCB-7 segments – 74HC4511 VII. Afficheur 7 segments - Cathode commune VIII. Branchement de 3 afficheurs numériques IX. Application sur une barrière Infrarouge X. Conclusion XI. Bibliographie 4 I - Introduction De nos jours, on utilise souvent les systèmes de comptage numérique afin de savoir quelles sont les statistiques du jour, mensuel ou annuel pour des besoins administratifs, commerciaux ou technologiques. Le système de comptage utilisé est un dispositif électronique qui possède une partie réceptrice de données qu’on veut compter (capteurs en général), une partie de comptage et de transformation de données du récepteur, et la dernière partie est un afficheur numérique (LCD, 7 segments…etc.) pour qu’on puisse visualiser le résultat. On peut trouver ce genre de compteurs dans différents endroits, par exemple : - Une usine de production de véhicules, pour compter le nombre de voitures produites durant la journée. - Une banque, pour compter et respecter la chaine des clients (pour ca, ils donnent des tickets pour faciliter la chaine sans aucune intervention). Dans notre projet, on s’est basé sur le système de comptage de clients d’une banque, d’ou on a réalisé un compteur numérique à 3 caractères, c’est-à-dire il peut compter 1000 valeurs de 000 – 999. Concernant la partie comptage, on a utilisé un bouton poussoir (pour d’autres applications, on peut remplacer le bouton par d’autres récepteurs : Barrière Infrarouge, Balise à Ultrason…etc.), à chaque appui sur le bouton y a une impulsion qui est envoyé pour déclencher le compteur. Vous trouverez tous les détails dans le contenu du rapport. 5 II - Diagramme Du Projet Afficheurs Numériques 7 Segments Décodeurs 74HC4511 Compteurs 74HC4518 Bouton Poussoir Alimentation 5V 6 III - Présentation Du Projet Cette image représente le circuit du compteur pour bien voir en clair à quoi ressemble cette réalisation. Les pages qui suivent consistent sur le rôle et le fonctionnement de chaque composant afin de bien comprendre le principe théorique et pratique. 7 IV – Alimentation : Tous les circuits intégrés qu’on a utilisés dans notre projet fonctionnement sous une tension de 5V (Technologie TTL), pour cela on a pensé à réaliser la partie Alimentation pour avoir une régulation de 5V de tension. La carte peut être alimentée par une batterie 9V ou un transformateur externe. Le régulateur utilisé est le LM7805, il peut avoir à son entrée (Input) une tension de 5V jusqu'à 24V max (on a utilisé une batterie de 9V), et la tension de sortie (Output) reste fixe de 5V. Les deux capacités C1=330nF et C2=100nF sont fixés par le constructeur pour minimiser les bruits. La diode D1 a pour rôle de ne pas avoir un courant inverse vers la batterie. 8 V - Compteurs – 74HC4518 Fonctionnement d’un compteur binaire modulo 16 : Un compteur binaire est constitué de bascules, dans notre cas, on a utilisé 4 bascules pour un seul compteur afin d’avoir 4 codes binaire (modulo 16), pour bien voir, le tableau suivant montre la conversion du code binaire en décimale : Binaire Décimale 0000 0 0001 1 0010 2 0011 3 0100 4 0101 5 0110 6 0111 7 1000 8 1001 9 Principe de fonctionnement, c’est quand le compteur reçoit une impulsion, le code binaire change d’état en mémorisant la valeur précédente, par exemple : - Au repos (sans impulsion) le code binaire du compteur reste toujours à l’état initial « 0000 ». - Hors qu’a la présence d’une impulsion, le compteur change d’état de « 0000 » vers « 0001 » et si on lui donne une autre impulsion, il passe de l’état « 0001 » vers « 0010 » et ainsi de suite jusqu'à la valeur « 1001 » . Pour cela, on a choisi le compteur 74HC4518. 9 Compteur 74HC4518 : C’est un circuit intégrer qui possède 2 compteurs synchrones sous une tension de 5V, on aura besoin de 3 compteurs au total (3 afficheurs utilisés), d’ou on a utilisé 2 circuits intégrés 74HC4518. Diagramme de fonctionnement : On voit bien qu’il possède 2 compteurs de 4 bits chacun. Maintenant à quoi ressemble le système logique de ces compteurs ! Diagramme logique : 10 Le brochage du 74HC4518 : PIN NO. SYMBOL NAME AND FUNCTION 1, 9 1CP0, 2CP0 clock inputs (LOW-to-HIGH, edge-triggered) 2, 10 1CP1, 2CP1 clock inputs (HIGH-to-LOW, edge-triggered) 3, 4, 5, 6 1Q0 to 1Q3 data outputs 7, 15 1MR, 2MR asynchronous master reset inputs (active HIGH) 8 GND ground (0 V) 11, 12, 13, 14 2Q0 to 2Q3 data outputs 16 VCC positive supply voltage Diagramme du timing : Si on suit les colonnes de ce diagramme, on peut déduire les valeurs binaires en fonction de Q0, Q1, Q2, Q3, les résultats sont donnés par le tableau suivant : Q0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Q1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 Q2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 Q3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 11 VI – Décodeurs DCB-7 segments – 74HC4511 : Un décodeur est un circuit numérique qui fait correspondre 2n sorties à n variables binaires d’entrées, sur lesquelles sont appliquées des variables binaires égales à 1 ou 0. Dans notre cas, on a utilisé le circuit 74HC4511 qui possède 4 variables binaires d’entrées et 7 de sorties sous une tension de 5V, il est réalisé spécialement pour les afficheurs 7 segments. Décodeurs 74HC4511 DCB-7 segments : Brochage du 74HC4511 : PIN NO. SYMBOL NAME AND FUNCTION 3 LT lamp test input (active LOW) 4 BI ripple blanking input (active LOW) 5 LE latch enable input (active LOW) 7, 1, 2, 6 D1 to D4 BCD address inputs 8 GND ground (0 V) 13, 12, 11, 10, 9, 15, 14 Qa to Qg segments outputs 16 VCC positive supply voltage 12 Diagramme logique : 13 VII - Afficheur 7 segments - Cathode commune : La plupart des afficheurs numériques (montres, compteurs….etc.) permettent de représenter dix chiffres (de 0 à 9), ces symboles sont dessinés au moyen de sept segments lumineux qui sont des diodes électroluminescentes ou des cristaux liquides, leurs fonctionnement et limité entre 1.5V à 2V avec une intensité de 16mA à 20mA. Pour cela on a utilisé des résistances de 220Ω(avec R = (5-1.5)/0.016 = 220Ω) à la sotie des décodeurs afin de diminuer la tension de 5V vers 1.5V. Pour l’affichage, certains de ces sept segments ne sont pas apparents : 14 Table de vérité du décodeur 74HC4511: BCD d’entrées Segments de sorties Afficheur D C B A a b c d e f g 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 Le schéma suivant résume tout ce qu’on a vu jusqu' ici et la liaison entre les différentes parties (compteur, le décodeur et l’afficheur 7 segments) pour un seul compteur numérique : 15 VIII – Branchement de 3 afficheurs numériques : On a vu sur le schéma précédant, le branchement électronique d’un seul compteur numérique. Maintenant on va voir le branchement de 3 compteurs numériques qui est représenté dans le schéma suivant : Vous voyez bien qu’on a tout triplé par rapport au premier schéma, sauf y a qu’un seul bouton poussoir, c’est tout à fait normal car c’est au premier compteur ou on commence le comptage. Principe de fonctionnement : Le premier compteur commence à compter de <0000 = 0> jusqu'à ce qu’il arrive au code binaire <1001 = 9> en appuyant sur le bouton PUSH, s’il y aura une autre impulsion le compteur se remet à 0 mais avec une retenue de 1 (Q3) vers l’entrée E (CP1) du deuxième compteur qui donnera lui aussi une impulsion pour avoir le nombre <1=0001> au deuxième afficheur et le premier 0 et ainsi de suite. C’est le même principe pour le troisième compteur. Le bouton RESET (MR) est utilisé pour la remise à zéro des compteurs. 16 IX – Application sur une Barrière Infrarouge : On peut utiliser ce compteur pour d’autres taches, comme un compteur industriel qui compte les différentes marchandises (Boites, voitures…etc.). Il suffit juste de remplacer uploads/Ingenierie_Lourd/ compteur-a-afficheur-numerique-a-3-caracteres.pdf