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T.P. N° 1 : Circuits intégrés logiques DÉROULEMENT DE LA SÉANCE TITRE ACTIVITÉS

T.P. N° 1 : Circuits intégrés logiques DÉROULEMENT DE LA SÉANCE TITRE ACTIVITÉS PROF ACTIVITÉS ÉLÈVES MOYEN DURÉE Fin du T.P. {? heures} Page 1 sur 21 Tableau de comité de lecture Date de lecture Lecteurs Observation Remarques rédacteur Date modifications 16 août 2000 CROCHET David Première version + Améliorations mineures + Version finale 16 août 2000 26 août 2001 CROCHET David Mise à jour des donnés de cette page (mail et adresse) 26 août 2001 Quote of the day : Fournir ma contribution aux autres est ma philosophie. Et la vôtre ? Si vous avez lu ce T.P. et que vous avez des remarques à faire, n'hésiter pas et écrivez-moi à l'adresse suivante : Ce dossier contient :  Un dossier élève (pages 4 à 7)  Un dossier prof (pages 8 à 12)  Un dossier prof (pages 13 à 19)  Un transparent (page 20 à 21 ) E-Mail : Crochet.david@free.fr Adresse Professionnel : CROCHET David Professeur de Génie électrique Lycée Joliot CURIE Place du Pigeon Blanc 02500 HIRSON (Adresse valable jusq'au 30 juin 2002 Page 2 sur 21 T.P. N° 1 Circuits logiques intégrés Niveau : 1 STI GET Lieu : Salle de cours Durée : ? heures Organisation : groupe ½ classe, travail individuel et en binôme LIAISON AU RÉFÉRENTIEL B 1 CHAPITRE 3 (Représentation de l'information)  Paragraphe 3.2 : les fonctions logiques  Paragraphe 3.2.1 : outil de description d'une fonction logique  Paragraphe 3.2.2 : théorème de De Morgan  Paragraphe 3.2.3 : opérateurs logiques PRÉ-REQUIS Les élèves doivent être capables : - Rechercher des informations dans une documentation constructeur. - Appliquer la loi des mailles et la loi d' sur un circuit électrique simple. - Calculer la puissance dissipée par une résistance. - Établir une équation logique à partir d'une table de vérité. - Établir un logigramme et un schéma à contact à partir d'une équation. OBJECTIFS Les élèves devront être capables de : - Différencier la technologie (TTL ou CMOS) d'un composant intégré appartenant à une famille quelconque. - Calculer la résistance de limitation du courant dans un composant telle qu'une D.E.L. (valeur ohmique et puissance). - Câbler un montage sur une platine LABDEC. - Identifier un opérateur logique (ET, OU, NAND, NOR, XOR) d'après son fonctionnement. - Identifier un composant intégré par son numéro et son descriptif correspondant. NIVEAU D'APPRENTISSAGE - Apprendre à (savoir intégré) - Apprendre à (savoir actif) MÉTHODE - Active Page 3 sur 21 S.T.I. - G.E.T. B 1 – AUTOMATIQUE ET INFORMATIQUE INDUSTRIELLE T.P. N° 1 CIRCUIT LOGIQUE INTÉGRÉ DOSSIER PÉDAGOGIQUE CIRCUITS CIRCUITS LOGIQUES LOGIQUES INTÉGRÉS INTÉGRÉS Objectif :  Utiliser le traitement d'informations logiques  Valider les outils de descriptions  Valider le comportement réel d'un circuit intégré face à un problème logique posé Matériel : Documents : Aucun document autorisé Secteur : Salle de cours Durée : ? heures Nom, Prénom : Classe, Groupe : Page 4 sur 21 L'Électronique numérique 1. Rappel: Algèbre binaire 1.1.Définition des lois La Somme Le Produit La complémentarité a b 0 0 1 1 0 0 0 1 a 1 0 0 1 a S = a + b : fonction OU S = a . b : fonction ET : fonction NON 1.2.Propriétés Commutativité a + b = b + a a . b = b . a Associativité a . ( b . c ) = ( a . b ) . c = a . b . c a + ( b + c ) = ( a + b ) + c = a + b + c Distributivité a + ( b . c ) = ( a + b ) . ( a + c ) a . ( b + c ) = ( a . b ) + ( a . c ) Absorption a + ( a . b ) = a a . ( a + b ) = a a . 0 = 0 a + 1 = 1 Élément neutre a + 0 = a a . 1 = a a . a = a a + a = a Théorème de MORGAN 1.3.NAND, NOR, XOR NAND NOR XOR a b 0 0 1 1 0 1 1 1 a b 0 0 1 1 0 0 0 1 a b 1.4.Symboles OU ET NON Norme US Norme CEE NOR NAND XOR Norme US Norme CEE Page 5 sur 21 2. Pour les 5 exercices suivants, on vous demande de :  Donner l'équation logique du logigramme  Donner la table de vérité  Donner dans chaque cas la fonction réalisée. A la fin des exercices, conclure sur l'utilisation des portes NAND et NOR. 3. Travaux pratiques : Fonctions de base de la logique combinatoire Pour chacun de circuits énumérés ci dessous : 3.1.Indiquer de quelle fonction il s’agit puis établir sa table de vérité Référence circuits : C.M.O.S. série 4000 4049 4069 4009 4073 4081 4082 4071 4072 4075 4070 4030 4507 4077 4011 4012 4023 4001 4002 4025 3.2.Établir Le plan de câblage, qui prendra en compte l’alimentation du circuit. (Repérage des bornes) 3.3.Faire le plan de masse du circuit avant de le câbler. 3.4.Après vérification du professeur effectuer une vérification expérimentale du circuit en relevant la table de vérité Page 6 sur 21 4. Soit l'équation de fonctionnement d'un récepteur : 4.1.Rechercher le logigramme en utilisant des fonctions à deux entrées : 4.1.1. Fonctions : NON, ET, OU. 4.1.2. Fonctions : NOR uniquement 4.2.Conclusion : Quel va être le logigramme le plus facile à mettre en œuvre ? Pourquoi ? 4.3.Réaliser à partir du logigramme obtenu (portes NOR), un schéma de câblage en utilisant le brochage normalisé. Vous utiliserez une diode électroluminescente de protection en série pour visualiser X. 4.4.Effectuer le câblage et procéder aux essais après vérification du professeur. 5. Soit l'équation de fonctionnement d'un récepteur : 5.1.Rechercher le logigramme en utilisant des fonctions à deux entrées : 5.1.1. Fonctions : NAND. 5.1.2. Fonctions : NOR. 5.2.Conclusion ? 5.3.Réaliser à partir du logigramme obtenu (portes NAND), un schéma de câblage en utilisant le brochage normalisé. Vous utiliserez une diode électroluminescente de protection en série pour visualiser Y. 5.4.Effectuer le câblage et procéder aux essais après vérification du professeur. 6. Soit l'équation de fonctionnement d'un récepteur : 6.1.Rechercher le logigramme en utilisant des fonctions NAND à deux entrées : 6.2.Réaliser à partir du logigramme obtenu, un schéma de câblage en utilisant le brochage normalisé. Vous utiliserez une diode électroluminescente de protection en série pour visualiser Z. 6.3.Effectuer le câblage et procéder aux essais après vérification du professeur. Page 7 sur 21 S.T.I. - G.E.T. B 1 – AUTOMATIQUE ET INFORMATIQUE INDUSTRIELLE T.P. N° 1 CIRCUITS LOGIQUES INTÉGRÉS DOSSIER PROFESSEUR CIRCUITS CIRCUITS LOGIQUES LOGIQUES INTÉGRÉS INTÉGRÉS Objectif :  Utiliser le traitement d'informations logiques  Valider les outils de descriptions  Valider le comportement réel d'un circuit intégré face à un problème logique posé Matériel : Documents : Aucun document autorisé Secteur : Salle de cours Durée : 2 heures Nom, Prénom : Classe, Groupe : Page 8 sur 21 PRÉPARATION 1. Rappel : Algèbre Binaire 2. Pour les 5 exercices suivants, on vous demande de :  Donner l'équation logique du logigramme  Donner la table de vérité  Donner dans chaque cas la fonction réalisée. A la fin des exercices, conclure sur l'utilisation des portes NAND et NOR. Fonction ET a.b a 0 1 b 0 0 0 1 0 1 Fonction OU a + b a 0 1 b 0 0 1 1 1 1 S1 : NON S2 : NON S3 : ET S4 : OU S5 : OU S6 : ET Page 9 sur 21 TRAVAIL DEMANDE 3. Travaux pratiques : Fonctions de base de la logique combinatoire Pour chacun de circuits énumérés ci dessous : 3.1.Indiquer de quelle fonction il s’agit puis établir sa table de vérité 3.2.Établir Le plan de câblage, qui prendra en compte l’alimentation du circuit. (Repérage des bornes) 3.3.Faire le plan de masse du circuit avant de le câbler. 3.4.Après vérification du professeur effectuer une vérification expérimentale du circuit en relevant la table de vérité Référence circuits : C.M.O.S. série 4000 4049 6 NON 4069 6 NON 4009 6 NON 4073 3 x 3 ET 4081 4 x 2 ET 4082 2 x 4 ET 4071 4 x 2 OU 4072 2 x 4 OU 4075 3 x 3 OU 4070 4 XOR 4030 4 XOR 4507 4 XOR 4077 4 x NON-XOR 4011 4 x 2 NAND 4012 2 x 4 NAND 4023 3 x 3 NAND 4001 4 x 2 NOR 4002 2 x 4 NOR 4025 3 x 3 NOR 4. Soit l'équation de fonctionnement d'un récepteur : Rechercher le logigramme en utilisant des fonctions à deux entrées : 4.1.Fonctions : NON, ET, OU. 4.2.Fonctions : NOR uniquement 4.3.Conclusion : Quel va être le logigramme le plus facile à mettre en œuvre ? Pourquoi ? C'est celle avec les portes NOR car elle utilise moins de portes mais surtout, mois uploads/Philosophie/ 1get-b1-tp01 1 .pdf