bascules.doc

Les Bascules
Objectifs:
-Connaître:
.Les notions de logique combinatoire et de
logique séquentielle
.Les fonctions réalisées par les bascules RS, D
et JK
.Les schéma normalisés de ces différentes
bascules
.La structure interne d'une bascule RS


-Etre capable de:
.Tracer les chronogrammes d'un schéma où figurent
une bascule RS , D ou JK
.Faire la synthèse d'une fonction simple
réalisable à l'aide de bascules RS, D ou JK




1 Logique combinatoire, logique séquentielle: 2

1.1 Etude d'un exemple: 2
1.1.1 Chronogrammes 2
1.1.2 Table de vérité: 2
1.1.3 remarque: 2
1.2 Conclusion: 2

2 Bascules RS 3

2.1 Définition 3
2.2 Schémas normalisés 3
2.3 Etude structurelle 3
2.3.1 Utilisation de NON-ET: 3
2.3.2 Utilisation de NON-OU: 3
2.3.3 Exercice : 4
2.3.4 Exercice: 4

3 Bascule D transparente 5

3.1 Etude d'un exemple: 5
3.2 Définition: 5
3.3 Schémas normalisés 5
3.4 Exercice: 6

4 Bascule D à déclenchement sur front (D Edge Triggered) 7

4.1 Définition: 7
4.2 Schémas normalisés: 7
4.3 Bascules intégrées: 7

5 Bascules JK à déclenchement sur front (edge triggered) 8

5.1 Définition 8
5.2 Schémas normalisés: 8
5.3 Bascules JK intégrées 8
5.4 exemple: 74HC109 8
5.5 exercice 8

6 Bascules JK à maitre esclave (pulse triggered) 9

6.1 Définition 9
6.2 Schéma normalisé: 9

7 Bascules JK avec vérouillage des données 9

7.1 Définition 9
7.2 Schéma normalisé: 9

8 annexe 10

8.1 Exercice: 10
8.2 exercice: 11
8.3 Exercice: 12
8.4 extrait bac 1998 13







Logique combinatoire, logique séquentielle:






1 Etude d'un exemple:

complétons les chronogrammes et la table de vérité relatifs au schéma
ci contre:













1 Chronogrammes




2 Table de vérité:

|A |B |C |D | |
|0 |0 | | | |
|0 |1 | | | |
|1 |0 | | | |
|1 |1 | | | |




1 remarque:

L'état actif des entrées est ici l'état ...
Si nous considérons C comme sortie principale, nous pouvons dire que
. lorsque A est active et B inactive, la sortie principale est
mise à ...
. lorsque A est inactive et B active, la sortie principale est
mise à ....
. lorsque A et B sont toutes deux inactives, la sortie
principale ..






4 Conclusion:




En logique combinatoire les états des sorties à un instant donné ne
dépendent que des états présents sur les entrées à cet instant.


En logique séquentielle, les états des sorties à un instant donné
dépendent non seulement de l'état des entrées à cet instant mais encore
de l'état antérieur des entrées.

Bascules RS


1 Définition

Une bascule RS comporte deux entrées R (Reset) et S (Set) et deux
sorties Q et Q\.
Si R est active et S inactive, la sortie Q est mise à "0" et Q\ à
"1"
Si S est active et R inactive, la sortie Q est mise à "1" et Q\
à"0"
Si S et R sont tout deux inactives, les sorties conservent leur
état antérieur (mémorisation).
Enfin l'activation simultanée de S et de R n'est normalement pas
utilisée.


Remarquons que les entrées peuvent être active à l'état "1" ou à l'état
"0"



2 Schémas normalisés



[pic]
Bascules RS avec entrées
Bascule RS avec entrées
actives au niveau haut
actives au niveau bas





3 Etude structurelle

Il existe peu de circuits intégrés réalisant la fonction bascule RS.
On réalise en général cette fonction à l'aide de portes logiques ET NON
ou OU NON



1 Utilisation de ET NON:

|a) schéma |b) table de vérité: |
|[pic] |A |B |C |D |fonctionnement |
| |0 |0 | | | |
| |0 |1 | | | |
| |1 |0 | | | |
| |1 |1 | | | |

c) conclusion: Il s'agit d'une bascule ....







2 Utilisation de OU NON:

|a) schéma |b) table de vérité: |
|[pic] |A |B |C |D |fonctionnement |
| |0 |0 | | | |
| |0 |1 | | | |
| |1 |0 | | | |
| |1 |1 | | | |



c) conclusion: Il s'agit d'une bascule ....





3 Exercice :

en vous inspirant de l'exemple précédant, complétez le table de vérité
correspondant au schéma suivant et indiquez la fonction réalisée


|a) schéma |b) table de vérité: |
|[pic] |A |B |C |D |fonctionnement |
| |0 |0 | | | |
| |0 |1 | | | |
| |1 |0 | | | |
| |1 |1 | | | |








4 Exercice:

même travail avec les schémas suivants:




[pic]


Schéma 1 Schéma 2












Bascule D transparente



1 Etude d'un exemple:

[pic]


complétons les chronogrammes suivants en négligeant les délais de
propagation:


[pic]




Complétons la table de vérité:
|E2 |E1 |S1 |S2 |
|0 |0 | | |
|0 |1 | | |
|1 |0 | | |
|1 |1 | | |


2 Définition:

Une bascule D transparente (ou D LATCH) possède au minimum une entrée
de commande (C), une entrée de données (D) et une
sortie.
si l'entrée de commande est au niveau actif, la sortie recopie
l'état de la donnée.
si l'entrée de commande est au niveau inactif, la sortie n'évolue
pas (mémorisation)


Exemple: le circuit du 3.1 est une D LATCH. Repérons l'entrée de
commande , l'entrée de données et la sortie



3 Schémas normalisés

[pic]













5 Exercice:



a)Complétez la table de vérité du circuit 74116 ( l'entrée de remise à
zéro est prioritaire sur l'entrée de commande):




|Clear\ |En1\ |En2\ |Qi |
| | | | |








b) Complétez les chronogrammes correspondants au schéma suivant:






[pic]

Bascule D à déclenchement sur front (D Edge Triggered)




1 Définition:



Une bascule D "Edge Triggered" possède au minimum une entrée de
commande, une entrée de données et une sortie.
Un front actif sur l'entrée de commande provoque la recopie de
l'état de l'entrée sur la sortie.
En l'absence de front actif sur l'entrée de commande, la sortie
n'évolue pas (mémorisation).





2 Schémas normalisés:



[pic]







3 Bascules intégrées:



La fonction bascule D Edge triggered est en général intégrée dans un
seul boîtier. Dans ce type de circuit intégré on peut trouver plusieurs
bascules élémentaires à commandes indépendantes ou avec une seule
commande.
En plus des entrées C et D, on peut trouver des entrées R (Reset) ou
S(Set).












Exemple: complétons les chronogrammes correspondant au circuit suivant:


[pic]






Bascules JK à déclenchement sur front (edge triggered)


1 Définition

Une bascule JK "edge triggered" comporte au minimum trois entrées de
commande J,K et C et une sortie.
En l'abscence de front actif sur l'entrée C, la sortie conserve son
état (mémorisation)
Un front actif sur l'entrée C provoque:
- la mise à "0" de la sortie si J est à "0" et K à "1"
- la mise à "1" de la sortie si J est à "1" et K à "0"
- le changement d'état de la sortie (Toggle) si J et K sont toutes
deux à "1"
- aucun changement si J et K sont toutes deux à "0"



2 Schémas normalisés:

|Bascule JK à commande sur front |Bascule JK à commande sur front |
|montant |descendant |
|[pic] |[pic] |


3 Bascules JK intégrées

En plus des entrées J,K et C, les bascules intégrées peuvent comporter
des entrées R (mise à "0") et S (mise à "1") non synchronisées par C (R
et S sont dites asynchrones)



4 exemple: 74HC109

|symbole IEC |symbole américain |
|[pic] |[pic] |




[pic]

5 exercice

Compléter le chronogramme:
|[pic] |[pic] |



Bascules JK à maitre esclave (pulse triggered)


1 Définition

Une bascule JK "pulse triggered" comporte au minimum trois entrées de
commande J,K et C et