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Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B. Sommaire • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Bascule RS Exemple de composant bascule RS : 4043 Repérage des fronts sur un chronogramme Entrée active sur front Bascule D Exemple de composant bascule D : 74ALS74 TDV du 74ALS74 Brochage du 74ALS74 Bascule D Verrou (Latch) Exemples de composants bascules D 74 373 et 374 Brochage des 74 373 et 374 Bascule JK Bascule T Constitution d’une bascule T 1/3 Constitution d’une bascule T 2/3 Constitution d’une bascule T 3/3 Fonction comptage Chronogramme d’un compteur Mise à zéro d’un compteur Compteur 74..192 • • • • • • • • • • • • • • • • • • Extrait simplifié de la TDV du 74..192 Fonction chargement Fonction décompteur Compteur binaire 4040 TDV du 4040 Chronogramme d’un compteur binaire Construction du chronogramme d’un compteur binaire Décompteur binaire Construction du chronogramme d’un décompteur binaire Compteur à modulo programmable Comptage asynchrone Comptage asynchrone : zoom Association de compteurs asynchrones Comptage synchrone Association de compteurs synchrones Relation fréquence Registre à décalage Registre à décalage : Exemple 1 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables • • • • • • • • • • • • • Registre à décalage : Exemple 2 Exemples de composants registre à décalage Exemple : registre à décalage 74164 Chronogramme exemple registre à décalage Diviseur de fréquence / compteur Jonhson Câblage d’un compteur Jonhson Chronogramme d’un compteur Jonhson Exemple de compteur modulo 10 : 4518 Exemple de compteur binaire à 4 étages : 74..393 Exemple de compteur binaire : 4060 Compteur 4060 : architecture détaillée Compteur 4060 : Câblage de la fonction astable à RC Compteur 4060 : Câblage de la fonction astable à quartz D.L.B. Bascule RS R S R Q S R 0 0 1 1 S 0 1 0 1 Qn Qn-1 1 0 X S 1 0 t R 1 0 t Q 1 0 t Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B. Exemple de composant bascule RS : 4043 HEF4043 E R S EN R S Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables Q E S R Qn L H H H X L H L X H X L Z L H Qn-1 D.L.B. Repérage des fronts sur un chronogramme Front montant Front descendant E 1 0 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables t D.L.B. Entrée active sur front Entrée active sur front montant Entrée active sur front descendant 11 11 11 E 1 0 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables t D.L.B. Bascule D D C 1D Q C1 D X 0 1 C Qn Qn-1 0 1 C 1 0 t D 1 0 t Q 1 0 t Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B. Exemple de composant bascule D : 74ALS74 74als74 S C1 1D R Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B. TDV du 74ALS74 SD CP S C1 D 1D RD R Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables Q Q D.L.B. Brochage du 74ALS74 74als74 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B. Bascule D Verrou (Latch) D C 1D Q C1 D X 0 1 C 0 1 1 Qn Qn-1 0 1 C 1 0 t D 1 0 t Q 1 0 t Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B. Exemples de composants bascules D 74 373 et 374 74..373 1 11 3 74..374 1 EN 11 C1 2 1D 3 EN C1 2 1D 4 5 4 5 7 6 7 6 8 9 8 9 13 12 13 12 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B. Brochage des 74 373 et 374 74..374 1 74..373 1 EN 11 3 EN 11 C1 C1 2 3 4 5 4 5 7 6 7 6 8 9 8 9 13 12 13 12 14 15 14 15 17 16 17 16 18 19 18 19 1D Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables 1D 2 D.L.B. Bascule JK J C K J X 0 0 1 1 1J Q C1 1K K X 0 1 0 1 C Qn Qn-1 Qn-1 0 1 Qn-1 C 1 0 t J 1 0 t K 1 0 t Q 1 0 t Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B. Bascule T T T T Q Qn Qn-1 Qn-1 C 1 0 t Q 1 0 t Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B. Constitution d’une bascule T 1/3 0 1 1D 0 1 T Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables C1 Q 1 0 D.L.B. Constitution d’une bascule T 2/3 1 T 1J C1 1 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables 0 1 0 1 Q 1K D.L.B. Constitution d’une bascule T 3/3 0 1 1J T C1 Q 0 1 1 0 1K Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B. Fonction comptage CTR DIV 10 R H CT=0 + 0 CT 1 2 3 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables Q0 Q1 Q2 Q3 R 0 0 1 H X Q Q Q+1 010 D.L.B. CTR DIV 10 Chronogramme CT=0 R H + 0 CT 1 2 3 Q0 Q1 Q2 Q3 d’un compteur R H Q 0 Q 0 Q+1 1 X 010 H 1 0 t R 1 0 t Q10 Q0 1 0 Q1 1 0 Q2 1 0 Q3 1 0 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 t 1 t 1 t 1 t 0 t CTR DIV 10 Mise CT=0 R H + 0 CT 1 2 3 à zéro d’un compteur R H Q0 0 Q1 Q2 0 Q3 1 X Q Q Q+1 010 H 1 0 t R 1 Comptage 0 Q10 Q0 1 0 Q1 1 0 Q2 1 0 Q3 1 0 4 5 6 7 Mise à zéro 0 Comptage 1 2 3 4 5 t 6 7 t 1 0 t 0 0 t 1 0 t 0 0 t Compteur 74..192 11 5 C3 CTRDIV10 2+ G1 4 1– G2 14 15 R 3 3D 1 2 10 6 9 7 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables 2CT=0 13 1CT=9 12 D.L.B. Extrait simplifié de la TDV du 74..192 PL 11 CPu 5 C3 CTRDIV10 MR H L L L 2+ G1 CPd 4 1– G2 MR D0 D D1 D2 D3 14 15 PL CPu CPd X X X L X X H H H H D X X X X Q 010 D Q+1 Q-1 R 3 3D 1 2 10 6 9 7 2CT=0 13 1CT=9 12 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables Q0 Q1 Q2 Q Q3 D.L.B. CPU 1 0 CPD 1 0 MR 1 0 PL 1 0 PL 11 CPU 5 C3 CTRDIV10 2+ G1 CPD 4 1– G2 14 MR D0 D D1 D2 D3 15 R 3 3D 1 2 10 6 9 7 2CT=0 13 1CT=0 12 Q0 Q1 Q2 Q3 Fonction chargement Comptage Chargement t t t t D (10) D0 1 0 D1 1 0 D2 1 0 D3 1 0 Q Q (10) 8 Q0 1 0 Q1 1 0 Q2 1 0 Q3 1 0 Comptage 9 0 1 2 3 4 5 2 t 0 t 1 t 0 t 0 t 2 3 4 5 6 7 t 0 t 1 t 0 t 0 t D.L.B. Fonction décompteur CPU 1 0 CPD 1 0 MR 1 0 PL 1 0 PL 11 CPU 5 C3 CTRDIV10 2+ G1 CPD 4 1– G2 14 MR D0 D D1 D2 D3 15 R 3 3D 1 2 10 6 9 7 2CT=0 13 1CT=0 12 Q0 Q1 Q2 Q3 Décomptage Chargement Décomptage t t t t D (10) D0 1 0 D1 1 0 D2 1 0 D3 1 0 Q Q (10) 3 Q0 1 0 Q1 1 0 Q2 1 0 Q3 1 0 2 1 0 9 8 7 6 3 t 1 t 1 t 0 t 0 t 3 2 1 0 9 8 t 1 t 1 t 0 t 0 t D.L.B. Compteur binaire 4040 CTR12 10 0 + 9 7 11 6 CT=0 5 3 2 CT 4 13 12 14 15 11 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables 1 D.L.B. TDV du 4040 CTR12 CP 10 0 + 9 7 MR 11 6 CT=0 5 3 2 CT 4 13 12 14 15 11 1 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q 10 Q 11 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables Repère D.L.B. MR 1 Chronogramme d’un compteur binaire 0 Comptage CTR12 CP MR 10 11 0 + 9 7 6 CT=0 5 3 2 CT 4 13 12 14 15 11 1 CP 1 0 Q0 1 0 Q0 Q1 1 Q1 0 Q2 Q2 1 Q3 0 Q4 Q3 1 Q5 0 Q6 Q4 1 Q7 0 Q8 Q5 1 0 Q9 Q 10 Q6 1 0 Q 11 Q7 1 0 Q8 1 0 Q9 1 0 Q10 1 0 Q11 1 0 Q (10) t t 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 t 0 t 1 t 1 t 0 t 0 t 0 t 0 t 0 t 0 t 0 t 0 t 9 10 11 12 13 14 15 16 17 t 1 ConstructionMRdu 0 chronogramme d’un compteur binaire CTR12 CP MR 10 11 0 + 9 7 6 CT=0 5 3 2 CT 4 13 12 14 15 11 1 CP 1 0 Q0 1 0 Q0 Q1 1 Q1 0 Q2 Q2 1 Q3 0 Q4 Q3 1 Q5 0 Q6 Q4 1 Q7 0 Q8 Q5 1 0 Q9 Q 10 Q6 1 0 Q 11 Q7 1 0 Q8 1 0 Q9 1 0 Q10 1 0 Q11 1 0 Q (10) t t 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 t 0 t 1 t 1 t 0 t 0 t 0 t 0 t 0 t 0 t 0 t 0 t 9 10 11 12 13 14 15 16 17 t Décompteur binaire 11 5 C3 CTR4 2+ G1 4 1– PL 1 0 t MR 1 0 t CPU 1 0 t CPD 1 0 t G2 14 15 R 3 3D 1 2 10 6 9 7 2CT=0 13 1CT=15 12 Q0 1 0 1 t Q1 1 0 1 t Q2 1 0 0 t Q3 1 0 0 t Q (10) 15 14 13 12 11 10 9 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables 8 7 6 5 4 3 2 1 0 15 14 t D.L.B. Construction du chronogramme d’un décompteur binaire 11 5 C3 CTR4 2+ G1 4 1– PL 1 0 t MR 1 0 t CPU 1 0 t CPD 1 0 t G2 14 15 R 3 3D 1 2 10 6 9 7 2CT=0 13 1CT=15 12 Q0 1 0 1 t Q1 1 0 1 t Q2 1 0 0 t Q3 1 0 0 t Q (10) 15 14 13 12 11 10 9 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables 8 7 6 5 4 3 2 1 0 15 14 t D.L.B. Compteur à modulo programmable Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B. Comptage asynchrone CTR12 CP MR =0 10 11 0 + 9 7 6 CT=0 5 3 2 CT 4 13 12 14 15 11 1 CP 1 0 t 1 0 t 1 0 t 1 0 t 1 0 t Q4 1 0 t Q0 Q 1 Q0 Q2 Q3 Q 4 Q1 Q5 Q6 Q2 Q7 Q8 Q 9 Q3 Q 10 Q 11 Zoom Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B. Comptage asynchrone : zoom 20ns CTR12 CP MR =0 10 11 0 + 9 7 6 CT=0 5 3 2 CT 4 13 12 14 15 11 1 CP 1 0 t 1 0 t 1 0 t 1 0 t 1 0 t Q4 1 0 t Q0 Q 1 Q0 Q2 Q3 Q 4 Q1 Q5 Q6 Q2 Q7 Q8 Q 9 Q3 Q 10 Q 11 NQD 15 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables 14 12 8 0 16 D.L.B. t Association de compteurs asynchrones Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B. Comptage synchrone 20ns CP 1 0 t Q0 1 0 t Q1 1 0 t Q2 1 0 t Q3 1 0 t Q4 1 0 t NQD 15 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables 16 t D.L.B. Association de compteurs synchrones RAZ /LOAD H Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B. Relation fréquence TH Exemple de chronogramme de compteur binaire H 1 0 t Q0 1 0 T0 t Q1 1 0 T1 t Q2 1 0 T2 t Q3 1 0 T3 t Q4 1 0 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables t D.L.B. Registre à décalage Entrée parallèle optionnelle Sortie série Entrée série D7 D 6 D5 D4 D 3 D2 D1 D0 Commande décalage Sortie parallèle optionnelle Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B. Registre à décalage : Exemple 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables 0 1 T D.L.B. Registre à décalage : Exemple 2 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables 1 0 T D.L.B. Exemples de composants registre à décalage Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B. Exemple : registre à décalage 74164 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B. Chronogramme exemple - registre à décalage H 1 0 t D 1 0 t R 1 0 t Q0 1 0 t Q1 1 0 t Q2 1 0 t Q3 1 0 t Q4 1 0 t Q5 1 0 t Q6 1 0 t Q7 1 0 t Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B. Diviseur de fréquence / compteur Jonhson 15 1 10 4018 CTR DIVn CT=0 D C1 14 2 1D 5 3 4 7 6 9 11 12 13 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 D.L.B. Câblage d’un compteur Jonhson 4018 CTR DIVn 15 1 10 CT=0 D C1 14 5 Q1 3 4 Q2 7 6 Q3 9 11 Q4 12 13 Q5 2 1D Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables & & & & D.L.B. Chronogramme d’un compteur Jonhson LOAD 1 0 t H 1 0 1 0 1 0 1 0 t 1 0 1 0 t 4018 CTR DIVn 15 1 LOAD H 10 CT=0 Q1 D Q2 C1 14 Q3 5 Q1 3 4 7 6 Q2 Q4 Q3 9 11 Q4 Q5 12 13 Q5 2 1D Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables t t t t D.L.B. Exemple de compteur modulo 10 : 4518 4518 CTR DIV10 1 2 7 1 CT=0 Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables + CT 0 1 2 3 3 4 5 6 D.L.B. Exemple de compteur binaire à 4 étages : 74..393 74..393 CTR4 2 CT=0 CT 1 + Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables 0 1 2 3 3 4 5 6 D.L.B. Exemple de compteur binaire : 4060 Représentation de principe du constructeur Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B. Compteur 4060 : architecture détaillée Représentation de principe du constructeur Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B. Compteur 4060 : Câblage de la fonction astable à RC MR De logique Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables HEF4060B D.L.B. Compteur 4060 : Câblage de la fonction astable à quartz MR De logique HEF4060B Fonctions logiques séquentielles à éléments bistables D.L.B.