Chap 3-4 (Bascules et applications)hichem-sebti.e- .Les mémoires UVPROM ou EPROM ... manière...

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  • Electronique numrique

    III-4-1Electronique et lectrotechnique

    Table des matires

    3. Electronique numrique

    3-4 Bascules et applications

    1. Compteurs

    2. Additionneurs

    3. Dcodeurs

    4. Multiplexeurs

    5. Dmultiplexeurs

    6. Les mmoires (RAM, ROM, EPROM, FLASH, )

  • Electronique numrique

    III-4-2Electronique et lectrotechnique

    Compteur

    Oprations de squenage, de comptage et doprations arithmtiques.

    Ce compteur compte de 0 1, revient 0 et recommence

    Active sur le front descendant

    T

    0 1 0

    Qt

    t1 2 3

    Compteur lmentaire

    TQ

    Bascule T

  • Electronique numrique

    III-4-3Electronique et lectrotechnique

    Compteur (octal)

    Q0Q1Q2n

    1117

    0116

    1015

    0014

    1103

    0102

    1001

    0000

    T

    0 1 0

    0Q t

    t1 2 3 4

    1 0

    0 0

    1Q t1 1 0

    0 00

    2Q t10

    T0Q

    T1Q

    T2Q

  • Electronique numrique

    III-4-4Electronique et lectrotechnique

    Application

    Ralisation dun systme de comptagedimpulsions en base 10

    Compteur: DCBA (binaire)

    10 = (1010)2

    T0Q

    T1Q

    T2Q

    T3Q

    A B C D

    clear clear clear clear

    Attention: D est le bit de poids fort

  • Electronique numrique

    III-4-5Electronique et lectrotechnique

    Application

    Ralisation dun systme de comptagedimpulsions en base 12

    NB: 12 = (1100)2

    T0Q

    T1Q

    T2Q

    T3Q

    A B C D

    clear clear clear clear

  • Electronique numrique

    III-4-6Electronique et lectrotechnique

    ApplicationRalisation dun systme de comptageBCD dimpulsions. (le circuit devra permettreun affichage dcimal des impulsions comptes)

    10 = (1010)2

    A B C D A B C D

    Remarque: Pour un affichage, par exemple sur afficheur 7-segments, ce circuit sera complt par un dcodeur binaire afficheur 7-segments (voir plus loin).

  • Electronique numrique

    III-4-7Electronique et lectrotechnique

    Additionneur

    Il sagit dun demi-additionneur

    1011

    0101

    0110

    0000

    RSE2E1

    Additionneur de 2 bits

    2E

    1E S

    R..AD

    21 EES =

    21 .EER=et

    1E

    2E

    S

    R

  • Electronique numrique

    III-4-8Electronique et lectrotechnique

    Additionneur

    Il faut une entre supplmentaire (retenue ventuelle)

    Additionneur complet

    2E

    1E S

    A1nR n

    R

    2E

    1E

    ..AD

    S

    ..AD

    1nRnR

    Pour additionner 2 nombres plusieurs bits, il faut tenir compte de lventuelle retenue de ltage prcdent.

  • Electronique numrique

    III-4-9Electronique et lectrotechnique

    Additionneur

    2E

    1ES

    1nRnR

    1

    1

    1

    1

    Rn-1

    1111

    1001

    1010

    0100

    RnSE2E1

    0

    0

    0

    0

    Rn-1

    1011

    0101

    0110

    0000

    RnSE2E1

    Il suffit de vrifier la table de vrit suivante :

    1

    0

    0

    1 1 1

    1

    0

    0 1

    01

    1

    1 0

    1

    1 1

    Exemple

  • Electronique numrique

    III-4-10Electronique et lectrotechnique

    Additionneur quatre bits

    0a0S

    A0R0b

    1a1S

    A1R1b

    2a2S

    A2R2b

    3a3S

    A3R3b

    Addition de 2 nombres binaires 4 bits

    +

    0123

    0123

    0123

    SSSS

    bbbb

    aaaa

  • Electronique numrique

    III-4-11Electronique et lectrotechnique

    Additionneur quatre bits

    CI4008

  • Electronique numrique

    III-4-12Electronique et lectrotechnique

    QUESTIONS

    r Expliquez le fonctionnement duncompteur.

    r Expliquez le fonctionnement dunadditionneur.

  • Electronique numrique

    III-4-13Electronique et lectrotechnique

    Dcodeur (DCB-7 segments)

  • Electronique numrique

    III-4-14Electronique et lectrotechnique

    Exercice

    Dterminez les quations logiques permettant dexprimer la sortie relative au segment e .

    DCBADBCA

    DCBADCBAe

    ++

    +=

    DCBADBCADCA ++=

    )( CBDBDCA

    CBADBADCA

    ++=

    ++=

  • Electronique numrique

    III-4-15Electronique et lectrotechnique

    Dcodeur binaire (2 bits)

    1

    0

    0

    0

    S3

    0

    1

    0

    0

    S2

    0011

    0001

    0110

    1000

    S0S1E0E1

    Dcodeur 2 entres

    1E 0E

    3S 0S

    01010 . EEEES +==

    01011 . EEEES +==

    10102 . EEEES +==

    10103 . EEEES +==

    1E 0E

    0S

    1S

    2S

    3S

  • Electronique numrique

    III-4-16Electronique et lectrotechnique

    3E 2E 1E 0E

    15S 0S1S

    Dcodeur 4 entres

    Dcodeur binaire (4 bits)

    Analysez le CI suivant (4028)

  • Electronique numrique

    III-4-17Electronique et lectrotechnique

    Multiplexeur

    S

    7E 1E 0E

    Multiplexeur0A

    1A

    2A

    Entres dadressage (n)

    Entres dinformation

    (N)

    Sorties

    nN 2=Nous avons

    MultiplexeurCommutateur plusieurs positions

    Interface parallle-srie

    Un multiplexeur est un circuit logique N entres dites de donnes (ou dinformation) et une sortie qui correspond une des entres. Celle-ci est slectionne parmi les entres en fonction de n entres dadressage. N et n sont lis par N=2n

    Un multiplexeur joue le rle de commutateur plusieurs positions qui aiguillerait vers la sortie les informations de nimporte quelle entre.

    Par une utilisation cyclique des entres dadressage, les donnes des entres, qui sont en parallle lentre du multiplexeur, se retrouvent en srie la sortie.

    Il sagit daiguillage des donnes.

  • Electronique numrique

    III-4-18Electronique et lectrotechnique

    MultiplexeurExemple de ralisation: multiplexeur 2 entres

    S

    1E 0E

    Multiplexeur0A0100 .. AEAES +=

    Lquation logique correspondant ce multiplexeur est

    0E

    1E

    0A

    S

  • Electronique numrique

    III-4-19Electronique et lectrotechnique

    Multiplexeur

    Lentre SELECT permet de slectionner les entres A ou les entres B

    A quoi sert lentre STROBE ?

  • Electronique numrique

    III-4-20Electronique et lectrotechnique

    Multiplexeurs: exemple

  • Electronique numrique

    III-4-21Electronique et lectrotechnique

    Multiplexeurs CMOS 45128-INPUT Multiplexer with 3-state OUTPUT

    Lentre 100 (4) est slectionne)

  • Electronique numrique

    III-4-22Electronique et lectrotechnique

    DmultiplexeursLe dmultiplexeur est un dcodeur jouant un rle de distribution.

    Commutateur plusieurs positions

    Interface srie-parallleDmultiplexeur

    Entres dadressage (ici une de ces entres est active la fois)

    Entre dinformation

    Sorties

  • Electronique numrique

    III-4-23Electronique et lectrotechnique

    Dmultiplexeurs

    Si ladressage est binaire, nous obtenons

  • Electronique numrique

    III-4-24Electronique et lectrotechnique

    Dmultiplexeurs: exemple

  • Electronique numrique

    III-4-25Electronique et lectrotechnique

    Les mmoires1. Les mmoires vives statiques

    Appele RAM statique (random access mmory)

    Elle se lisent simplement en accdant linformation sous forme dadresse (voir ci-dessous). Leffacement est immdiat en cas de coupure de lalimentation (On parle de mmoire volatile ). Les cellules lmentaires sont des flip-flop classiques.

    2. Les mmoires vives dynamiquesAppele RAM dynamique

    Llment individuel est muni dun condensateur qui ncessite un signal de rafrachissement frquence rgulire pour compenser les pertes de charge (Ce sont celles-ci qui sont utilises dans les ordinateurs actuels)

  • Electronique numrique

    III-4-26Electronique et lectrotechnique

    Les mmoires3. Les mmoires mortes

    Appele ROM (read only mmory)

    Mmoire lecture seule appele aussi mmoire morte ou permanente. Seule la lecture des informations est possible. Ces mmoires sont programmes la construction.

    4. Les mmoires mortes programmablesAppele PROM

    Lutilisateur programme lui-mme le contenu des mmoires. Aprs programmation, celles-ci deviennent des ROM classiques.

  • Electronique numrique

    III-4-27Electronique et lectrotechnique

    Les mmoires4. Les mmoires UVPROM ou EPROM

    Leffacement ncessite lexposition du composant une source dultraviolet durant plusieurs minutes. La rtention des donnes est de plusieurs annes hors alimentation.

    5. Les mmoires EEPROM

    Elles aussi conservent les donnes hors alimentation. Lavantage considrable provient du fait quelle sefface lectriquement et ce de manire beaucoup plus rapide.

  • Electronique numrique

    III-4-28Electronique et lectrotechnique

    Les mmoires

    Celle-ci ressemblent aux EEPROM et sont gnralement intgres aux microcontrleurs et servent essentiellement stocker le programme.

    5. Les mmoires dites FLASH

  • Electronique numrique

    III-4-29Electronique et lectrotechnique

    Les mmoires

    Comme toutes les mmoires, celle-ci contient un certains nombres de bits (cellule lmentaire). Chaque cellule est caractrise par une adresse et une donne.

    Pratiquement, illustrons lutilisation dun CI spcifique : le CI 2102(L)

    A7

    A5

    A1

    A2

    A4

    A0

    A3

    A9

    A8A6

    16 2 4 5 7 8 6 14 15 1

    +

    DOUT

    GND

    R/W

    CEDIN

    VCC3

    9

    1311

    10

    12

    IC 2102

    Bornes dadresse210 places mmoire

    Lecture 1 et criture 0

    Donne crire (b