Decouverte Des Bascules Sous Proteus

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    14-Aug-2015

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Section : S

Option : Sciences de lingnieur

Discipline : Gnie lectrique

Dcouverte des bascules avec ProteusDomaine dapplication : Les systmes logiques Type de document : Travaux Pratiques Classe : Premire Date :

Mise en situation et objectifs du TP Lobjectif de ce TP est de dcouvrir les composants principaux de la logique squentielle : les bascules. Aprs une dcouverte par lexprience des bascules en utilisant les possibilits interactives du logiciel de simulation lectronique Proteus, vous devrez appliquer vos acquis dans diffrents problmes. Ce TP est structur en 5 grandes parties :

R R R R R

Listes des composants utiliss dans ce TP Dcouverte de la bascule RS Dcouverte de la bascule D Dcouverte de la bascule JK Applications raliser en mettant en uvre les savoir-faire acquis prcdemment Travail demand

I Liste des composants utiliss dans ce TP Vous trouverez dans le tableau suivant tous les composants utiliss dans ce TP. Surlignez dans ce tableau les nouveaux composants que vous navez encore jamais utiliss dans le logiciel Proteus. Cette liste de composants complte la liste des composants dj vus dans les TP prcdents.

Nom rel du composantUne porte logique ET-NON 2 entres Une porte logique OU-NON 2 entres Une bascule D Une bascule JK Un feu tricolore 3 LED : rouge, orange et verte Un gnrateur dtat logique interactif bistable Un gnrateur dtat logique monostable Une sonde dtat logique

Nom exact du composant saisir dans Mots cls4011 4001 4013 4027 TRAFFIC LIGHTS LOGICSTATE LOGICTOGGLE LOGICPROBE (BIG)

CatgorieCMOS 4000 series CMOS 4000 series CMOS 4000 series CMOS 4000 series Miscellaneous Debugging Tools Debugging Tools Debugging Tools

BibliothqueCMOS CMOS CMOS CMOS ACTIVE ACTIVE ACTIVE ACTIVE

On rappelle que lutilisation des Mots cls acclre la recherche des composants dans la bote de dialogue Pick Devices de Proteus. Par exemple pour trouver la bascule D saisissez simplement 4013 dans Mots cls puis double-cliquez sur le composant 4013.IEC. Ouvrez le logiciel de simulation Proteus et agrandissez sa fentre tout lcran, puis ajoutez tous les composants ci-dessus dans votre slecteur aprs avoir intgr la remarque suivante vous rappelant que la bote de dialogue Pick Devices ne doit tre ouverte quune seule fois :Remarque surligner en fluo, retenir et appliquer pour toutes vos futures utilisations de Proteus :

Pour ajouter rapidement plusieurs composants votre slecteur appuyez sur P, double-cliquez sur chacun des composants prendre, puis appuyez sur ESC.II Dcouverte de la bascule RS II 1 Ralisez dans Proteus le Montage 1 utilisant 2 S portes ET-NON, 2 gnrateurs logiques LOGICSTATE et 2 sondes logiques LOGICPROBE (BIG). Dans ce Montage 1 : Les 2 entres sont appeles R et S Les 2 sorties sont appeles Q et Q Ce montage est une bascule RS La sortie Q est la sortie principale de la bascule R La sortie Q est la sortie secondaire Lancez la simulation puis cliquez plusieurs fois sur R et sur S jusqu obtenir ltat exact du Montage 1 : R=S=Q=1 et Q=0T.P. : Dcouverte des bascules avec Proteus

1

1 2

&4011

3

1

Q

5

1

6

&4011

4

0

Q'

Montage 1www.gecif.net Page 1 / 10

II 2 A lentre dune porte ET-NON, quel est llment forant ? 0 1 Compltez alors les deux affirmations suivantes au sujet du Montage 1 : Si lentre S = alors la sortie Q vaut forcment Si lentre R = alors la sortie Q vaut forcment Si S = et R = alors les deux sorties Q et Q sont forces A lentre dune porte ET-NON, quel est llment neutre ? 0 1 Compltez alors les deux affirmations suivantes au sujet du Montage 1 : Si lentre S = alors la sortie Q dpend de ltat de Q Si lentre R = alors la sortie Q dpend de ltat de Q Si S = et R = alors les sorties Q et Q ne sont pas forces dans un tat prcis : elles conservent leur tat prcdent, on parle alors de fonction mmorisation II 3 En vous aidant des fonctions interactives de Proteus, compltez les chronogrammes des sorties Q et Q du Montage 1 :

R

S

Q

Q'Chronogrammes de la bascule RS portes ET-NON

La sortie Q est-elle toujours gale au complment de la sortie Q ?

oui

non

Dans quelle condition Q et Q ne sont-elles pas complmentaires ? II 4 Ce quil faut retenir sur la bascule RS portes ET-NON Les noms R et S donns aux entres dune bascule RS viennent de langlais : R signifie Reset en anglais, ce qui veut dire Mise 0 en franais S signifie Set en anglais, ce qui veut dire Mise 1 en franais Les entres R et S dune bascule RS ont donc pour rle de mettre 0 et mettre 1 la bascule : Mettre une bascule 0 signifie mettre 0 sa sortie principale Q Mettre une bascule 1 signifie mettre 1 sa sortie principale Q Voici la table de fonctionnement de la bascule RS portes ET-NON rcapitulant le fonctionnement que vous venez de constater travers le Montage 1 : Entres R 0 0 1 1 S 0 1 0 1 Q 1 0 1 Q Sorties Q 1 1 0 Q Fonction ralise Les sorties sont forces toutes les deux 1 Mise 0 Mise 1 Mmorisation

Table de fonctionnement de la bascule RS portes ET-NON

On remarque que les entres R et S de cette bascule sont actives au niveau bas (actives ltat logique 0). Cela sexplique car llment absorbant (ou llment forant) du ET-NON est le 0. Pour cette raison, la bascule RS portes ET-NON est aussi appele Bascule RS active ltat bas . De plus on remarque que si les deux entres sont actives, cest--dire lorsquon a R=0 et S=0, la sortie principale Q est force 1 : sur cette bascule la mise 1 est prioritaire sur la mise 0.T.P. : Dcouverte des bascules avec Proteus www.gecif.net Page 2 / 10

II 5 Ralisez maintenant dans Proteus le Montage 2 utilisant 2 portes OU-NON, 2 gnrateurs logiques LOGICSTATE et 2 sondes logiques LOGICPROBE (BIG). Dans ce Montage 2 : Les 2 entres sont appeles R et S Les 2 sorties sont appeles Q et Q Ce montage est encore une bascule RS La sortie Q est la sortie principale de la bascule La sortie Q est la sortie secondaire Lancez la simulation puis cliquez plusieurs fois sur R et sur S jusqu obtenir ltat exact du Montage 2 : R=S=Q=0 et Q=1R

0

1 2 4001

1

3

1

Q

5

S

0

6 4001

1

4

0

Q'

Montage 2

II 6 A lentre dune porte OU-NON, quel est llment forant ? 0 1 Compltez alors les deux affirmations suivantes au sujet du Montage 2 : Si lentre R = alors la sortie Q vaut forcment Si lentre S = alors la sortie Q vaut forcment Si R = et S = alors les deux sorties Q et Q sont forces A lentre dune porte OU-NON, quel est llment neutre ? 0 1 Compltez alors les deux affirmations suivantes au sujet du Montage 2 : Si lentre R = alors la sortie Q dpend de ltat de Q Si lentre S = alors la sortie Q dpend de ltat de Q Si R = et S = alors les sorties Q et Q ne sont pas forces dans un tat prcis : elles conservent leur tat prcdent, on parle alors de fonction mmorisation II 7 En vous aidant des fonctions interactives de Proteus, compltez les chronogrammes des sorties Q et Q du Montage 2 :

R

S

Q

Q'Chronogrammes de la bascule RS portes OU-NON

La sortie Q est-elle toujours gale au complment de la sortie Q ?

oui

non

Dans quelle condition Q et Q ne sont-elles pas complmentaires ? II 8 Ce quil faut retenir sur la bascule RS portes OU-NON En vous aidant des remarques faites au sujet de la bascule RS portes ET-NON et de vos observations, compltez les remarques suivantes concernant la bascule RS portes OU-NON : Les noms R et S donns aux entres dune bascule RS viennent de langlais : R signifie en anglais, ce qui veut dire en franais S signifie en anglais, ce qui veut dire en franais Les entres R et S dune bascule RS ont donc pour rle de mettre 0 et mettre 1 la bascule : Mettre une bascule 0 signifie mettre 0 sa sortie Mettre une bascule 1 signifie mettre 1 sa sortie T.P. : Dcouverte des bascules avec Proteus www.gecif.net Page 3 / 10

Compltez la table de fonctionnement de la bascule RS portes OU-NON rcapitulant le fonctionnement que vous venez de constater travers le Montage 2 : Entres R 0 0 1 1 S 0 1 0 1 Q Sorties Q Fonction ralise

Table de fonctionnement de la bascule RS portes OU-NON

On remarque que les entres R et S de cette bascule sont actives au niveau (active ltat logique ). Cela sexplique car llment absorbant du est le . Pour cette raison, la bascule RS portes OUNON est aussi appele Bascule RS active ltat haut . De plus on remarque que si les deux entres sont actives, cest--dire lorsquon a R= et S=, la sortie principale Q est force : sur cette bascule la mise est prioritaire sur la mise . III Dcouverte de la bascule D III 1 Supprimez le montage actuel de votre feuille 6 S 1 de travail sans fermer le projet afin de conserver les S 0 0 Q 5 1D D 0 composants dj prsents dans votre slecteur. Pour 3 C1 cela cliquez droit sur votre feuille de travail + H 0 2 1 /Q 4 Slectionner tous les objet + touche Suppr du R 0 R clavier. Ralisez le Montage 3 utilisant une bascule D 4013 4013, 4 gnrateurs dtats logiques bistables Montage 3 LOGICSATE et 2 sondes logiques LOGICPROBE BIG. Comme le montre le symbole, une bascule D possde : Deux R et S permette de mettre 0 (entre R) et de mettre 1 (entre S) la bascule Une entre de donne D (note 1D sur le symbole) Une entre dhorloge H (note C1 sur le symbole et reconnaissable par le triangle intrieur) Une sortie principale Q Une sortie complmente /Q ( Q barre , reconnaissable par le triangle extrieur de complmentarit) Sur une bascule D la sortie /Q est toujours le complment de la sortie principale Q Mettre 0 une bascule D signifie mettre 0 sa sortie principale Q Mettre 1une bascule D signifie mettre 1sa sortie principale Q III 2 Lancez la simulation puis testez le rle des entres R et S en laissant les entres D et H 0. Quel est ltat actif des entres R et S ? 0 1 Si les 2 entres R et S sont actives simultanment, quel est ltat de la sortie principale Q ? En dduire lentre prioritaire entre R et S : R est prioritaire devant S S est prioritaire devant R III 3 Remettez la bascule 0 en utilisant lentre R puis compltez le chronogramme suivant en modifiant seulement ltat de H et de D et en laissant les entres R et S 0.

H

D

QChronogrammes de la bascule D

Remarque : les transitions marques par une flche sur le signal H sont appels les fronts montants du signal H. Les fronts montants sont prsents linstant o le signal passe du niveau bas au niveau haut. On remarque que lentre dhorloge de la bascule D 4013 est active sur front montant, ce qui signifie que cest un front montant sur H qui donne lordre la sortie de changer dtat.T.P. : Dcouverte des bascules avec Proteus www.gecif.net Page 4 / 10

III 4 En observant le chronogramme prcdent rpondez aux deux questions suivantes : Si D=0 linstant o un front montant arrive sur H, Q bascule (ou reste) dans quel tat ? Si D=1 linstant o un front montant arrive sur H, Q bascule (ou reste) dans quel tat ? On peut alors rsumer le fonctionnement dune bascule D au principe suivant :

0 0

1 1

Q = D lorsquil y a un front montant sur HIII 5 En exprimentant les diffrents cas dans Proteus, rpondez aux deux questions suivantes : Si R=1 et S=0 est-il possible de faire basculer Q 1 en utilisant seulement les entres D et H ? Si R=0 et S=1 est-il possible de faire basculer Q 0 en utilisant seulement les entres D et H ? On peut dduire de cette exprience que :

Les entres R et S sont prioritaires sur les entres D et H. Pour utiliser les entres D et H de la bascule il faut que R=S=0.Les entres R et S de la bascules D sont appeles les entres asynchrones , ce qui signifie indpendantes de lhorloge . Les entres R et S ont un effet immdiat, quelque soit ltat de lhorloge et sont prioritaires sur lhorloge. Lentre D est une entre synchrone , ce qui signifie quelle ne sera prise en compte quau prochain front montant sur lhorloge. III 6 Astuce n1 connatre : Vous avez pu remarquer qu la mise sous tension la bascule D est systmatiquement zro (Q=0 et /Q=1). Comment faire pour forcer la bascule 1 automatiquement ds le dmarrage du montage ? Pour cela on va utiliser lentre S (mise 1) de la bascule en lui connectant un gnrateur DPULSE. Un gnrateur DPULSE envoie une seule impulsion (un 1 logique) la mise sous tension, puis reste 0 durant le reste du temps. Le temps de cette impulsion est parfaitement configurable dans les proprits du gnrateur DPULSE.Remarque surligner en fluo, retenir et appliquer pour toutes vos futures utilisations de Proteus :

Par dfaut les bascules sont mises 0 au dmarrage. Si on veut quune bascule soit 1 la mise sous tension il faut lui envoyer une impulsion sur son entre Set en utilisant un gnrateur DPULSE (disponible dans le Mode gnrateur )Exprimentez et constatez par vous-mme cette remarque dans Proteus. III 7 Astuce n2 connatre : Lentre dhorloge de la bascule D tant active sur front montant, vous avez remarqu quil faut cliquer systmatiquement deux fois sur le gnrateur LOGICSTATE pour gnrer un front montant (une fois pour mettre lhorloge 1 puis une seconde fois pour remettre lhorloge 0). Afin de limiter le nombre de clics pour les entres actives sur front, il existe le gnrateur LOGICTOGGLE dans Proteus.Remarque surligner en fluo, retenir et appliquer pour toutes vos futures utilisations de Proteus :

La diffrence entre les gnrateurs LOGICSTATE et LOGICTOGGLE est que LOGICSTATE est stable dans les deux tats (0 et 1 : il est bistable) alors que LOGICTOGGLE nest stable que dans un seul tat (le 0 : il est monostable)Exprimentez par vous-mme cette remarque dans Proteus, et utilisez dsormais systmatiquement le gnrateur LOGICTOGGLE sur les entres dhorloge des bascules la place de LOGICSTATE. IV Dcouverte de la bascule JK IV 1 Supprimez le montage actuel de votre feuille de travail sans fermer le projet afin de conserver les composants dj prsents dans votre slecteur. Pour cela cliquez droit sur votre feuille de travail + Slectionner tous les objet + touche Suppr du clavier. Placez une bascule JK 4027 sur votre feuille de travail et observez son symbole : La diffrence principale entre la bascule D et la bascule JK est que la bascule D possde une seule entre de donne (lentre D) alors que la bascule JK possde 2 entres de donnes (les entres J et K) Le rle des entres R et S tant le mme sur la bascule JK et sur la bascule D vous ne les connecterez pas dans cette exprience puisque vous les connaissez dj Tout comme pour la bascule D, lhorloge de la bascule JK est active sur front montant (ce qui est indiqu sur le symbole de la bascule par un petit triangle intrieur) La sortie complmentaire /Q de la bascule JK tant toujours gale au complment de la sortie principale Q, il est inutile dy mettre une sonde logique LOGICPROBE pour lobserver Connectez un gnrateur bistable LOGICSTATE sur lentre de donne J (note 1J sur le symbole de la bascule) Connectez un gnrateur bistable LOGICSTATE sur lentre de donne K (note 1K sur le symbole de la bascule) Connectez un gnrateur monostable LOGICTOGGLE sur lentre dhorloge H (note C1 sur le symbole) Connectez une sonde logique LOGICPROBE (BIG) sur la sortie principale Q de la basculeT.P. : Dcouverte des bascules avec Proteus www.gecif.net Page 5 / 10

Lancez la simulation puis compltez le chronogramme suivant montrant le fonctionnement de la bascule JK. Mettez en vidence les fronts montants du signal dhorloge H en les indiquant par des flches rouges.

H

J

K

QIV 2 En utilisant vos observations rpondez aux questions suivantes (une seule rponse possible chaque fois) : Lorsquun front montant arrive sur lhorloge alors que J=1 et K=0 que fait la sortie Q ? elle est mise 1 elle est mise 0 elle mmorise son tat elle change systmatiquement dtat Lorsquun front montant arrive sur lhorloge alors que J=0 et K=1 que fait la sortie Q ? elle est mise 1 elle est mise 0 elle mmorise son tat elle change systmatiquement dtat Lorsquun front montant arrive sur lhorloge alors que J=0 et K=0 que fait la sortie Q ? elle est mise 1 elle est mise 0 elle mmorise son tat elle change systmatiquement dtat Lorsquun front montant arrive sur lhorloge alors que J=1 et K=1 que fait la sortie Q ? elle est mise 1 elle est mise 0 elle mmorise son tat elle change systmatiquement dtat IV 3 Compltez la table de fonctionnement de la bascule JK donnant ltat de la sortie principale aprs chaque front montant de lhorloge en fonction des entres J et K. Les 4 termes mettre dans le bon ordre dans la colonne Fonction ralise sont Mise 1 , Mise 0 , Basculement et Mmorisation . Entres synchrones J K 0 0 0 1 1 0 1 1 Sorties Q Q Fonction ralise

On remarque que la nouvelle fonction propose par la bascule JK et que la bascule D ne possdait pas est la fonction Basculement . Cette fonction permet de faire systmatiquement changer ltat de la sortie de la bascule chaque front dhorloge (si elle valait 0 elle bascule 1, si elle valait 1 elle bascule 0). Astuce n3 connatre : Sur une bascule D une astuce existe pour raliser cette fonction Basculement : il suffit de relier lentre de donne D la sortie complmentaire /Q de la bascule. Ainsi branche, la bascule D changera systmatiquement dtat chaque front dhorloge. IV 4 Astuce n4 connatre : Si on veut automatiser un montage bascule il faut remplacer le gnrateur interactif LOGICTOGGLE par un gnrateur de signal rectangulaire. Ce gnrateur existe et sappelle DCLOCK. Tout comme le gnrateur DPULSE, le gnrateur DCLOCK est disponible dans le Mode gnrateur de Proteus. La frquence du signal rectangulaire dlivr par DCLOCK est configurable dans ses proprits. Si maintenant on veut envoyer sur une entre dhorloge un train dimpulsion spcifique (suite de 0 et de 1 mais pas forcment rgulier), il faut alors utiliser le gnrateur DPATTERN. Remarque : le prfixe D de tous ces gnrateurs signifie Digital en anglais, ce qui signifie numrique en franais (numrique veut dire quils ne gnrent que des 0 et des 1, par opposition un gnrateur analogique qui gnre un courant ou une tension).Remarque surligner en fluo, retenir et appliquer pour toutes vos futures utilisations de Proteus :

Pour gnrer un train dimpulsion (suite de 0 et de 1) il faut utiliser un gnrateur DPATTERN (disponible dans le Mode gnrateur ) en configurant le train dimpulsion dans le champ Suite dimpulsion spcifique T.P. : Dcouverte des bascules avec Proteus www.gecif.net Page 6 / 10

GnrateurDPULSE DCLOCK DPATTERN

Mot cl en anglais Mot cl en franaispulse clock pattern impulsion horloge motif

Rle du gnrateur dans un montage lectroniqueGnrer une impulsion au dmarrage (sur R et S) Gnrer un signal rectangulaire rgulier (sur H) Gnrer un motif (ex : 0100111) qui se rpte

V Applications V 1 Application 1 : analyse dun montage bascules D V 1 1 Supprimez le montage actuel de votre feuille de travail sans fermer le projet afin de conserver les composants dans votre slecteur. Ralisez le Montage 4 utilisant 3 bascules D 4013, un feu tricolore TRAFFIC LIGHTS et un gnrateur dtat logique monostable LOGICTOGGLE. Dans cette premire application le composant TRAFFIC LIGHTS remplace 3 sondes logiques et ne reprsente pas des feux tricolores de circulation.

6 5

S 1D

8

0LOGICTOGGLE

3 4

C1 R 4013

0

1 9 11 2 10

S 1D

6

C1 R 4013

1

13 5 3 12 4

S 1D

C1 R 4013

2

1

2

Montage 4

Dans ce montage : La bascule de gauche sera appele la bascule n0 : son entre D est appele D0, sa sortie principale est appele Q0 et sa sortie complmentaire est appele /Q0 ( Q0 barre ) La bascule du milieu sera appele la bascule n1 : son entre D est appele D1, sa sortie principale est appele Q1 et sa sortie complmentaire est appele /Q1 ( Q1 barre ) La bascule de droite sera appele la bascule n2 : son entre D est appele D2, sa sortie principale est appele Q2 et sa sortie complmentaire est appele /Q2 ( Q2 barre ) La LED rouge du feu tricolore est allume si Q0=1 La LED orange du feu tricolore est allume si Q1=1 La LED verte du feu tricolore est allume si Q2=1 Le gnrateur LOGICTOGGLE envoie un front montant sur les entres dhorloge des 3 bascules la fois Le signal envoy par le gnrateur LOGICTOGGLE sur les entres dhorloge sera appel H Pour chaque bascule la sortie principale prendra ltat de son entre D chaque front dhorloge :

Si on appuie sur le LOGICTOGGLE alors Qn = Dn pour les 3 bascules simultanmentInscrivez leur place le nom des signaux H, D0, D1, D2, Q0, Q1, Q2, /Q0, /Q1 et /Q2 sur les montages 4 et 5. V 1 2 Connectez dans votre montage les entres D des 3 bascules comme sur le Montage 5 afin que leur quation soit : D0 = /Q1 D1 = /Q2 D2 = Q0

8 9

S 1D C1 R 4013

6 13 5 3 12 4

S 1D C1 R 4013

8 1 9 11 2 10

S 1D C1 R 4013

13

0LOGICTOGGLE

11 10

12

Montage 5

Lancez la simulation, envoyez des fronts montants sur les entres dhorloge des bascules en cliquant sur le gnrateur LOGICTOGGLE, observez lvolution des 3 LED puis rpondez aux questions suivantes.T.P. : Dcouverte des bascules avec Proteus www.gecif.net Page 7 / 10

Lorsque les 3 LED sont teintes, quel est ltat de chaque entre D ? D0 =

D1 =

D2 = teinte

En dduire ltat des 3 LED aprs lenvoie dun front montant sur H alors que les 3 LED sont teintes : La rouge : allume teinte La orange : allume teinte La verte : allume

Lorsque Q0=1, Q1=1 et Q2=0, quel est ltat de chaque entre D ? D0 = D1 = D2 = En dduire ltat des 3 LED aprs lenvoie dun front montant sur H alors que Q0=1, Q1=1 et Q2=0 : La rouge : allume teinte La orange : allume teinte La verte : allume teinte Lorsque Q0=0, Q1=1 et Q2=1, quel est ltat de chaque entre D ? D0 = D1 = D2 = teinte

En dduire ltat des 3 LED aprs lenvoie dun front montant sur H alors que Q0=0, Q1=1 et Q2=1 : La rouge : allume teinte La orange : allume teinte La verte : allume

Arrtez puis relancez la simulation et relevez les chronogrammes des 3 sorties Q0, Q1 et Q2 partir du dbut (les 3 sorties tant toutes zro lorigine) :

H

Q0

Q1

Q2V 1 3 Inscrivez leur place le nom des signaux H, D0, D1, D2, Q0, Q1, Q2, /Q0, /Q1 et /Q2 sur le Montage 6. Modifiez votre montage afin que les quations logiques des entres D soient les suivantes (comme sur le Montage 6) : D0 = /Q0 . /Q1 D1 = /Q1 . /Q2 D2 = Q0 . Q1

1 2

&4081

3

8 9

S 1D C1 R 4013

6 13 5 6 12

S 1D C1 R 4013

8 1 8 9 2

S 1D C1 R 4013

13

&4081

4

5 3 4

&4081

10

9 11 10

0

11 10

12

Montage 6

Lancez la simulation, envoyez des fronts montants sur les entres dhorloge des bascules en cliquant sur le gnrateur LOGICTOGGLE et observez lvolution des 3 LED. En regardant ltat logique des entres D (avant un front dhorloge) puis ltat logique des sorties Q (aprs le front dhorloge) essayez de constater par lexprience la remarque suivante :

Ltat logique de lentre Dn avant un front dhorloge indique ltat dans lequel sera la sortie Qn aprs le front dhorlogeT.P. : Dcouverte des bascules avec Proteus www.gecif.net Page 8 / 10

V 1 4 Compltez le tableau suivant en indiquant ltat logique des 3 entres de donne et des 3 sorties principales des bascules. Dans ce tableau, la ligne 0 (dj remplie) reprsente ltat initial du montage. La ligne 1 reprsente ltat du montage aprs le 1er front dhorloge, la ligne 2 reprsente ltat du montage aprs le 2nd front dhorloge, la ligne 3 ltat du montage aprs le 3me front, etc. A laide de flches, faites apparatre dans ce tableau la remarque constate prcdemment :Nombre de front dhorloge D0 Q0 Etat du montage D1 Q1 D2 Q2

0 1 2 3 4 5 6 7

1

0

1

0

0

0

Ce montage prsente combien dtats diffrents ?

1

2

3

4

5

6

7

8

9

V 1 5 Relevez les chronogrammes des signaux Q0, Q1 et Q2, les 3 sorties tant lorigine toutes zro :

H

Q0

Q1

Q2V 2 Application 2 : synthse dun montage bascules D On dsire maintenant raliser un montage simulant le fonctionnement rel dun feu tricolore. Les LED devront sallumer tour de rle comme indiquer dans le tableau ci-dessous, avec un seul feu allum un instant donn (jamais aucun feu et jamais plusieurs feux), et dans lordre rouge, vert, orange, rouge, vert, orange, etc. Ce nouveau montage prsente seulement 3 tats diffrents et le feu rouge devra tre allum la mise sous tension :Nombre de front dhorloge D0 Q0 Etat du montage D1 Q1 D2 Q2

0 1 2 3

1 0 0

0 0 1

0 1 0

Retour ltat initial dcrit sur la ligne 0

V 2 1 Compltez dans le tableau ci-dessus ltat de chaque entre D afin que la sortie Q des bascules soit positionne correctement ltat suivant du montage (cest--dire aprs le front dhorloge). Lorsque D0=1, quel est ltat des 3 sorties des bascules ? Q0 = Q1 = Q2 =

En dduire une quation logique de D0 en fonction de Q0, Q1 et Q2 : D0 = T.P. : Dcouverte des bascules avec Proteus www.gecif.net Page 9 / 10

Lorsque D1=1, quel est ltat des 3 sorties des bascules ? Q0 =

Q1 =

Q2 =

En dduire une quation logique de D1 en fonction de Q0, Q1 et Q2 : D1 = Lorsque D2=1, quel est ltat des 3 sorties des bascules ? Q0 = Q1 = Q2 =

En dduire une quation logique de D2 en fonction de Q0, Q1 et Q2 : D2 = V 2 2 Proposez un montage rpondant au cahier des charges de cette application 2. Validez son bon fonctionnement dans le logiciel Proteus. En cas de dysfonctionnement, analysez do vient lerreur, corrigez votre montage, proposez une nouvelle solution, puis testez-la nouveau jusqu obtenir le fonctionnement dun feu tricolore. Une fois parfaitement fonctionnelle, relevez votre solution en compltant le montage ci-dessous ainsi que les chronogrammes des sorties :

6 5

S 1D

8

0LOGICTOGGLE

3 4

C1 R 4013

0

1 9 11 2 10

S 1D

6

C1 R 4013

1

13 5 3 12 4

S 1D

C1 R 4013

2

1

2

Solution de lapplication 2

H

Q0

Q1

Q2Chronogrammes des feux tricolores

V 2 3 Afin dautomatiser le montage, remplacez le gnrateur LOGICTOGGLE par un gnrateur DCLOCK que vous configurerez afin que chaque feu reste allum 2 secondes. V 2 4 Remplacez le gnrateur DCLOCK par un gnrateur DPATTERN que vous configurerez afin que chaque feu reste allum en respectant les temps donnes dans le tableau suivant :

Feurouge orange vert

Dure dallumage6s 1s 3s

V 2 5 Proposez un montage ayant le mme fonctionnement (alimentation successive des feux tricolores) mais en utilisant 3 bascules JK la place des 3 bascules D. Validez toutes vos propositions ou ides sous Proteus.

Ce TP vous a montr comment utiliser les bascules, composant lectronique trs important et indispensable dans la plupart des systmes techniques. Il vous appartient dsormais dutiliser naturellement les bascules, et surtout de retenir tout ce qui a t dcouvert dans ce TP.T.P. : Dcouverte des bascules avec Proteus www.gecif.net Page 10 / 10

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