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
